logo
КАСАТКИН

Устройство кристаллизаторов

По принципу действия различают следующие типы промышленных кристаллизаторов: 1) кристаллизаторы с удалением части растворителя;

  1. кристаллизаторы с охлаждением раствора; 3) вакуум-кристаллизаторы;

  1. кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем.

Кристаллизаторы с удалением части растворителя. Как было указано, наиболее распространенным способом удаления части растворителя является выпаривание. Появление в растворе кристаллов и создание условий для их роста требуют внесения некоторых изменений в конструк­цию обычных выпарных аппаратов.

На рис. ХУ1-4 изображен выпарной аппарат-кристаллизатор с под­весной нагревательной камерой и двумя работающими поочередно нутч- фильтрами для отделения кристаллов от маточного раствора.

Выпарной аппарат-кристаллизатор с выносной нагревательной каме­рой и сборником кристаллов показан на рис. ХУ1-5.

Наиболее производительны и надежны в эксплуатации выпарные аппа­раты-кристаллизаторы с принудительной циркуляцией раствора и вынос­ной нагревательной- камерой (аналогичный аппарат см. главу IX, рис. 1Х-17). Содержание кристаллов в циркулирующей суспензии состав­ляет 10—20 вес. %. Скорость раствора в трубках нагревательной камеры не должна превышать 3 м/сек. При больших скоростях наблюдается исти­рание кристаллов. Процесс кристаллизации легко подвергается регули­рованию. Продукт получается сравнительно крупнокристаллическим и однородным. Такие аппараты применяют для кристаллизации солей как с положительной, так и с отрицательной растворимостью.

Для снижения расхода тепла процесс осуществляют в многокорпус­ных установках. При выпаривании с одновременной кристаллизацией удобнее использовать параллельное питание' исходным раствором с вы­водом суспензии из каждого корпуса (рис. 1Х-4). При этом отсутствуют переточные трубопроводы из корпуса в корпус и устраняется возможность их засорения кристаллами.

Прямоточная схема многокорпусного выпаривания для кристалли­зации растворов нежелательна, так как постепенное снижение темпера­туры раствора при переходе из корпуса в корпус может вызвать прежде­временную кристаллизацию и засорение трубопроводов.

6. Устройство кристаллизаторов

Противоток применяют в случае, если раствор поступает на выпари­вание сильно разбавленным. В первых корпусах по ходу раствора его выпаривают и только в последнем корпусе, обогреваемом первичным паром с наиболее высокой температурой, кристаллизуют. Особенно рекомен­дуется такая схема при переработке солей с отрицательной раствори­мостью. Высокая температура раствора в последнем по ходу раствора корпусе способствует более полному осаждению кристаллов.

Кристаллизаторы с охлаждением раствора. Простейшие кристаллиза­торы периодического действия с охлаждением раствора представляют собой цилиндрические вертикальные аппараты с охлаждающими змеевиками

Вторичный

Рис. ХУ1-4. Выпарной аппарат- кристаллнзатор с подвесной греющей камерон и нутч-фильт- рами:

/ — корпус аппарата; 2 — нагре­вательная камера; 3 — нутч-фяльт- ры.

Рис. ХУ1-5. Выпарной аппарат- кристаллизатор с выносной на­гревательной камерой:

1 — сепаратор; 2 — нагреватель­ная камера; 3 — сборник кристал­лов.

(или рубашками) и механическими мешалками для перемешивания рас­твора. С целью увеличения времени пребывания раствора в установке эти аппараты часто соединяют последовательно, располагая каскадом.

Качающиеся кристаллизаторы (рис. ХУ1-6). Такой кристаллизатор представляет собой длинное неглубокое открытое корыто /, укрепленное на круглых бандажах 2, которые опираются на ролики 3. Корыто уста­новлено с небольшим наклоном вдоль его продольной оси. Посредством специального привода (на рисунке не показан) корыто может медленно качаться на опорных роликах.

Раствор подают в корыто вблизи его верхнего конца; медленно проте­кая по корыту, он охлаждается вследствие потери тепла в окружающую среду и частичного испарения. При медленном движении и охлаждении раствора скорость образования зародышей снижается. Кристаллы растут медленно, получаются крупными, размером от 3—5 до 10—25 мм. Меха­ническое истирание кристаллов при перемешивании почти устранено;

640

Гл. XVI. Кристаллизация

РастОор

стенки аппарата не инкрустируются. Выгрузка кристаллов и маточного раствора производится в нижнем конце корыта. Длина применяемых аппа- ратов— до 15 м, ширина — до 1,5 м.

Более энергичное перемешивание раствора и поддержание кристаллов во взвешенном состоянии достигается в кристаллизаторах шнекового типа.

Шнековые кристаллизаторы. Кристаллизатор шнекового ти- па— это горизонтальное непод- вижное закрытое корыто с водя- _ной рубашкой, внутри которого вращается ленточная или шне- .ковая мешалка. Она не только перемещает образующиеся кри- сталлы к месту выгрузки, но и поддерживает их во взвешен- ном состоянии, что способствует свободному и равномерному ро- сту кристаллов.

На рис. ХУ1-7 показан кри- сталлизатор с ленточной мешалкой. В корыте 1 с водя- ной рубашкой 2 медленно вра- щается спиралевидная мешал- ка 3 из металлических полос.

Охлаждающая вода в рубашке движется противотоком к раствору.

В отличие от ленточных собственно шнековые кристаллизаторы имеют мешалку в виде бесконечного винта — шнека. Средний размер кристаллов не превышает 0,5—0,6 мм. Для получения более крупных кристаллов иногда применяют воздушное охлаждение. В данном случае аппараты выполняют без рубашек, открытыми. Однако это сильно сни­жает их производительность.

Вода Вода.

Суспензия 2

Рис. ХУ1-6. Качающийся кристаллизатор:

} «- корыто; 2 бандажи; 3 опорные ролики.

Рис. XVI-7. Кристаллизатор с ленточной мешалкой;

1 к- корыто; 2 — водяная рубашка; 3 ленточная мешалка.

Недостатки кристаллизаторов шнекового типа: наличие движущихся частей; возможность заклинивания мешалки; нежелательное перемеши­вание раствора вдоль оси аппарата. Эти кристаллизаторы довольно широко распространены вследствие простоты устройства и обслуживания, а также надежности в работе. Для экономии производственных площадей их уста­навливают друг над другом, соединяя последовательно.

Барабанные кристаллизаторы. Эти кристаллизаторы имеют воздушное или водяное охлаждение.

Кристаллизаторы с воздушным охлаждением (рис. ХУ1-8). Основная часть аппарата — слегка наклонная вращаю­

6. Устройство кристаллизаторов

641

щаяся от привода труба /. заключенная в кожух 2. Раствор поступает с верхнего конца трубы, а кристаллы выгружаются из ее нижнего конца. Воздух, подаваемый вентилятором 3, движется над раствором противо­током к направлению движения раствора. При вращении трубы раствор смачивает стенки аппарата, что увеличивает поверхность испарения. При воздушном охлаждении тепло от раствора отнимается довольно

Yandex.RTB R-A-252273-3
Yandex.RTB R-A-252273-4