ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устройство и принцип действия кристаллизаторов из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 2" По условию образования и роста кристаллов кристаллизаторы подразделяют на следующие основные типы 1) поверхностные, в которых образование и рост кристаллов происходят на охлаждаемой поверхности 2) объемные, в которых образование и рост кристаллов происходят во всем объеме аппарата 3) смещанного типа, в которых образование и рост кристаллов происходят на охлаждаемой поверхности и в объеме аппарата. [c.304] Объемные кристаллизаторы, в свою очередь, разделяют на прямоточные (в этих аппаратах раствор и кристаллы движутся прямотоком), емкостные (в этих аппаратах с помощью мешалок происходит полное перемешивание кристаллизующейся системы) и циркуляционные (по гидродинамическому режиму они занимают промежуточное положение между прямоточными и емкостными). Циркуляционные кристаллизаторы вследствие достаточно большой их удельной производительности и высокого качества получаемых в них кристаллов находят широкое распространение в технике. [c.304] По типу создания условий пересыщения кристаллизаторы можно подразделить на три группы 1) изогидрические 2) вакуумные и 3) испарительные. [c.304] Поверхностные кристаллизаторы. На рис. 23-7 представлена схема устройства изогидрического поверхностного вальцового кристаллизатора, который обычно используется для кристаллизации солей с существенно снижающейся растворимостью при понижении температуры. [c.304] Аппарат представляет собой горизонтальный вращающийся барабан I с водяной рубашкой, погруженный в корыто 2 с кристаллизуемым раствором. Во избежание преждевременной кристаллизащ1и корыто снабжено паровой рубашкой 5 для нагревания раствора. За один оборот барабана (со скоростью порядка 0,1-1 м/с) на его поверхности образуется слой кристаллов, который снимается с барабана ножом 3. [c.305] Вальцовые кристаллизаторы чаще всего применяют для кристаллизации расплавов или из растворов с небольшим содержанием маточного раствора. К недостаткам кристаллизаторов этого типа следует отнести мелкокристалличность получаемого продукта при этом в кристаллы обычно переходят все содержащиеся в исходном расплаве примеси. [c.305] Для кристаллизации расплавов применяют также ленточные кристаллизаторы (рис. 23-8). [c.305] Образование отвержденного слоя 4 происходит на бесконечной ленте 8 при охлаждении расплава снизу через эту ленту (если допустимо непосредственное охлаждение расплава, то целесообразно использовать этот метод охлаждения). Расгшав на ленту можно подавать различным способом сплошным слоем, полосами и т. п. Для очистки ленты от оставшихся на ней кристаллов (после удаления основной массы кристаллов в бункер б) применяют металлические щетки 7. [c.305] Объемные кристаллизаторы. Этот тип кристаллизаторов получил наибольшее распространение в промышленности. Наиболее простым объемным кристаллизатором периодического действия является аппарат с рубашкой и мешалкой (рис. 23-9). [c.305] Во избежание интенсивной инкрустации внутренней поверхности аппарата разность температур раствора и охлаждающей воды (рассола) должна быть небольшой [ж 8-10°С (281-283 К)]. С этой же целью охлаждающую воду в рубашку 2 подают после заполнения корпуса 1 аппарата раствором и образования первых зародышей кристаллов. После окончания процесса кристаллизации образовавшуюся суспензию выгружают и разделяют на фильтрах или центрифугах с получением кристаллического вещества и выделением маточного раствора. [c.305] Для увеличения времени пребывания раствора эти аппараты часто соединяют последовательно - каскадом. [c.306] К объемным кристаллизаторам с испарительным охлаждением относится непрерывнодействующий качающийся кристаллизатор (рис. 23-10). [c.306] Большим достоинством качающегося кристаллизатора является отсутствие движущихся частей в кристаллизующемся растворе, благодаря чему возможен широкий выбор конструкционных материалов. К его недостаткам следует отнести громоздкость, низкую производительность, возможность создания тяжелых условий труда вследствие испарения раствора в производственном помещении и др. [c.306] Широкое распространение в промышленности получили разнообразные по конструкции объемные кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем кристаллов. Интенсивное перемешивание при псевдоожижении увеличивает массоперенос, что приводит к ускорению роста кристаллов. Степень пересыщения раствора при этом достаточно быстро снижается. Если температуры и гидродинамические условия одинаковы, то в этом случае с уменьшением степени пересыщения раствора скорость роста кристаллов увеличивается быстрее, чем скорость образования зародышей. Поэтому метод псевдоожижения применяют для кристаллизации относительно слабо пересыщенных растворов вблизи границы метастабильной области. При этом необходимо регулировать степень пересыщения, температуру, время пребывания кристаллов в аппарате. Более крупные кристаллы быстрее осаждаются на дно, а кристаллы меньших размеров продолжают расти в псевдоожиженном слое. Тем самым в кристаллизаторах с псевдоожиженным слоем кристаллов возможно регулирование их размеров. [c.306] Кристаллизацию в псевдоожиженном слое можно проводить изогидрически или с удалением части растворителя испарением (изотермически). [c.307] Поверхностно-объемные кристаллизаторы. К этому типу аппаратов можно отнести барабанные кристаллизаторы с воздушным охлаждением (рис. 23-13). [c.308] Вернуться к основной статье