ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выпарные кристаллизаторы с принудительной циркуляцией для получения крупных кристаллов из "Промышленная кристаллизация" Выпарной кристаллизатор с циркуляционной трубой по существу подобен вакуум-кристаллизатору типа ДТБ , описанному в главе третьей. Характерной его особенностью является наличие горизонтального трубчатого теплообменника и циркуляционного насоса. Маточный раствор циркулирует из верхней спокойной зоны в нижнюю часть аппарата. Питающий раствор вводится во внещний циркуляционный контур, где он полностью смешивается перед подачей в теплообменник с маточным раствором, содержащим мелкие кристаллы. Суспензия выгружается непосредственно из нижней части аппарата или через патрубок для отбора соли. [c.119] Технологическая схема выпарного кристаллизатора с цирку- )яционной трубой, используемого для получения сульфата аммония, представлена на рис.55. В этом случае 38%-ный раствор сульфата аммония при 25° С смешивается с фильтратом, содержащим 45,7% сульфата аммония при 50° С. В результате смешения образуется 41%-ный раствор (ЫН4)2504, который вводится в первичный нагреватель и концентратор выпарного аппарата /, работающего при 90° С. Температура в кристаллизаторе 50° С. [c.119] Питающий раствор вводится у нижнего конца циркуляционной трубы, где смешивается с большим количеством маточного раствора, циркулирующего со скоростью 1,95 м 1сек при помощи тихоходной пропеллерной мешалки. Суспензия (около 30 масс.% кристаллов) отводится из кристаллизатора на разделение, маточный раствор далее поступает в бак 7 и смешивается со свежим питающим раствором. [c.120] Первичный концентратор нагревается паром, насыщенным при 210° С. Соковый пар из первичного концентратора и некоторое количество свежего пара используются для подогревания рециркулирующего маточного раствора. Расход пара для получения 1,1 кг сек кристаллов и выпаривания 1,9 кг/се/с воды составляет 1,5 кг/се/с. Расход охлаждающей воды при начальной температуре 20° С равен примерно 45 кг1сек, расход энергии (без учета установки для разделения суспензии) — около 55 кет. [c.120] Приведенные данные эквивалентны данным, полученным при испарении 1,23 кг воды на 1 кг рабочего пара в аппарате производительностью по кристаллам 0,735 кг/кг рабочего пара. Площадь поперечного сечения кристаллизатора 10,75 соответствует примерной скорости выпаривания 0,14 кг сек) и скорости кристаллизации около 1,03 кг сек). [c.120] Калдвелл [16] рассматривает влияние увеличения количества твердой фазы в суспензии на размер кристаллов в готовом продукте. Чем выше концентрация кристаллов в суспензии, тем продолжительнее время их пребывания в аппарате, что обусловливает и рост кристаллов до большего размера. В табл. 5 приведены данные для сульфата аммония, иллюстрирующие это положение. [c.120] Аппараты монолитного типа, представленные на рис. 56, бив, имеют некоторое преимущество по сравнению с разъемным кристаллизатором (рис. 56, а). [c.121] Это преимущество заключается в том, что коническая часть аппаратов, соединяющая сепаратор с кристаллизационной камерой и содержащая раствор с наиболее высоким (относящимся, однако, к метастабильной области) пересыщением, изолирована от окружающей среды маточным раствором. [c.121] Аппарат типа а (см. рис. 56) состоит по крайней мере из трех частей, конус центральной трубы закрепляется между фланцами верхней и нижней части аппарата. Эта конструкция используется в небольших аппаратах, футерованных резиной, или в аппаратах слишком большого размера, которые невозможно транспортировать в собранном виде. [c.121] Аппараты типа бив представляют собой монолитные конструкции. Диаметр верхней части определяется скоростью сокового пара и численно может быть больше, меньше или равен диаметру нижней части, который находят в зависимости от скорости кристаллизации. [c.121] Сепаратор и кристаллизационная камера рассчитываются независимо друг от друга. При расчете сепаратора учитывается скорость сокового пара, обеспечивающая ничтожно малый унос капель раствора даже при самом интенсивном выпаривании. При расчете кристаллизационной камеры принимается во внимание скорость кристаллизации и время пребывания в ней кристаллов, необходимое для их роста. Поэтому диаметр сепаратора в выпарном кристаллизаторе может быть больше или меньше диаметра кристаллизационной камеры, и наоборот (см. рис. 56,6 и в). [c.121] Вертикальная нагревательная камера устанавливается несколько ниже уровня раствора в сепараторе циркулирующий раствор, проходя по греющим трубкам, должен нагреваться всего лишь на несколько градусов, поэтому кипения в трубках не происходит. Для нагревателя подбираются специальные отполированные изнутри трубки, что в сочетании с высокими скоростями движения раствора в них (около 1,5—2,0 м/сек) предупреждает отложение кристаллических осадков на теплопередающих поверхностях. [c.121] Р отличие от аппаратов, приведенных в некоторых технических справочниках, аппарат Кристалл не имеет тангенциального ввода пересыщенного раствора в сепаратор. В действительности в аппаратах этого типа сепараторы снабжаются внутренним коленом, которое уменьшает скорость восходящего раствора и направляет его в центр камеры испарения. Такой ввод раствора и правильно выбранная скорость пара способствуют равномерному вскипанию и поддержанию постоянного режима. При этих условиях пересыщение невелико и количество образующихся зародышей минимально. [c.122] Аппарат широко используется для получения кристаллического сульфата аммония из растворов гипса по реакции Мерс-берга [17] или из растворов—отходов производства капро-лактама [18]. В промышленности эксплуатируется большое количество трехкорпусных установок производительностью 150—350 т сутки и две трехкорпусные установки, в каждой из которых параллельно работают три линии общей производительностью до 1400 т1сутки. [c.122] Типовая технологическая схема многокорпусной выпарной установки Кристалл фирмы Power-Gas orporation показана на рис. 57. Конструкция представляет собой часть общезаводской установки, предназначенной для получения сульфата аммония из гипса, аммиака и двуокиси углерода, являющихся побочными продуктами производства фосфорной кислоты [19, 20]. [c.122] Питающий раствор, содержащий 42—43% (NH4)2S04, вводится в установку параллельно, в то время как пар переходит из корпуса в корпус последовательно. Раствор подается обычно в бак с маточным раствором, где смешивается с большим количеством фильтрата, поступающего из всех корпусов. Эта смесь, представляющая собой несколько недосыщенный раствор, направляется в выпарной аппарат, а затем в кристаллизационный сосуд, где используется в качестве псевдоожижающей среды. Готовый продукт выгружается в виде суспензии, содержащей 20—30 объемн.% твердых частиц. [c.122] Температура питающего 40%-ного раствора (N1 4)2804. °С. [c.123] Типовой однокорпусный выпарной кристаллизатор с термокомпрессией, используемый для получения NiS04 6Н2О со средним размером кристаллов 2,0 мм, показан на рис. 59. Установка почти полностью изготовлена из обычной стали с резиновой футеровкой. Она применяется для кристаллизации пятиводного сульфата меди, хлористого аммония и др. [c.124] Периоды между промывками аппарата зависят от местных условий, свойств раствора и т. д. Для сульфата аммония они могут составлять от 350 (для установок, работающих в неблагоприятных условиях) до 3000 ч (для установок с хорошим обслуживанием и установившимся процессом) в среднем период работы равен 600—800 ч. [c.124] Вернуться к основной статье