ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы СУБЛИМАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Волынец, С.М. Бражников) из "Машиностроение энциклопедия Раздел IV Расчет и конструирование машин ТомIV-12 Машины и аппараты химических и нефтехимических производств" Вакуум-кристаллизаторы в меньщей степени подвержены инкрустации по сравнению с кристаллизаторами других типов, отличаются значительной производительностью и большим разнообразием конструкций. Они относительно просты по конструкции, не имеют громоздкого привода и в ряде случаев могут быть выполнены без каких-либо движущихся частей. Отсутствие теплопередающих поверхностей позволяет изготовлять их из любых коррозионно-стойких материалов, в том числе обладающих малой теплопроводностью или облицовывать их изнуфи коррозионными материалами. Это обстоятельство часто оказывает решающее значение при выборе кристаллизационного оборудования для химических производств с агрессивными растворами. [c.544] При вакуумной кристаллизации становится возможным использовать скрытую теплоту конденсации соковьк паров для нагрева исходных растворов или воды, направляемой на растворение сырья. Кроме того, выделяющаяся при выпадении кристаллов теплота полезно расходуется на выпаривание растворителя. В охладительных кристаллизаторах это количество теплоты необходимо отводить с охлаждающим агентом. [c.544] Применение вакуумной кристаллизации особенно целесообразно для веществ, растворимость которых относительно медленно уменьшается с понижением температуры. [c.544] Существенными недостатками вакуум-кристаллизаторов долгое время оставалось получение в них только мелкокристаллического продукта, средний размер которых не превыщает 0,10...0,15 мм, а также образование инкрустаций в зоне кипения раствора, для удаления которых аппараты необходимо было останавливать на промывку. Эти недостатки устранены в циркуляционных вакуум-кристаллизаторах, что обеспечило их широкое распространение. [c.544] Ввиду высокого пересыщения раствора при периодической кристаллизации часто получают мелкокристаллический продукт, а на внутренней поверхности аппарата, особенно в зоне кипения раствора, образуются наросты соли [42]. Путем эмалирования внутренних стенок кристаллизатора и обеспечения высоких скоростей перемещивания раствора можно существенно уменьшить скорость образования инкрустаций. Однако следует отметить, что при периодической работе кристаллизатора отложение соли на стенках не создает особых неудобств при эксплуатации аппарата, так как после каждой новой загрузки горячего раствора эти осадки полностью растворяются. [c.544] Конструкции вакуум-кристаллизаторов. Простейщим вакуум-кристаллизатором непрерывного действия является однокорпусный аппарат с гидравлическим затвором (рис. 5.3.19). Через штуцер 2 в аппарат непрерывно подается горячий раствор, образующиеся кристаллы вместе с маточным раствором поступают по барометрической трубе 4 в гидрозатвор, откуда через переливной штуцер 7 отводятся на последующие технологические операции. Для предупреждения осаждения соли на дно гидрозатвор снабжается мешалкой 6. [c.544] Разница уровней раствора в сепараторе и гидрозатворе (барометрическая высота Нд) зависит от атмосферного давления, плотности суспензии и остаточного давления в сепараторе. [c.544] Г идрозатворы кристаллизаторов могут выполняться и без мешалки. В этом случае они имеют вид цилиндра, диаметр которого выбирают так, чтобы скорость восходящего потока была в несколько раз больше скоростей осаждения наиболее крупных кристаллов. Однако гидрозатворы без мешалок менее надежны в работе, так как уменьшение скорости подачи питающего раствора в кристаллизатор или временное прекращение его подачи могут вызвать осаждение кристаллов и забивание барометрической трубы. [c.544] Вследствие быстрого вскипания и охлаждения раствора в рассматриваемом аппарате процесс кристаллизации протекает при высоком пересыщении, что приводит обычно к образованию мелкокристаллического продукта с кристаллами размером не более 0,1 мм [42]. [c.544] В кристаллизаторе открытого типа горячий концентрированный раствор поступает в аппарат через штуцер 8, смешивается с циркулирующим маточным раствором (в соотношении 1 50. .. 1 200), перегревая его при этом на 0,2...2,0 °С и насосом 7 подается в сепаратор (рис. 5.3.20). Раствор вскипает в сепараторе и охлаждается на эту же величину 0,2... 2 °С. [c.545] Подвод питания через штуцер, расположенный выше уровня раствора, позволяет уменьшить скорость образования инкрустаций на стенках аппарата. Однако питающий щтуцер очень быстро зарастает осадком, так как именно здесь раствор вскипает и создается наибольшее пересыщение. Для устранения инкрустаций в штуцере на его конец монтируется резиновый насадок 8. При разбрызгивании раствора насадок подвергается вибрации, препятствующей отложению солей. [c.545] Таким образом, возникающее пересыщение не выходит за пределы, допустимые для получения крупных кристаллов в оборудовании этого типа. Пересыщенный раствор по трубе 2 поступает в корпус 1, и далее процесс вдет так же, как в охладительном кристаллизаторе. Соковый пар из сепаратора удаляется через штуцер-/. [c.546] В аппаратах со взвещенным слоем, как и во всех вакуум-кристаллизаторах, наиболее опасными с точки зрения образования инкрустаций являются внутренние поверхности сепаратора, а также трубы 2, которые соприкасаются с максимально пересыщенным раствором. [c.546] Для предотвращения образования инкрустаций можно рекомендовать полировку стенок сепаратора или орощение их конденсатом, экранирование стенок от кипящего раствора эластичными вибрирующими материалами, местный обогрев стенок ниже уровня раствора и т. д. [c.546] Циркуляционные вакуум-кристаллизато-ры находят, в химической промышленности все более широкое распространение. Отличаясь от аппаратов со взвешенным слоем более высокой производительностью, они в то же время позволяют получать сравнительно крупнокристаллический продукт, средний размер которого 0,25... 0,45 мм, а в случае удаления мелочи -даже 0,65...0,80 мм [42]. [c.546] Отличительная особенность этих аппаратов состоит в том, что благодаря интенсивной циркуляции горячий питающий раствор предварительно смешивается с уже охлажденным маточным раствором. В результате такого смешения температура раствора становится всего лишь на несколько градусов (или даже десятых долей градуса) выше температуры кипения при данном вакууме, и при самоиспаре-нии раствора в нем возникает сравнительно небольшое пересыщение. Кроме того, путем циркуляции в зоне кипения раствора поддерживается большое количество кристаллов. Они при своем росте быстро снимают пересыщение, снижая тем самым скорость образования новых зародышей. [c.546] В кристаллизаторах с внутренним контуром циркуляцию обычно создают с помощью пропеллерных мешалок [4, 42, 47] (рис. 5.3.21). По оси корпуса 1 расположена циркуляционная труба 2 и пропеллерная мешалка 3. Горячий раствор, поступая через штуцер 4, смешивается с циркулирующим маточным раствором. Образовавшиеся кристаллы в виде суспензии отводятся по переливной трубе 5 насосом 6 на последующую переработку. Продолжительность работы такого аппарата между промывками колеблется от двух до четырех недель. [c.546] В кристаллизатор с циркуляционным насосом 2 (рис. 5.3.22) горячий раствор поступает во всасывающую линию /, смешивается с большим количеством циркулирующего маточного раствора и по трубе 3 подается в кристаллизатор. Суспензия из сепаратора сливается по трубе 4 и насосом 5 подается на центрифугу. [c.546] Вернуться к основной статье