ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация в аппаратах с погружными вращающимися теплообменными элементами из "Основы техники фракционной кристаллизации" Существуют аппараты для массовой кристаллизации, в которых различные вращающиеся теилообмениые элементы (барабаны, трубчатки, змеевики и т.п.) погружены в кристаллизующуюся смесь. [c.109] Для очистки ряда солей перекристаллизацией их из растворов, а также для разделения некоторых расплавов можно успешно использовать кристаллизаторы с погружным горизонтальным охлаждаемым барабаном [120, 121], впервые разработанные фирмой Дан (ФРГ). [c.109] Такие кристаллизаторы (рис. 3.13) представляют собой ванну 1 с корытообразным днищем, в которой расположен вращающийся барабан 2. Чаще всего, барабан изготарливают с двойными стенками, в пространство между которыми подается хладоагент. Ввод его в барабан п вывод пз него осуществляется через полые цапфы. [c.109] Для повышения интенсивности теплообмена между хладоагентом и кристаллизующейся смесью внутренняя полость барабана может быть секционирована продольными перегородками 3 (а. с. 325975), повышающими скорость движения хладоагента. Для повышения коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности барабана к хладоагенту можно использовать также пленочное охлаждение, как это делается в вальцевых кристаллизаторах для отверждения расплавов [1]. [c.110] Барабан вращается с окружной скоростью 2—6 м/с [122]. Под барабаном расположена горизонтальная лопастная мешалка 4, вращающаяся с окружной скоростью 2—5 м/с. Зазор между лопастями мешалки и барабаном составляет 2—5 мм. [c.110] Описанный аппарат может работать в периодическом и непрерывном режимах [122, 123]. При периодическом режиме исходный раствор загружают в аппарат через штуцер в крышке. В результате теплообмена между нагретым раствором п поверхностью вращающегося барабана раствор постепенно охлаждается с обпазонанием кристя.плов во всем объеме охлаждаемой смеси. Вследствие интенсивного перемешивания суспензпп лопастной мешалкой, кристаллы не оседают на днище аппарата. Не наблюдается также инкрустация поверхности барабана, так как она полирована и вращается с большой скоростью относительно кристаллизующейся смеси. По окончании охлаждения полученную суспензию выгружают из аппарата и подают на фильтрацию. При непрерывной работе аппарата исходную смесь загружают через штуцер в крышке, а готовую суспензию выгружают через штуцер в верхней части аппарата. [c.110] Как показали экспериментальные исследования [123, 124], рассматриваемые кристаллизаторы по структуре потоков близки к аппаратам идеального перемешивания. При их непрерывной работе вследствие различного времени пребывания кристаллов, как правило, получается кристаллический продукт широкого гргнулометрического состава. Для получения более однородного продукта предложено (а. с. Afb 325975) в верхней части аппарата устанавливать продольную перегородку 5, разделяющую объем его верхней части на секцию поступления псходного раствора и секцию выхода кристаллизата. Испытания показали [122, 123], что такая перегородка частично предотвращает смешение исходного раствора с готовой суспензией и повышает однородность получаемых кристаллов. [c.111] Теоретический анализ работы кристаллизаторов с горизонтальным погружным барабаном применительно к процессу кристаллизации солей из водных растворов приведен в работе [123]. В работах [122—124] экспериментально исследовано влияние различных факторов (продолжительности пребывания раствора в аппарате, скорости вращения барабана, температуры охлаждения и др.) на качество получаемого кристаллического продукта и интенсивность теплоотдачи от кристаллизующейся смеси к поверхности барабана. Установлено, что коэффициент теплоотдачи составляет 400—500 Вт/(м2-К). При этом разность между температурами кристаллизующейся смеси и хладоагента составляет около 4°С. Для обеспечения хорошего качества получаемого кристаллического продукта достаточна продолжительность пребывания раствора в аппарате порядка 2 ч. Установлено, что при очистке 2п(ЫОз)г перекристаллиза-цпей его из водного раствора окружная скорость вращения барабана для предотвращения инкрустации его поверхности должна быть не менее 2 м/с. Вопрос о мощности, затрачиваемой на вращение барабана и на перемешивание кристаллизующейся смеси лопастной мешалкой, был рассмотрен в работах [121, 123]. [c.111] В кристаллизаторе с вертикальным погружным барабаном другой конструкции (а. с. 316465) кристаллизующаяся смесь перемешивается тремя пропеллерными мешалками, установленными в пространстве между корпусом аппарата и вращающимся барабаном. В нижней части аппарата, описанного в работе (а.с. 455235), соосно барабану установлен насос, создающий интенсивную циркуляцию кристаллизующейся смеси. Корпус кристаллизатора может быть дополнительно снабжен охлаждающей рубашкой. [c.112] В работе [125] приведены результаты исследования кристаллизаторов с вертикальным погружным барабаном. Показано, что при вращении охлаждаемого барабана значительно интенсифицируется процесс теплообмена. Кроме этого, центробежные силы, развивающиеся при вращении барабана, способствуют отрыву образующихся кристаллов от их поверхностей. Были испытаны различные варианты охлаждения барабана. При этом установлено, что при пленочном движении хладоагента теплообмен наиболее эффективен. [c.112] Для выделения веществ из вязких растворов можно применять кристаллизаторы с вращающимися охлажденными змеевиками [2, 4], которые, как правило, устанавливаются горизонтально и вращаются с небольшой скоростью. [c.113] Вернуться к основной статье