ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация с использованием газообразных хладоагентов из "Основы техники фракционной кристаллизации" Контактную кристаллизацию с использованием газообразных хладоагентов часто применяют для выделения различных солей из водных растворов. Данный процесс можно успешно использовать и для фракционирования различных органических расплавов [3, 4, 152]. [c.140] При контактной кристаллизации с газообразным хладоагентом практически исключено загрязнение хладоагентом продуктов разделения. Процесс, как правило, легко регулируется и быстро выходит на стационарный режим. Недостаток процесса — большой расход газа нз-за низкой его теплоемкости. [c.141] При контакте хладоагента с нагретым раствором, как уже отмечалось выше, происходит частичное испарение растворителя, что не всегда желательно особенно при разделении легколетучих органических соединений. Для улавливания уносимых паров требуются дополнительные операции (низкотемпературная конденсация, абсорбция и т.п.). При больших скоростях движения хладоагента возможен также механический унос мелких капель охлаждаемого раствора, что часто приводит к зарастанию трубопроводов, арматуры и др. Использование данного процесса для низкотемпературной кристаллизации также затруднено, так как для охлаждения воздуха требуются большие поверхности теплооб.мена. Кроме того, охлаждение сопровождается конденсацией влаги и ее замерзанием. [c.141] Для контактной кристаллизации с газообразным хладоагентом наиболее часто применяют кристаллизаторы барботажного типа. Большинство из них представляет собой вертикальные цилиндрические аппараты, в нижней части которых расположено одно или несколько газораспределительных устройств (барбо-теров) в виде газораспределительных насадок, коллекторов, набора сопел и т. п. В таких аппаратах для интенсификации перемешивания кристаллизующейся смеси часто устанавливают внутренние циркуляционные трубы [4, 74, 152]. [c.141] Главным недостатком рассматриваемых кристаллизаторов является инкрустация барботажных устройств. Для предотвращения этого применяют различные приемы и приспособления [74]. Предлагается (а.с. 593703) увлажнять исходный газообразный хладоагент до относительной влажности фо = 0,9—1. Это позволяет снизить скорость инкрустации в 1,6—3 раза. [c.142] Имеется ряд контактных кристаллизаторов пленочного типа, один из которых описан в работе [3]. Он представляет собой горизонтальную трубу, в которой движется охлажденный воздух со скоростью около 30 м/с. Исходный раствор, введенный в аппарат с помощью сопла, движется в виде пленки по внутренней поверхности аппарата прямотоком с охлаждающим воздухом. При этом получаются, однако, мелкие кристаллы. [c.143] Весьма эффективны кристаллизаторы с трехфазным псевдоожиженным слоем. Один из таких аппаратов (а.с. 683768) состоит из двух секций (рис. 4.19) секции охлаждения 1 и роста кристаллов 10. В секции охлаждения помещено несколько горизонтальных решеток 5, на которых находятся слои насадки 4 высотой 80—150 мм из легкого полимерного материала. В верхней части этой секции расположены оросительное устройство 3 и сепаратор 2 для отделения капель раствора от отработанного хладоагента. В кристаллорастителе имеется перегородка И, отделяющая зону циркуляции кристаллизующейся смеси от зоны осветления маточника во внутренней циркуляционной трубе 6 помещена пропеллерная мешалка 8. [c.143] Исходный раствор I смешивается с осветленным маточником и осевым насосом 13 подается на орошение секции охлаждения. [c.143] Охлаждающий агент II подается через штуцер, расположенный в нижней части секции охлаждения. Под действием потока газообразного хладоагента насадка на газораспределительных решетках приходит в псевдоожиженное состояние. В образующемся трехфазном псевдоожиженном слое происходит интенсивный контактный тепло- и массообмен между охлаждаемым раствором и потоком хладоагента. Последний, пройдя последовательно через все слои насадки, выводится из аппарата в виде потока IV. Переохлажденный раствор по трубе 9 стекает в крис-таллораститель, где происходит рост кристаллов при непрерывной циркуляции суспензии. Продуктовая суспензия III отводится из аппарата через переливной бачок 7. В пространстве между корпусом кристаллорастителя и перегородкой 11 происходит частичное разделение суспензии. Осветленный маточник направляется на рециркуляцию в секцию охлаждения. [c.144] Рассмотренный аппарат имеет два контура циркуляции (внутренний и внешний), что позволяет регулировать процессы охлаждения и роста кристаллов. Объемный коэффициент теплопередачи в псевдоожиженном слое составляет 7000— 9000 Вт/(м -К). Аппарат позволяет получать крупные, хорошо сформировавшиеся кристаллы. [c.144] Теоретически и экспериментально процесс контактной кристаллизации с использованием газообразных хладоагентов исследован пока недостаточно. Теоретически процессы тепло- и массообмена в камере охлаждения оросительного кристаллизатора рассмотрены в работе [169]. Математическое описание процесса массовой кристаллизации в аппаратах непрерывного действия с газообразным хладоагентом дано в работе [152, 170], где расчетные данные сопоставлены с опытными данными, полученными при разделении изомеров мононитротолуола. Экспериментальные исследования влияния скорости движения и температуры газообразного хладоагента на процесс кристаллизации бихромата калия в барботажном аппарате приведены в работе [171], в работе [172] исследовано влияние различных параметров процесса (времени пребывания, переохлаждения смеси и др.) на производительность кристаллизатора и эффективность разделения ряда органических расплавов. [c.144] Вернуться к основной статье