Классификация кристаллизаторов

Все существующие кристаллизаторы по способу выделения твердой фазы из газового потока можно условно разбить на три группы поверхностные кристаллизаторы, объемные и смешанного типа. Классификация десублиматоров приведена на рис. 2.16. [c.234]

В зоне гидроклассификации, так же как и в зоне осветления, происходит вымывание вверх из суспензии кристаллов малых размеров с одновременным осаждением крупных продуктовых кристаллов. Последние попадают на выгрузку. Отсюда вытекают и особенности, связанные с разработкой инженерной методики расчета зоны классификации, от эффективности работы которой во многом зависит качество продукта. В рассматриваемой зоне одновременно имеет место восходящее движение мелких кристаллов с жидкостью, зависание частиц некоторого среднего размера и осаждение наиболее крупных кристаллов. На эту идеализированную картину накладывается хаотическое пульсирующее движение кристаллов, интенсивность которого зависит от физических свойств системы, распределения частиц по размерам и от общего содержания дисперсной фазы. Существующие методы расчета эффективности разделения суспензий в гидроклассификаторах [47], применяемых в кристаллизаторах, основаны на использовании однопараметрической диффузионной модели, которая предполагает постоянство скорости жидкости по сечению потока и может быть применена только для однородных систем. Однако в нашем случае ее применение не совсем оправдано, так как мы имеем заведомо неоднородную систему. Содержание дисперсной фазы в гидроклассификаторе меняется как по высоте аппарата, так и по его сечению за счет неравномерного подвода твердых частиц (кристаллов) и. раствора. Таким образом, необходимо совместно решать задачу пространственного движения жидкости и твердых частиц при их относительно малом содержании, что практически невозможно с помощью известных в настоящее время методов без значительного упрощения действительной картины течения. [c.58]

Кристаллизатор с классификацией суспензии и отбором монодисперсных фракций [c.211]

Кристаллизация в КС осуществляется в аппаратах с газовой (парогазовой) или жидкой сплошной фазой. Дисперсная твердая фаза — взвешенные в восходящем потоке сплошной фазы кристаллы или гранулы. Кристаллизация (грануляция) может быть с внутренним или внешним рециклом. Процессы осуществляют с неселективным или селективным отбором целевого продукта. Классификация кристаллизаторов-грануляторов дана в табл, 6,1, [c.315]

При применении кипящего слоя в качестве тяжелой псевдожидкости для гравитационного обогащения полезных ископаемых высота слоя определяется временем осаждения и всплытия фракций, близких по своему удельному весу к демаркационному уровню разделения. При проведении массовой кристаллизации из растворов в кристаллизаторах со взвешенным слоем (типа Кристалл-Осло) необходимое среднее время пребывания определяется скоростью линейного роста кристаллов и заданным размером кристаллического продукта. Кроме того, более четкая классификация по размерам достигается тем, что мелкие кристаллы выносятся из кристаллизатора циркулирующим потоком жидкости, а оседание и отбор нужных крупных регулируется подбором нужной формы кристаллизатора (см. ниже). Точно так же, при сушке сыпучих материалов (если только процесс не лежит в балансовой области ) среднее время пребывания выбирается из условий отклонения реального сушильного аппарата от схем идеального смешения или вытеснения и заданного теоретически или экспериментально времени сушки зерна [239]. [c.218]

Значительное облегчение в создании автоматизированных систем проектирования оказывает рациональная классификация кристаллизаторов, позволяющая рассмотреть технологические особенности работы различных конструкций выделить те общие аспекты, которые присущи различным конструкциям установить причинно-следственные связи между переменными параметрами процесса объединить в группы по ряду общих признаков виды аппаратов правильно и корректно сформулировать задачи расчета. [c.10]

С этих позиций в основу классификации кристаллизаторов, базирующуюся на рассмотрении физических явлений, протекающих в отдельных аппаратах, могут быть положены следующие обобщающие признаки [c.10]

В непрерывно действующем кристаллизаторе раствор пересыщается в одной части аппарата, а кристаллизация происходит в другой, причем кристаллы, достигшие требуемого размера, удаляются из зоны кристаллизации. Раствор поступает в аппарат (рис, 455) по трубе 2 и в холодильнике 7 пересыщается до метастабильного состояния. Циркуляционным насосом 5 раствор подается по трубе 1 в сосуд 4, в котором происходит выпадание кристаллов. Образующиеся кристаллы циркулируют с раствором до тех пор, пока скорость их осаждения не станет больше скорости циркулирующего раствора. Таким образом, в сосуде 4 происходит классификация кристаллов по размерам. Величину кристаллов регулируют, изменяя скорость циркуляции раствора и скорость отвода тепла в холодильнике 7. Для отделения образующихся в небольшом количестве мелких кристаллов служит сепаратор 3. [c.649]

В работе [2] приводится наиболее полная классификация емкостных кристаллизаторов, которая базируется на следующих соображениях. Одной из наиболее важных характеристик рассматриваемых кристаллизационных аппаратов является способ контакта кристаллов с пересыщенным раствором. В соответствии с этим все емкостные кристаллизаторы могут быть разделены на аппараты с циркулирующим раствором и с циркулирующей суспензией. В кристаллизаторах с циркулирующим раствором пересыщение создается в одной части аппарата, а затем пересыщенный раствор поступает во вторую, где и происходит контакт с кристаллами. К аппаратам с циркулирующей суспензией следует отнести кристаллизаторы, в которых кристаллы подаются в зону создания пересыщения. Пересыщение раствора в обоих случаях создают или охлаждая его в теплообменнике, или удаляя часть растворителя (выпариванием при постоянной температуре либо одновременным испарением и адиабатическим охлаждением). Следствием каждого из этих процессов является создание пересыщения вне зависимости от того, работает аппарат с циркуляцией раствора или суспензии. С этой точки зрения в каждой из групп кристаллизаторов можно выделить охладительные, вакуумные и испарительные аппараты. [c.11]

Приведенная классификация позволяет каждый из рассматриваемых кристаллизаторов представить состоящим из конечного числа аппаратурно-процессных единиц, под каждой из которых понимается конструктивный элемент (узел) с протекающим в нем процессом. В свою очередь, работа каждой аппаратурно-процессной единицы характеризуется протекающими в ней процессами тепломассообмена и гидродинамики, которые и определяют состояние кристаллизующейся дисперсной системы. [c.12]

Причиной различия в условиях выгрузки кристаллов различных размеров является неравномерность распределения по объему аппарата дисперсной фазы. Неравномерность может быть следствием неправильного определения условий суспендирования в кристаллизаторах с механическим перемешивающим устройством, когда не обеспечивается взвешивание кристаллов крупных фракций. Возможно создание искусственной неравномерности распределения различных фракций дисперсной фазы по объему кристаллизатора. Создаются неодинаковые условия выгрузки кристаллов различных фракций и, тем самым, обеспечивается необходимая степень классификации выгружаемых из аппарата дисперсных частиц. На этом, в общих чертах, построение модели массовой кристаллизации в однородных дисперсных системах можно считать законченной. [c.155]

Практическое использование взвешенного слоя позволяет решить две задачи значительно интенсифицировать процессы тепломассообмена в дисперсных системах и тем самым добиться высокой удельной производительности с единицы объема аппарата при получении крупнокристаллических продуктов обеспечить получение продукта узкого гранулометрического состава путем его классификации по высоте слоя. Кристаллизатор работает следующим образом. Пересыщенный раствор, получав мый или прямым охлаждением раствора или за счет испарения части растворителя, поступает из циркуляционной трубы в ниж нюю часть корпуса аппарата и поднимается вверх, поддерживая растущие кристаллы во взвешенном состоянии. По мере прохождения раствора через слой кристаллов происходит их рост. Часть целевого компонента из метастабильного состояния переходит в кристаллическое. Пересыщение при этом уменьшается. Маточный раствор, имеющий минимальное пересыщение, из верхней части корпуса вновь вовлекается в циркуляцию, а часть его выводится из аппарата. По мере роста кристаллы осаждаются, достигают нижней части слоя и попадают на выгрузку. Получение заданного гранулометрического состава обусловлено влиянием двух групп взаимосвязанных параметров [26—29] кинематических — скорости зародышеобразования и роста и гидродинамических — скорости движения раствора, объемного содержания дисперсных частиц, их линейных размеров. [c.191]

Кристаллизатор полного перемешивания. При интенсивном перемешивании суспензии и отсутствии классификации кристаллов на выходе из аппарата составы продукта и раствора одинаковы в объеме аппарата и на выходе из кристаллизатора. [c.165]

Согласно рассмотренной выше модели идеальной классификации частиц по размерам, на выгрузку из кристаллизатора должны попадать только кристаллы размером /в- На практике это никогда не достигается и данная модель требует дальнейшего уточнения. Эффективность классификации во многом зависит от гидродинамической устойчивости взвешенного слоя, характеризуемой постоянством во времени объемного содержания дисперсных частиц в любой точке слоя и отсутствием крупномасштабной циркуляции. Реализовать устойчивое псевдоожижение даже для дисперсных систем жидкость — твердое весьма сложно. [c.195]

Такая циркуляция дисперсных частиц приводит к ухудшению их классификации по высоте взвешенного слоя. Рекомендуемые [37] для уменьшения пристенного эффекта конструктивные приемы (деление поперечного сечения слоя перфорированными листами или сетками переменного живого сечения) неприменимы для кристаллизаторов. Установка узких колец на корпусе аппарата через определенное расстояние [37] не устраняет продольного перемешивания, локализуя область опускного движения частиц по отдельным зонам. [c.196]

На рис. 3.30 приведены расчетные зависимости при различных условиях выгрузки продукта из аппарата. Как видно, чем ближе Ф(1) к значению функции выгрузки, соответствующей полной классификации, тем однороднее становится состав продукта на выгрузке. Это объясняется тем, что при классификации вероятность попадания мелких частиц на выгрузку значительно меньше, чем крупных, поэтому в аппарате происходит накопление твердой фазы (рис. 3.31). Повышенное содержание кристаллов небольшого размера приводит к значительному увеличению поверхности растущих частиц и, следовательно, к наиболее полному снятию пересыщения раствора. Низкое пересыщение, в свою очередь, способствует снижению величины вторичного зародышеобразования и созданию наиболее благоприятных условий для роста кристаллов. Более полное снятие пересыщения раствора при селективной выгрузке приводит к увеличению удельной производительности по сравнению со случаем полного перемешивания суспензии (рис. 3.32). Но следует отметить, что при этом возрастает время выхода кристаллизатора на установившийся режим работы. При выборе значений функции Ф(0. которая обеспечит получение продукта необходимого гранулометрического состава, нужно учитывать то обстоятельство, что содержание твердой фазы в аппарате не должно превышать 10%, в противном случае происходит ухудшение условий классификации и [c.210]

Такое возрастание коэффициента вариации связано с уменьшением объемного содержания кристаллов в слое, которое приводит к повышению интенсивности их перемешивания. Достаточно высокая степень классификации кристаллов по размерам во взвешенном слое позволяет использовать данный аппарат для получения продукта с двумя и более целевыми фракциями. Это достигается путем выгрузки кристаллов из нескольких мест по высоте аппарата. Так, например, для случая, показанного на рис. 3.34, при выгрузке через разгрузочный штуцер получаем одну фракцию кристаллов (400—630 мкм) с содержанием 73 % и коэффициентом вариации /Су = 18 %, а при выгрузке с высоты 840 мм над нижним штуцером — вторую фракцию (150—350 мкм) с содержанием 50 % и коэффициентом вариации /Су = 42 %. Такие свойства взвешенного слоя расширяют возможности кристаллизатора и позволяют использовать его для получения продуктов с довольно узким фракционным составом, [c.212]

Таким образом, в разработанной конструкции кристаллизатора-классификатора применен принцип гидравлической классификации кристаллов по размерам. При этом размер получаемых кристаллов зависит только от одного технологического параметра — от количества подаваемого раствора. [c.268]

Рис. 3,7. Схема кристаллизатора с классификацией кристаллов по размерам

Найденное по результатам классификации значение п г) откладывается на графике как функция размера частиц в полулогарифмических координатах, что дает прямую линию с отрицательным тангенсом наклона, равным / hx), после чего определяется постоянная линейная скорость роста кристаллов к (рис. 3.13). Экстраполяция прямой линии до значения г = 0 дает величину по. Из соотношения (3.38) при г = 0 с учетом выражения для общего числа частиц в кристаллизаторе (3.43) можно получить [c.182]

Кроме того, различают кристаллизаторы периодического и непрерывного действия, с перемешиванием и без перемешивания, с классификацией и без классификации. [c.592]

Пересыщенный раствор поступает в кристаллизатор через узел ввода раствора 4 и, двигаясь вверх по аппарату, проходит через классификационную камеру 3 и поступает в зону кристаллизации 2. В зоне кристаллизации происходит образование зародышей, часть которых уносится восходящим потоком и вместе с маточным раствором выводится из аппарата через свободный перелив 1. Оставшиеся в зоне кристаллизации зародыши растут и образуют псевдоожиженный слой кристаллов. Основание псевдоожиженного слоя находится в самом узком кольцевом сечении классификационной камеры (узел Л). В конической части аппарата (в зоне кристаллизации) происходит предварительная, грубая классификация кристаллов по размерам. Окончательная, тонкая классификация происходит в классификационной камере. [c.267]

VII. 113. Наличие или отсутствие классификации. Иногда полезно вести процесс таким образом, чтобы выходящие из аппарата кристаллы осаждались в вертикальном восходящем потоке маточного раствора. Тогда кристаллизатор смогут покинуть только те кристаллы, скорость падения которых превышает скорость восходящего потока раствора, так что готовый продукт получается относительно однородным по размеру кристаллов. [c.265]

Этот кристаллизатор с соответствующими изменениями может применяться при атмосферном или же при любом другом необходимом давлении. Выделяющиеся кристаллы отбираются через отвод Н. Добавочная классификация может быть достигнута пропусканием маточного раствора вверх через отвод Н, против потока кристаллов, которые падают вниз через этот отвод. [c.267]

Рассматриваемая ниже математическая модель кристаллизации может быть применима к широкому набору аппаратов, встречающихся на практике и работающих как в непрерывном, так и в периодическом режиме (кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором смешанного продукга кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором классифицированного продукга кристаллизатор с классификацией суспензил и отбором классифицированного продукта кристаллизатор периодического действия). [c.336]

В этом кристаллизаторе нет внешнего контура, и движение маточного раствора через слой кристаллов осуществляется при помощи пропеллерной мешалки, заключенной в циркуляционную трубу, как показано па рис. Vn.9. Для классификации продукта в аппарате предусмотрено отмучивающее колено, по которому поднимается восходящий поток маточной жидкости, противотоком к движущимся вниз кристаллам. Суспензия крупных кристаллов удаляется из аппарата через специальный отвод. [c.268]

Регулируемая кристаллизация в сочетании с какой-либо формой классификации в кристаллизаторе помогает производить [c.247]

В настоящем разделе на основе синтеза функционального оператора процесса массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы получим как частные случаи уравнения моделей кристаллизаторов различных конструкций. Подробный анализ конструкций кристаллизаторов приводится в работах [1—9]. Для того чтобы не описывать математическую модель каждого кристаллизатора в отдельности, рассмотрим ряд попыток классификации промышленных кристаллизаторов. Они выполняются по-разному в зависимости от поставленной задачи. Особого внимания заслуживает классификация, данная в работе [4], которая охватывает конструкции, наиболее широко используемые в мировой практике промышленной кристаллизации из растворов. Все типы кристаллизаторов классифицировались по следующим признакам- по способу создания пересыщения (охладительные, вакуум-кристаллизаторы, выиарные и т.д.), по способу организации процесса (периодические и непрерывные), по виду циркуляции рабочего потока (с циркулирующей суспензией или с циркулирующим раствором). В отличие от работы [4] в работе [1] объединены вакуум-кристаллизаторы и охладительные кристаллизаторы в одну группу и дарю название аппараты для изогидрической кристаллизации , поскольку выделение кристаллов в них осуществляется охлаждением горячих концентрированных растворов при постоянстве растворителя. В дальнейшем была предложена классификация кристаллизаторов на базе моделей движений жидкой и твердой фаз [10]. В соответствии с такой классификацией рассматриваются четыре типа кристаллизаторов [11] кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором смешанного продукта (MSMPR) кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором классифицированного продукта (MS PR) кристаллизатор с классификацией суспензии и отбором классифицированного продукта ( SPR) аппараты периодического действия. В данной работе будем придерживаться этой последней классификации. [c.155]

Таким образом, в этих конструкциях пересыщение создается в зоне, свободной от твердой фазы, а снимается в псевдоожиженном слое кристаллов преимущественно на их рост (из-за наличия небольшого пересыщения, при котором скорость образования зародышей невелика). Кристаллы растут, медленно опускаясь вниз корпуса 1, и через выгрузное устройство 7 выводятся из аппарата. В этих конструкциях наблюдается частичная гидравлическая классификация кристаллов по размеру по высоте кристаллорастителя 1. Вот почему в рассматриваемой классификации кристаллизаторов данный аппарат относится к типу SPR. [c.211]

Аппарат полного перемешивания. В процессе непрерывной работы кристаллизатора объем раствора, в котором происходит зарождение и рост кристаллов, температура суспензии, общее количество кристаллов в аппарате и пересыщение раствора остаются постоянными. При интенсивном перемешивании и отсутствии классификации кристаллов составы выгрз жаемого продукта и суспензии в аппарате одинаковы. [c.148]

Кристаллизатор Кристалл английской фирмы Пауэр-Газ (рис. 366) состоит из испарительной части 1 и контейнера суспензии 3. Из испарительной части насыщенный маточный раствор по Трубе 2 поступает в контейнер, где происходит рост и классификация кристаллов. Крупные кристаллы оседают на дно, откуда отводятся на фильтрацию. Маточный раствор с мелкими кристаллами Из верхней части контейнера вместе со свежим раствором циркуляционным насосом 4 через подогреватель 5 возвращается в испарительную часть, где раствор концентрируется за счет испарения [c.498]

Применение кристаллизаторов с псевдоожил енным слоем позволяет в значительной степени интенсифицировать процесс кристаллизации, обеспечивая при этом классификацию кристаллов по размерам. При работе наблюдается ярко выраженное восходящее движение дисперсной фазы по центру аппарата и нисходящее по периферии. Содержание дисперсной фазы в аппарате поддерживается в пределах 5—10%, с тем чтобы обеспечить содержание кристаллов во взвешенном слое. [c.57]

На фиг. 79 локазана схема кристаллизатора с внутренней грубой и цилиндрической перегородкой [205]. При движении вниз суспензии с выпавшими кристаллами благодаря наличию перегородки происходит классификация кристаллов более крупные оседают на дно аппарата, менее крупные снова засасываются в трубу, а самые мелкие удаляются из аппарата через кольцевое пространство между перегородкой и корпусом. Удаление мелких кристаллов позволяет поддерживать более высокое пересыщение и таким образом интенсифицировать рост кристаллов. [c.223]

В исследованиях по кристаллизации, посвященных вопросу гранулометрического состава продукта, рассматривается ряд технологических параметров скорость охлаждения, степень переохлаждения, температура процесса, масса кристаллов в аппарате, производительность кристаллизатора и другие, от которых этот состав зависит. Такое число переменных параметров делает практически невозможным получение кристаллов заданного размера и заданного гранулометрического состава при проведении процесса в известных кристаллизаторах непрерывного действия [1] (кристаллизаторы-классифика-торы кристаллизатор Говарда, Кристалл и др.). Эти кристаллизаторы не имеют специальных устройств для классификации кристаллов по размерам и в них производится непрерывный отбор так называемого смешанного продукта. [c.266]

VII. 114. Примеры кристаллизационных аппаратов. Охладительный кристаллизатор Кристалл . Приведенная выше классификация может быть проиллюстрирована описанием некоторых промышленных аппаратов. На рис. VII.7 показан охладительный кристаллизатор типа Осло Кристалл . Это очень хорошо известный тип кристаллизационных установок, описанный Ф. Джеремисеном и X. Сваное (Jeremiasen, Svanoe, 1932]. Согласно нашей классификации он является 1) охладительным с непосредственным теплообменом 2) непрерывного действия с перемешиванием 3) с внешним созданием пересыщения 4) с циркулирующим маточным раствором либо с циркулирующей пульпой. Это зависит от скорости циркуляции и поддерживаемого уровня кристаллов 5) со значительным классифицирующим действием, поскольку кристаллы отводятся со дна сосуда. [c.265]

Различные типы промышленных кристаллизаторов могут быть кла1осифициро1ва1ны по-разному на пердаощичеакие и непрерывные, перемешиванием и без перемешивания. Однако такая классификация слишком общая. Оборудование можно классифицировать и в соответствии со степенью управления размером кристаллов и конечного продукта, например, регулируемые и нерегулируемые ил классифицирующие и неклассифицирующие кристаллизаторы. [c.251]

В соответствии с общепринятой классификацией далее рассмотрим теплообменные (теплообменные устройства, выпарные аппараты и т. п.) и массообменные (кристаллизаторы, сушилки, экстракторы и др.) аппараты. Акустические колебания могут влиять на тепломассообмен косвенно, за счет изменения межфазной поверхности в таких гидромеханических и азромеханических процессах, как эмульгирование, диспергирование, распыление, фильтрация, коагуляция и др. Часто процесс тепломассообмена идет одновременно с таким сопутствующим процессом и составляет его неотъемлимую часть распылительная сушка, экстракция в эмульсионной фазе и т. п. Поэтому рассмотрим и группу аппаратов, в которой протекают ука-заные процессы. [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология