Установка для кристалізації неорганічного матеріалу, спосіб кристалізації неорганічного матеріалу і установка для кристалізації моногідратного карбонату натрію
Текст
1. Установка для кристаллизации неорганического материала в суспензии кристаллов путем разнасыщения перенасыщенного раствора, содержащая камеру кристаллизации и устройство для осуществления циркуляции суспензии в камере кристаллизации, отличающаяся тем, что камера кристаллизации имеет устройство для механического разрезания суспензии, содержащее диск, снабженный по периметру венцом режущих зубьев. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что режущие зубья расположены симметрично по одну и по другую сторону диска. 3 Установка по п. 2, отличающаяся тем, что зубья направлены перпендикулярно диску. 4. Установка по одному из пл. 1-3, отличающаяся тем, что диск расположен в камере кристаллизации так, чтобы скорость циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации имела составляющую, тангенциальную по отношению к диску. 5. Установка по одному из пп 1-4, отличающаяся тем. что камера кристаллизации ограничена вертикальной цилиндрической оболочкой и разделена на центральную зону и кольцевую зону цилиндрической шахтой, расположенной аксиально внутри оболочки и открытой на верхнем и нижнем своих концах, при этом циркуляция суспензии кристаллов в камере кристаллизации представляет собой вертикальное прямолинейное в центральной зоне и вертикальное перемещение в противоположном направлении в кольцевой зоне. 6. Установка по п 5, отличающаяся тем, что диск расположен под шахтой 7. Установка по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что устройство отбора суспензии кристаллов содержит трубку, выходящую через проход в одну из указанных зон. 6. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что трубка выходит в среднюю часть зоны 9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что трубка выходит в верхнюю половину средней части зоны. 10. Установка по одному из пп. 7-9, отличающаяся тем, что зона, в которую выходит трубка является центральной зоной. 11. Установка по п. 10, отличающаяся тем, чтп трубка проходит внутри кольцевой зоны и выходит в центральную зону сквозь стенку шахты. 12. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что трубка установлена вертикально в кольцевой зоне камеры кристаллизации и проходит сквозь оболочку. 13. Установка по одному из пп. 7-12, отличающаяся тем, что указанная трубка сообщена с газоотводной трубкой. 14. Установка по одному из пп. 7-13, отличающаяся тем, что циркуляция суспензии кристаллов в камере кристаллизации представляет собой нисходящее прямолинейное перемещение в центральной зоне и восходящее прямолинейное перемещение в кольцевой зоне 15. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что устройство для осуществления циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации содержит крыльчатку осевого типа, расположенную аксиально в нижней части центральной зоны 16 Способ кристаллизации неорганического материала, включающий использование суспензии кристаллов в перенасыщенном растворе кристаллизуемого вещества, циркуляцию суспензиции в установке для кристаллизации, кристаллизацию материала путем разнасыщения раствора, отличающийся тем, что отбирают, по меньшей мере, часть раствора из установки, используют установку по любому из пунктов 1-15. 17. Способ по п. 16, отличающийся тем. что используют суспензию кристаллов моногидратного карбоната натрия в насыщенном водном растворе моногидратного карбоната натрия, который пере СМ О см со 27320 насыщают моногидратным карбонатом натрия, вводят в него безводный карбонат натрия, 18. Способ по п, 17 , отличающийся тем, что используют камеру кристаллизации, имеющую боковую стенку, дно и крышку, заставляют циркулировать в камере кристаллизации суспензию кристаллов моногидратного карбоната натрия и вводят порошкообразный безводный карбонат натрия в камеру по трубке, проходящей сквозь крышку и имеющей продолжение внутри камеры кристаллизации, и по наружной поверхности стенки продолжения трубки заставляют циркулировать водяной спой. 19. Способ по п, 18, отличающийся тем, что используют воду, образующую слой, в количестве, достаточном для растворения частиц порошка карбоната натрия, оказывающихся в контакте с поверхностью. 20. Способ по п. 18 или 19, отличающийся тем, что для получения водяного слоя на поверхности конденсируют водяной пар, присутствующий в камере кристаллизации. 21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что для конденсации водяного пара в кольцевой полости внутри стенки трубки заставляют циркулировать охлаждающую текучую среду. 22. Способ по п. 21. отличающийся тем, что в качестве охлаждающей текучей среды используют воду. 23. Установка для кристаллизации моногидратного карбоната натрия, содержащая камеру кристаллизации и устройство для осуществления циркуляции суспензии кристаллов моношдратного карбоната натрия в камере кристаллизации, отличающаяся тем, что камера кристаллизации ограничена боковой стенкой, дном и крышкой, сквозь которую проходит трубка, служащая для введения безводного карбоната натрия, трубка имеет продолжение внутри камеры кристаллизации, которое имеет кольцевую полость, которая сообщается с впускным трубопроводом охлаждающей текучей среды. 24. Установка по п 23, отличающаяся тем, что трубка проходит сквозь крышку вертикально • Изобретение касается кристаллизации неорганических веществ. В частности, оно касается установки и способа кристаллизации неорганического вещества. Известные установки для кристаллизации содержат камеру кристаллизации и устройство, вызывающее в камере циркуляцию суспензии, представляющей собой дисперсию кристаллов в насыщенном растворе кристаллизуемого материала. При эксплуатации этих известных установок в суспензии происходит кристаллизация при пере насыщен ий-раз насыщен ии раствора, который кроме того заставляют непрерывно циркулировать в камере кристаллизации Установки для кристаллизации этого типа применяются для кристаллизации моногидратного карбоната натрия, в исходном состоянии - безводного карбоната натрия [1]. вает образование зародышей кристаллов малого размера, что позволяет управлять гранулометрией получаемых кристаллов. Задачей изобретения является усовершенствование способа кристаллизации неорганического материала, который за счет использования установки для кристаллизации с дополнительным устройством механического разрезания циркулирующей суспензии кристаллов обеспечивает образование зародышей кристаллов малого размера, что позволяет управлять гранулометрией получаемых кристаллов. Задачей изобретения является также усовершенствование установки для кристаллизации моношдратного карбоната натрия, которая за счет продолжения трубки для введения безводного карбоната натрия в камере кристаллизации и охлаждения ее поверхности обеспечивает получение однородной дисперсии безводною карбоната натрия в суспензии, что также позволяет управлять гранулометрией получаемых кристаллов. Поставленная задача решается предложенной установкой для кристаллизации неорганического материала, содержащей камеру кристаллизации и устройство для осуществления циркуляции суспензии 8 камере кристаллизации, в которой, согласно изобретению, камера кристаллизации имеет устройство для механического разрезания суспензии кристаллов, содержащее диск, снабженный по периметру венцом режущих зубьев При этом, режущие зубья расположены симметрично по одну и по другую сторону диска и, предпочтительно, направлены перпендикулярно диску. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, диск располагается в камере кристаллизации так, чтобы скорость циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации имела составляющую, тангенциальную по отношению к диску. 8 предпочтительном варианте осуществления изобретения камера кристаллизации ограничена вертикальной цилиндрической оболочкой и Наиболее близким к предложенному являются установка для кристаллизации неорганического вещества, содержащая камеру кристаллизации и устройство для циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации и способ кристаллизации неорганического вещества, в котором используют суспензию кристаллов в перенасыщенном растворе кристаллизуемого вещества [2]. Наиболее близким аналогом установки для кристаллизации неорганического вещества, предпочтительно моногидратного карбоната натрия, является установка, содержащая камеру кристаллизации и устройство для циркуляции суспензии [3] Трудность, возникающая при эксплуатации этих известных установок кристаллизации и осуществлении способа, заключается в сложности управления гранулометрией получаемых кристаллов. Задачей изобретения является усовершенствование установки для кристаллизации неорганического материала, которая за счет дополнительного устройства механического разрезания циркулирующей суспензии кристаллов обеспечи 27320 разделена на центральную зону и кольцевую зону цилиндрической шахтой, расположенной аксиально внутри оболочки и открытой на верхнем и нижнем своих концах с возможностью циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации в виде вертикального прямолинейного перемещения в центральной зоне и вертикального перемещения в противоположном направлении в кольцевой зоне. При этом режущий диск расположен под шахтой. При этом устройство отбора суспензии кристаллов содержит трубку-для отбора суспензии кристаллов, выходящую через проход в центральную или кольцевую зону. Трубка для отбора суспензии кристаллов может выходить в среднюю часть центральной или кольцевой зоны, преимущественно, в верхнюю половину средней части центральной или кольцевой зоны Под'средней частью центральной или кольцевой зоны понимается ее часть, находящаяся между верхней и нижней третями высоты шахты. В варианте выполнения изобретения, зона, в которую выходит трубка для отбора суспензии кристаллов - это центральная зона. . В преимущественном варианте выполнения изобретения трубка для отбора суспензии кристаллов проходит внутри кольцевой зоны и выходит в центральную зону сквозь стенку шахты. При этом трубка для отбора суспензии кристаллов установлена предпочтительно вертикально в кольцевой зоне и проходит сквозь оболочку камеры кристаллизации. При этом трубка для отбора суспензии кристаллов сообщается с газоотводной трубкой В преимущественном варианте выполнения изобретения все указанные элементы расположены с возможностью циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации в виде нисходящего прямолинейного перемещения в центральной зоне и восходящего прямолинейного перемещения в кольцевой зоне При этом устройство для осуществления циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации имеет крыльчатку осевого типа, расположенную аксиально в нижней части центральной зоны. Поставленная задача решается предложенным способом кристаллизации неорганического материала, согласно которому используют суспензию кристаллов в перенасыщенном растворе кристаллизуемого вещества, заставляют суспензию циркулировать в установке для кристаллизации, имеющей камеру кристаллизации и устройство для осуществления циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации, вызывая кристаллизацию материала путем разнасыщения раствора, и, согласно изобретению, отбирают, по меньшей мере, часть раствора из установки, в котором используют установку для кристаллизации, содержащую дополнительно устройство для механического разрезания суспензии кристаллов, содержащее диск, снабженный по периметру венцом режущих зубьев, как описано выше. В одном из вариантов осуществленил этого изобретения используют суспензию кристаллов моногидратного карбоната натрия в насыщенном водном растворе моногидратного карбгната натрия, который перенасыщают моногидратным карбонатом натрия, вводя в него безводный карбонат натрия. В предпочтительном варианте осуществления изобретения используют камеру кристаллизации, имеющую боковую стенку, дно и крышку, в которой заставляют циркулировать суспензию кристаллов моногидратного карбоната натрия и вводят порошкообразный безводный карбонат натрия в камеру по трубке, проходяи;^.1 сквозь крышку и имеющей продолжение внутри камеры кристаллизации, и по наружной поверхности стенки продолжения трубки заставляют циркулировать ЙОДЯНОЙ слой Наружной поверхностью стенки трубки является по определению та сторона указанной стенки, которая обращена наружу по отношению к трубке в противоположность поверхности, находящейся внутри трубки. При этом используют воду, образующую слой, в количестве, достаточном для растворения частиц порошка карбоната натрия, оказывающихся в контакте с наружной поверхностью стенки продолжения трубки В предпочтительном варианте осуществления изобретения для получения водяного споя на наружной поверхности стенки продолжения трубки , конденсируют водяной пар, присутствующий в камере кристаллизации. При этом, для конденсации водяного пари -і кольцевой полости внутри стенки продолжсмп трубки заставляют циркулировать охлаждающую текучую среду и в качестве охлаждающей текучей среды используют воду. Поставленная э',цача решается также предложенной установкой для кристаллизации моногидратного карбоната натрия, содержащей камеру кристаллизации и устройство для осуществления циркуляции суспензии кристаллов моногидратного карбоната натрия в камере кристаллизации, в которой, согласно изобретению, камера кристаллизации ограничена боковой стенкой, дном и крышкой, сквозь которую проходит трубка для введения безводного карбоната натрия, при этом трубка для введения безводного карбоната натрия имеет продолжение внутри камеры кристаллизации и имеет в полой стенке продолжения внутри камеры кристаллизации кольцевую полость, которая сообщается с впускным трубопроводом и с выпускным трубопроводом охлаждающей текучей среды. При этом трубка для введения безводного карбоната натрия проходит сквозь указанную крышку вертикально. Устройство для механического разрезания суспензии представляет собой аппарат, предназначенный для создания в суспензии напряжения сдвига, заставляющего два соседних потока суспензии перемещаться друг относительно друга вдоль общей поверхности. При нормальном функционировании установки для кристаллизации неорганического материала согласно изобретению реакционная камера содержит вышеописанную суспензию кристаллов, весь объем которой непрерывно циркулирует а камере под действием контактирующего с ней режущего диска. При вращении диска конец режущих зубьев создает в сус 27320 пензии местное напряжение сдвига, интенсивность которого регулируется, изменением скорости вращения диска. В результате возникновения местного напряжения сдвига происходит местное уменьшение перенасыщенного раствора, ведущее к спонтанному образованию большого количества зародышей кристаллов малого размера Количество зародышей, образовавшихся под действием среза, зависит от напряжения сдвига и это напряжение обуславливает средний диаметр кристаллов, получаемых в камере кристал-, лизации. Величина напряжения сдвига будет зависеть также от циркуляционного расхода суспензии через камеру кристаллизации, от числа режущих зубьев диска, от их профиля и размеров, а также от скорости вращения диска. В то же время, напряжение сдвига может вызывать разрушение кристаллов суспензии Таким образом, упрощается управления гранулометрией получаемых кристаллов. В описанном варианте осуществления изобретения может иметь место тенденция к непроизвольному и беспорядочному образованию агломератов кристаллов и их оседание на дне камеры кристаллизации. Эти агломераты могут создавать трудности при отборе суспензии. Для преодоления этих трудностей в вышеописанном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что устройство для отбора суспензии содержит трубку, введенную одним концом в зону циркуляции суспензии кристаллов (центральную или кольцевую). При этом расположение трубки в камере кристаллизации не принципиально, лишь бы один из ее концов выходил в указанную зону, а другой ее конец располагался вне камеры кристаллизации. Кроме того, предложенное выполнение трубки для введения безводного карбоната натрия в установках для кристаллизации моногидратного карбоната натрия с охлаждающимся продолжением внутри камеры кристаллизации способствует оптимизации введения безводного карбоната натрия п суспензию так, чтобы получить однородную дисперсию безводного карбоната натрия о суспензии. Оптимальная длина этого продолжения трубки зависит от геометрии камеры кристаллизации (в частности, от ее профиля и размеров) и от условий эксплуатации (в частности от нормального уровня суспензии в камере кристаллизации при ее нормальной эксплуатации). На практике трубка выходит в камеру кристаллизации над уровнем суспензии, при этом соотношение указанного продолжения трубки и высоты камеры кристаллизации над указанным уровнем составляет, например, 0,1-0.9. причем специально рекомендованными соотношениями являются1 соотношения, превышающие 0,2 и предпочтительно равные 0,3 и меньшие 0,8, предпочтительно меньшие 0,7. Водяная пленка, которую заставляют обтекать наружную сторону стенки продолжения трубки, нужна для растворения частиц карбоната натрия, могущих попасть на указанную наружную сторону трубки. Таким образом избегают образования комков слипших-' ся зерен, приставших к указанной стенке. Поэтому водяная пленка должна использоваться в количестве, достаточном для мгновенного раство рения частиц карбоната натрия, попадающих на указанную сторону стенки трубки. Способ согласно изобретению находит применение при кристаллизации моногодратного карбоната натрия, получаемого из безводного карбоната натрия В способе согласно изобретению механизм кристаллизации представляет собой результат снижения перенасыщения перенасыщенного раствора. Это снижение может быть достигнуто, например, с помощью химической реакции, охлаждением или нагревом или выпариванием. При этом происхождение безводного карбоната натрия не является принципиально важным. Лучше использовать кристаллы легкого безводного карбоната натрия, полученного в результате обжига бикарбоната натрия, полученного аммиачным способом. Суспензия кристаллов моногидратного карбоната натрия может быть получена разными способами. Она может быть взята готовой из какоголибо внешнего по отношению к настоящему способу источника или получена с помощью частичного выпаривания водного раствора карбоната натрия В общем случае, концентрацию суспензии в насыщенном растворе моногидратного карбоната натрия регулируют таким образом, чтобы взвесь кристаллов моногидратного карбоната натрия в его растворе составляла по весу от 20 до 60%, предпочтительно от 26 до 55%. Температура суспензии кристаллов в растворе при осуществлении способа должна поддерживаться ниже температуры перехода моногидратного карбоната натрия в безводный кзрбонат натрия Оптимальная температура зависит от многих факторов, например, от концентрации раствора суспензии и от гранулометрии кристаллов моногидратного карбоната натрия, которые в нем содержатся, а также от гранулометрии и от морфологии используемого безводного карбоната натрия. Это температура может быть определена путем рутинных лабораторных исследований Как правило, температуру выбирают такой, чтобы ее отклонение от вышеуказанной температуры перехода находилось в пределах от приблизительно 2 до приблизительно 23°С, предпочтительно, ниже 15ВС, при этом наилучшие результаты могут быть получены при отклонении, составляющем 3-10"С. Температура безводного карбоната натрия может быть равной температуре окружающей среды. Однако предпочтительно использовать в способе, согласно изобретению, горячий безводный карбонат натрия, имеющий температуру, по меньшей мере, равную температуре суспензии кристаллов. В камере кристаллизации суспензию кристаллов заставляют циркулировать в пределах этой камеры таким образом, чтобы облегчить и ускорить усвоение раствором вводимого в камеру безводного карбоната натрия При этом безводный карбонат натрия растворяется в водном растворе суспензии, который он таким образом перенасыщает моногидратным карбонатом натрия, а при снижении перенасыщения раствора часть моногидратного карбоната натрия образует кристаллы. Камера кристаллизации может иметь любую необходимую форму. Предпочтительно использу 27320 ют камеру, имеющую форму тепа вращения, предпочтительно с вертикальной осью. При необходимости боковая стенка камеры может иметь профиль цилиндра или усеченного конуса, дно профиль конуса или усеченного конуса или полусферы и крышка - профиль плоский, профиль конуса, усеченного конуса или полусферы. Трубка, служащая для введения безводного карбоната натрия, проходит сквозь крышку предпочтительно в осевом направлении. Особенности и детали изобретения поясняются следующим описанием прилагаемых чертежей. На фиг. 1 схематично показан, в вертикальном осевом сечении, первый вариант осуществления изобретения; - на фиг 2 показана в увеличенном масштабе деталь фиг. 1 в разрезе по плоскости, обозначенной И-И на фиг.1; - на фиг. 3 представлен вид в разрезе по IIIIII фиг. 2; - на фиг, 4 представлен вид, аналогичный виду на фиг.1, другого варианта осуществления изобретения; - на фиг. 5 показана в увеличенном масштабе деталь фиг. 4. На этих фигурах идентичные элементы обозначены одними и теми же позициями. Установка, показанная на фиг. 1, описана в Кирк-Отмер, Энцикпопедиа оф Кемикэл Текнолоджи, 3-е издание, том 7,1979, стр. 264-265, фиг. 13. Она содержит камеру кристаллизации, образованную цилиндрической вертикальной оболочкой 1 и дном 2 в виде усеченного конуса. Камера кристаллизации может иметь и другую форму. Наиболее выгодно выполнять камеру в виде тепа вращения, предпочтительно с вертикальной осью, например, камера может представлять собой цилиндр, конус или усеченный конус. В камере кристаллизации по ее оси расположена вертикальная цилиндрическая шахта 3, которая делит камеру кристаллизации на центральную зону 4 и кольцевую зону 5. Для введения материалов, участвующих в кристаллизации, служат трубопроводы 6 и 7. В нижней трети центральной зоны 4 расположена крыльчатка 8, установленная на вертикальном валу 9 Крыльчатка 8 - осевого типа и предназначена для организации при работе установки циркуляции суспензии кристаллов, при которой происходит нисходящее прямолинейное перемещение суспензии кристаллов в центральной зоне 4 и восходящее прямолинейное перемещение этой суспензии в кольцевой зоне 5. Для осуществления циркуляции суспензии в камере кристаллизации может, кроме того, использоваться несколько крыльчаток, турбина или один или несколько эжекторов жидкости. Обычно предпочитают использовать крыльчатку или систему крыльчаток Пример крыльчатки осевого типа приводится в Кирк-Отмер. Энцикпопедиа оф Кемикэл Текнолоджи, 3-е издание, том 15, 1981, стр.611, фиг 15 Оболочка 1 может быть окружена чехлом 10, соединенным с впускным 11 и выпускным 12 трубопроводами для хладагента. Описываемое ниже и обозна ченное в целом позицией 13 устройство служит дпя отбора, осуществляемого периодически или непрерывно, суспензии кристаллов из камеры кристаллизации. Не показанный на чертеже трубопровод, проходящий сквозь дно в виде усеченного конуса 2 и запираемый вентилем, служит при необходимости для слива содержимого камеры кристаллизации. Согласно изобретению, камера кристаллизации содержит, под шахтой 3, устройство 14, служащее для осуществления при работе установки механического разрезания суспензии кристаллов. Режущее устройство 14 содержит колесо 15, установленное на приводном валу 16, проходящем сквозь стенку усеченного конуса 2 камеры кристаллизации. Колесо 15, более детально показанное на фиг. 2 и 3, содержит металлический диск 17, установленный на втулке 18, насаживаемой на вал 16. На периферии диск 17 снабжен венцом режущих зубьев 19. Эти последние выполнены путем соответствующих отгиба и вырезания периферийной зоны диска 17, осуществленных таким образом, что лобовая режущая кромка 20 зубьев направлена перпендикулярно диску 17. Кроме того, режущие зубья 19 располагаются поочередно и симметрично по одну и по другую стороны диска 17. Диск 17 вращается по стрелке Y при нормальной работе установки так, что режущие зубья 19 вызывают механическое разрезание суспензии кристаллов в камере кристаллизации. Согласно изобретению, положение режущего колеса 15 в камере кристаллизации такое, что скорость циркуляции суспензии кристаллов имеет составляющую, тангенциальную по отношению к диску 17. Таким образом, при вращении диска по стрелке Y суспензия, контактируя с колесом 15, испытывает механическое разрезание. В установке, представленной на фиг 1-3, устройство разрезания содержит одноединственное режущее колесо 15. В других вариантах это устройство может содержать несколько одинаковых режущих колес 15, установленных на валу 16. Согласно еще одному варианту, установка может содержать несколько устройств для разрезания 14, то есть несколько разрезающих колес 15, установленных на разных приводных валах 16, равномерно распределенных по периметру дна в форме усеченного конуса 2 камеры кристаллизации. Согласно изобретению, устройство отбора 13 содержит вертикальную трубку 2. которая проходит вертикально в кольцевой зоне 5 камеры кристаллизации и введена в нее сквозь дно в виде усеченного конуса камеры. Верхний конец 22 трубки 21 согнут под прямым углом и аыходит в центральную зону 4 счвоэь отверстие 23, выполненное для этого в стенке шахты 3 приблизительно на половине высоты шахты Проход конца 22 трубки через отверстие 23 выполнен герметично (без зазора между трубкой и краями отверстия) так. чтобы центральная зона 4 и кольцевая зона 5 не могпи сообщаться между собой через это отверстие 23. Кроме того, а зоне 4 напротив отверстия 23 к шахте 3 прикреплен отражатель 24. Трубка для отвода газов 25, проходя сквозь оболочку 1 и кольцевой чехол 10, соединяется с 27320 верхним концом 22 трубки 21 Она соединена с вакуумным насосом, не представленным на чертеже, расположенным вне камеры кристаллизации Нижний конец трубки 21 соединен с насосом 26, расположенным вне камеры кристаллизации и имеющим функции, поясняемые ниже. При работе установки вентиль слива закрыт и часть суспензии отбирается с помощью устройства ІЗ. Для этого насос 26 создает разрежение о трубке 21 и на ее конце 22, в результате чего в эту трубку увлекается часть суспензии, циркулирующей в зоне 4 вблизи отверстия 23. Функцией отражателя 24 является направление суспензии из зоны 4 в трубку 21 и препятствование образованию завихрений на входе в отверстие 23. Количество суспензии, отбираемой таким образом из камеры кристаллизации через трубку 21, регулируется путем регулирования разрежения,' создаваемого насосом 26. При работе установки соответствующие расходы безводного карбоната натрия через трубопровод 6, воды (или водного раствора карбоната натрия) через трубопровод 7 и суспензии кристаллов через устройство отбора 13 ре.гулируются таким образом, чтобы избежать колебаний уровня 27 суспензии кристаллов и поддерживать по существу постоянной концентрацию кристаллов моногидратного карбоната натрия в суспензии кристаллов. Положительным результатом отбора суспензии кристаллов через отверстие 23 является предотвращение забивания этого отверстия агломератами кристаллов. Действительно, такие агломераты не участвуют в циркуляции суспензии кристаллов в зонах 4 и 5 и накапливаются на дне , 2 камеры кристаллизации. Их периодически удаляют путем полного слива содержимого камеры кристаллизации через трубопровод и вентиль (на чертежах не показаны) после остановки всей установки. Установка, представленная на фиг. 1-3, пригодна, в частности, для производства кристаллов моногидратного карбоната натрия из безводного карбоната натрия. При этом применении установки камера кристаллизации заполняется практически до уровня 27 водной суспензией кристаллов моногидратного карбоната натрия, температура которой постоянно поддерживается на несколько градусов меньшей, чем температура перехода моногидратного карбоната натрия в безводный карбонат натрия. Безводный карбонат натрия вводят в камеру кристаллизации через трубопровод 6. Одновременно по трубопроводу 7 в камеру кристаллизации вводят воду или водный раствор карбоната натрия Часть суспензии отбирают из камеры с помощью устройства ІЗ Соответствующие расходы безводного карбоната натрия через трубопровод 6 воды (или водного раствора карбоната натрия ^ерез трубопровод 7) и суспензии кристаллов через устройство отбора 13 регулируютсп таким образом, чтобы избежать колебаний уровня 27 суспензии и поддерживать по существу постоянной концентрацию кристаллов моногидратного карбоната натрия в суспензии. При вращении крыльчатки 8 суспензия кристаллов приводится в непрерывное движение, циркулируя в камере кристаллизации по стрелкам X так, что в центральной зоне 4 происходит ее нисходящее прямолинейное движение и в кольцевой зоне 5 - восходящее прямолинейное движение. Во время циркуляции суспензии в камере кристаллизации безводный карбонат натрия ре кристаллизуется в виде моногидратного карбоната натрия. Механическое разрезание колесом 15 суспензии вызывает местное разнэсыщение перенасыщенного водного раствора моногидратного карбоната натрия, в результате чего происходит спонтанное образование зародышей кристаллов и, дополнительно, разрушение кристаллов суспензии. В результате образования зародышей и разрушения кристаллов увеличивается число зародышей кристаллов и следовательно уменьшается гранулометрия кристаллоа, отбираемых устройством отбора 13. Соответствующее регулирование скорости вращения режущего колеса 15 в сочетании с регулированием скорости циркуляции суспензии кристаллов в камере кристаллизации позволяет регулировать по желанию гранулометрические характеристики кристаллов моногидратного карбоната натрия,, отбираемых из камеры устройством 13. Установка, представленная на фиг. 4 и 5, специально приспособлена для кристаллизации моногидратного карбоната натрия и использует в качестве исходного материала безводный карбонат натрия. Она содержит, как и установка, показанная на фиг. 1, камеру кристаллизации, образованную цилиндрической боковой вертикальной стенкой 1, дном 2 в форме усеченного конуса и крышкой 28, в которой располагается вертикальная цилиндрическая шахта 3, делящая эту камеру кристаллизации на центральную зону 4 и кольцевую зону 5. Установка, представленная на фиг. 4, отличается средством, используемым для введения порошкообразного безводного карбоната натрия в камеру кристаллизации. Это средство содержит трубопровод, обозначенный в целом позицией 6, который проходит сквозь крышку 28 по оси камеры кристаллизации. Согласно Изобретению, трубопровод 6, более подробно показанный на фиг. 5, содержит трубку 29, которая имеет продолжение внутри камеры кристаллизации, под крышкой 28. Трубка 29 продолжается примерно на верхнюю треть расстояния, разделяющего вершину крышки 28 и нормально достигаемый уровень суспензии кристаллов при нормальной работе установки. В камере кристалпизации продолжение трубки 29 окружено чехлом 30, образующим вокруг трубки 29 кольцевую камеру 31 Последняя сообщается с источником холодной воды через трубопроводы 32 и 33. Установка, показанная на фиг. 4, содержит, кроме того, устройство для отбора суспензии кристаллов из камеры кристаллизации. Это устройство отбора, не представленное на чертеже, предпочтительно выполнять аналогично устройству 13, описанному выше и показанному на фиг. 1. Установка, представленная на фиг. 4, может также, в качестве варианта осуществления, содержать устройство механического разрезания суспензии кристаллов, такое же, как режущее устройство 14, показанное на фиг. 1. 27320 При эксплуатации установки, показанной на фиг 4 и 5, камера кристаллизации заполняется приблизительно до уровня 27 водной суспензией кристаллов моногидратного карбоната натрия, температура которой непрерывно поддерживается на несколько градусов ниже, чем температура перехода ноногидратного карбоната натрия в безводный карбонат натрия атмосфера вверху камеры кристаллизации содержит, таким образом, значительное количество водяного пара Действуя, как описано выше со ссылкой на фиг 1-3, через трубопровод 6 в камеру кристаллизации вводят безводный карбонат натрия Циркуляция суспензии кристаллов в камере кристаллизации вызывает завихренность атмосферы в камере над уровнем 27, из за чего происходит выброс частиц безводного карбоната натрия, некоторые из которых достигают чехла 30 Согласно изобретению, в кольцевой камере 31 обеспечивают циркуляцию воды с помощью трубопроводов 32 и 33 Температура и расход воды выбираются в зависимости от условий давления и температуры в камере кристаллизации, так, чтобы на наружной поверхности 34 чехла 30 конденсиро валось количество водяного пара, достаточное для образования на этой поверхности водяного слоя, способного мгновенно растворять попадающие на 'него частицы безводного карбоната натрия Получающийся таким образом на поверхности 34 водный раствор карбоната натрия стекает по ней под действием силы тяжести в суспензию кристаллов Описанное выше применение изобретения подходит для производства плотного (тяжелого) безводного карбоната натрия (называемого обычно плотной (тяжелой) содой) из используемого в качестве исходного продукта легкого безводного карбоната натрия (называемого обычно легкой содой) (Те-Пан-Ху, Манюфекчуринг оф сода, второе издание, Хафнер Паблишинг Компани, Нью-Йорк, 1969, стр 257 и 261) Для этого в качестве безводною карбоната натрия используют легкий карбонат натрия, а кристаллы моногидратного карбоната натрия, отбираемые от суспензии кристаллов, подвергают сушке с последующим кальцинированием при температуре, превышающей температуру перехода моногидратного карбоната натрия в безводный карбонат натрия 14 16 26—t_j .1 27320 19 III І5 r\
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюThe plant for inorganic material crystallization, the method for inorganic material crystallization anf the plant for sodium carbonate monohydrate crystallization
Автори англійськоюNinan Leon, Breton Clod
Назва патенту російськоюУстановка для кристаллизации неорганического материала, способ кристаллизации неорганического материала и установка для кристаллизации моногидратного карбоната натрия
Автори російськоюНинан Леон, Бретон Клод
МПК / Мітки
МПК: B01D 9/02, C01B 31/34, C01D 7/35, C01D 7/42, B01D 9/00
Мітки: установка, кристалізації, карбонату, спосіб, моногідратного, неорганічного, натрію, матеріалу
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-27320-ustanovka-dlya-kristalizaci-neorganichnogo-materialu-sposib-kristalizaci-neorganichnogo-materialu-i-ustanovka-dlya-kristalizaci-monogidratnogo-karbonatu-natriyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Установка для кристалізації неорганічного матеріалу, спосіб кристалізації неорганічного матеріалу і установка для кристалізації моногідратного карбонату натрію</a>
Попередній патент: Спосіб установлення зв’язку в мережі зв’язку, яка має мобільних кінцевих користувачів
Наступний патент: Кодовий замок
Випадковий патент: Спосіб вирощування монокристалів твердих розчинів купрум йодиду пентатіофосфату-арсенату cu6 (pxas1-x)s5i за допомогою хімічних транспортних реакцій