Кристалізатор

Заявляемое изобретение относится к аппаратурному оформлению процесса кристаллизации в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности и может быть использовано, в частности, в процессе производства пластичных смазок. Широко известны кристаллизаторы с очищаемой теплопередающей поверхностью. Так, известен кристаллизатор непрерывного действия секционного типа, состоящий из собранных в пакет теплообменных секций с охлаждающими рубашками, в каждой из которых размещены скребковорамные звездообразные мешалки [1]. В известном кристаллизаторе при обработке высоковязких жидкостей не обеспечивается необходимая интенсивность перемешивания, не достигается однородность распределения компонентов в получаемом продукте, а также невозможно обеспечить требуемые показатели качества продукта (связанные, например, с размером кристаллов) без значительного снижения производительности аппарата. Наиболее близким к заявляемому изобретению являются кристаллизатор с охлаждающими дисками 12]. Этот кристаллизатор представляет собой набор соединенных в блок пустотелых дисков, каждый из которых снабжен штуцерами для подвода и отвода теплоносителя и имеет переточные отверстия для перетекания кристаллизующейся смеси. В междисковых камерах расположены скребково-лопастные перемешивающие устройства, выполненные в виде установленных на приводном валу попарно лопастей так, что одна лопасть с помощью установленного на ней скребка очищает нижнюю поверхность диска, а другая - верхнюю поверхность смежного с ним диска Для ввода и вывода обрабатываемого продукта предусмотрены штуцера, расположенные в верхнем и нижнем основаниях. В описанном выше кристаллизаторе более эффективно используется поверхность теплообмена междисковых камер, однако при применении его в процессах кристаллизации высоковязких расплавов также не достигается необходимая интенсивность процесса кристаллизации, что не позволяет достигнуть высокой производительности аппарата в непрерывных процессах. Настоящее изобретение решает задачу создания аппарата непрерывного действия, эффективного для проведения процесса кристаллизации высоковязких растворов или расплавов с получением продукта, в котором кристаллизующийся компонент равномерно распределен в дисперсионной среде. Так, в производстве пластичных смазок на стадии охлаждения мыломасляной дисперсии происходит формирование кристаллической структуры мыла в дисперсионной среде и свойства полученного продукта во многом определяет качество полученной на его основе готовой смазки. Решение поставленной задачи достигается предлагаемым кристаллизатором, в котором обеспечивается значительная интенсификация процесса перемешивания и теплообмена, что позволяет и в случае осуществления процесса кристаллизации в высоковязких средах получать продукты с заданными свойствами при высокой производительности аппарата. Предлагаемый кристаллизатор, включающий набор соединенных в блок пустотелых дисков, каждый из которых снабжен штуцерами для подвода и отвода теплоносителя и переточными отверстиями, перемешивающее устройство, выполненное в виде установленных на приводном валу и расположенных в междисковых камерах лопастей со скребками, верхнее и нижнее основания, снабженные штуцерами для ввода и вывода обрабатываемого продукта, отличается тем, что в междисковых камерах установлены клапаны, связанные с валом и перекрывающие при вращении переточные отверстия дисков, а лопасти перемешивающего устройства со стороны, противоположной скребку, снабжены гребенчатыми рассекателями. Клапаны могут быть установлены на лопастях и подпружинены к поверхности дисков, с переточными отверстиями которых они взаимодействуют. Скребки также целесообразно подпружинить к поверхности очищаемых дисков. Гребенчатые рассекатели могут быть выполнены съемными, что дает возможность устанавливать в каждой камере гребни с зубьями различной формы: цилиндрической, призматической и др. Междиковые камеры могут быть снабжены штуцерами для ввода различных добавок, которые в некоторых случаях необходимо вводить по ходу процесса кристаллизации или в конце его, например, для ввода присадок при производстве пластичных смазок. Предлагаемое выполнение перемешивающего устройства позволяет формировать турбулентные вихри в кристаллизующейся смеси между дисками, а попеременным закрытием и открытием переточных отверстий генерировать пульсации давления в потоке обрабатываемого продукта. Оба этих фактора интенсифицируют перемешивание и теплоперенос, что позволяет увеличить скорость кристаллизации и обеспечить равномерное распределение кристаллизующегося компонента в жидкости с достижением необходимой производительности аппарата. Таким образом, решается поставленная задача. Так, при проведении процесса кристаллизации мыломасляной дисперсии (высоковязкий расплав мыла в масле) в производстве пластичных смазок с использованием предлагаемого аппарата достигается равномерное распределение кристаллов мыла а дисперсионной среде и формирование структурного каркаса получаемой пластичной смазки. На чертеже изображен предлагаемый кристаллизатор в разрезе. Кристаллизатор включает набор пустотелых дисков 1, соединенных фланцевыми соединениями 2. Диски снабжены штуцерами 3 для подачи и штуцерами 4 для отвода хладагента и имеют переточные отверстия 5 для перетока кристаллизирующейся смеси внутри аппарата. Через центр проходит вал 6 с приводом 7. В междисковых камерах попарно расположены установленные на валу б лопасти 8 перемешивающего устройства со скребками 9. Лопасти в паре смещены вдоль оси вала так, что скребок одной из них очищает нижнюю, а другой - верхнюю стенку смежных дисков. Скребки подпружинены к очищаемой поверхности пружинами 10. На каждой из лопастей со стороны противоположной скребку установлен гребенчатый рассекатель 11. В междисковых камерах расположены установленные на лопастях 8 (кроме самой верхней и самой нижней пары) тарельчатые клапаны 12 взаимодействующие с переточными отверстиями 5 дисков 3 и подпружиненные к поверхности соответствующего диска пружинами 13. Кристаллизатор имеет верхнее основание 14 со штуцером 15 для ввода обрабатываемой жидкости и нижнее основание 16 со штуцером 17 для вывода полученного продукта. Для ввода добавок в междисковых камерах предусмотрены штуцера 18. Кристаллизатор работает следующим образом. Исходная кристаллизующаяся смесь поступает через штуцер 15 и проходит последовательно сверху вниз междисковые камеры, перетекая через отверстия 5 в дисках 1. Хладоноситель, температура и расход которого регулируются, поступает в диски через штуцера 3, охлаждает обрабатываемый продукт в междисковых камерах и отводится через штуцера 4. Лопасти 8 перемешивающего устройства при вращении вала перемешивают, а гребенчатые рассекатели 11 создают дополнительную турбулизацию потока кристаллизирующейся смеси. Установленные на лопастях скребки 9 очищают поверхность соответствующих дисков от кристаллизующегося продукта, который подхватывается лопастями и смешивается с остальной массой продукта в междисковой камере. Тарельчатые клапаны 12, установленные на лопастях со стороны противоположной скребку, взаимодействуют с поверхностью смежных дисков, попеременно перекрывая переточные отверстия 5 и создавая тем самым пульсации давления в потоке обрабатываемого продукта. Регулируя скорость прохождения жидкости сверху вниз последовательно через междисковые камеры и скорость подачи хладоносителя в диски 1, проводят процесс кристаллизации, обеспечивая образование кристаллов заданных размеров и равномерное распределение их в остальной массе с получением на выходе однородного продукта, который отводится через штуцер 17 в нижнем основании 16.