Кристалізатор

Кристалізатор, який містить вертикальний циліндричний корпус з розміщеними у ньому центральною циркуляційною трубою та осьовим насосом, патрубки вводу і виводу початкового розчину та суспензії, який відрізняється тим, що він забезпечений активатором, що виконаний у вигляді еліптичних кілець, які розподілені по висоті та закріплені на ЗОВНІШНІЙ поверхні циркуляційної труби з зазором між зовнішньою поверхнею кілець та внутрішньою поверхнею охолоджуваного корпусу з нахилом до осі кристалізатора, при цьому кути нахилу суміжних кілець рівні за величиною і протилежні за напрямком, циркуляційна труба встановлена з можливістю обертання, осьовий насос виконаний багатоступінчастим, а його ступені розмішені на верхньому і нижньому кінцях циркуляційної труби о Винахід стосується конструкцій кристалізаторів для ізопдричної кристалізації речовини з розчинів і може бути застосований у ХІМІЧНІЙ, нафтохімічній, харчовій та інших галузях промисловості Відомо кристалізатор, який має вертикальний циліндричний корпус, циркуляційну трубу, циліндроконічну вставку, патрубки вводу і виводу початкового розчину та суспензії (див , наприклад, авт свід СРСР №865316, МПК9/02, оп 81 Б И №35) Недоліком відомого кристалізатора є низький коефіцієнт теплопередачі, а також необхідність в зупинках кристалізатора для видалення відкладень кристалів на охолоджуваних боках, що істотно знижує продуктивність кристалізатора Відомо кристалізатор, який має вертикальний циліндричний корпус з розміщеними у ньому центральною циркуляційною трубою, осьовим насосом, патрубки вводу і виводу початкового розчину та суспензії (див, наприклад авт свід №1153942, МПК ВОІ 9/02, оп 1984р ) За технічною суттєвістю та ефектом, що досягається, відомий пристрій є найбільш близьким до того, що заявляється, і обрано як прототип Недоліком відомого пристрою є низький коефіцієнт теплопередачі, обумовлений слабкою турбулізацією прибічного шару у теплопередаючій поверхні, що викликає відкладення кристалів на теплопередаючих поверхнях, істотно знижує продуктивність пристрою, утворюються кристали невеликого розміру В основу винаходу покладено завдання створення кристалізатора, у якому за рахунок організації посиленої турбулізації приблизного шару в теплопередаючих поверхнях досягається висока продуктивність пристрою, і збільшується крупність кристалів Поставлене завдання вирішується у кристалізаторі, який має вертикальний циліндричний корпус з розміщеними у ньому центральною циркуляційною трубою, осьовим насосом, патрубки вводу і виводу початкового розчину та суспензій, згідне з винаходом, він забезпечений активатором, виконаним у вигляді еліптичних кілець та внутрішньою поверхнею охолоджуваного корпусу с нахилом до осі кристалізатора, при цьому кути нахилу суміжних кілець рівні за величиною і протилежні за напрямком, циркуляційна труба встановлена з можливістю обертання, осьовий насос виконаний багатоступінчастим, а його ступіні розміщені на верхньому і нижньому кінцях циркуляційної труби Пристрій, що заявляється, відрізняється від прототипу тим, що 00 1 ю 57778 - він забезпечений активантом, виконаним у вигляді еліптичних кілець чи їх частин, розподілених по висоті, закріплених на ЗОВНІШНІЙ поверхні циркуляційної трубу з зазором між зовнішньою поверхнею кілець та внутрішньою поверхнею охолоджуваного корпуса з нахилом до осі кристалізатора, - кути нахилу суміжних кілець за величиною і протилежні за напрямком, - циркуляційна труба встановлена з можливістю обертання, - осьовий насос виконаний багатоступінчастим, а його ступені розмішені на верхньому і нижньому кінцях циркуляційної труби Виходячи з описаного рівня техніки витікає, що вказані різниці є новими Завдяки встановленому в кристалізаторі зазначеним чином активатора у вигляді еліптичних кілець, під час його обертання утворюється знакоперемінний по вертикалі рух суспензії вздовж утворюваної охолоджуванні поверхні корпусу, яке виникає одночасно на двох протилежних боках еліпса активатора під час його обертання, що різко зменшує товщину теплового пограничного шару в поверхні теплопередачі і збільшує коефіцієнт тепловіддавачі від нерухомої охолоджуваної поверхні корпусу до циркулюючої суспензії Встановлення осьового насосу забезпечує збільшення кратності підводу до теплопередаючої поверхні перенасиченої кристалічної суспензії При цьому знижується локальне перенасичення розчину, знижується швидкість зародкоутворення, сприяючи отриманню крупнокристалічного однорідного продукту, одночасно із зниженням локального перенасичення виникає запобігання інструкції поверхні охолодження На рисунку - фіг 1 - зображено кристалізатор у поздовжньому розрізі, фіг 2 - переріз А-А фіг1, фіг 3 - напрямок переміщення розчину вздовж активатора під час його обертання, фіг 4 - варіант виконання активатора у вигляді частин еліпсів Кристалізатор має циліндричний корпус І, усередині якого встановлена труба, 2, закріплена на несучому валу 3, надає обертів приводом 4 У верхній та нижній частинах циркуляційної труби 2 встановлений осьовий насос 5 з двома або декількома ступенями, а на ЗОВНІШНІЙ поверхні циркуляційної труби 2 розміщений активатор 6, виконаний у вигляді одного еліпса або декількох, встановлених з протилежними кутами 7 нахилу до 8 кристалізатора і який мають загальну точку зіткнення 9 При цьому активатор 6 може бути виконаний у вигляді частин 10 еліпсів, розподілених по висоті циркуляційної труби 2, які утворюють у площині II нахилу активатора 6 проекцію повного еліпса Між активатором 6 і внутрішньою охолоджуваною поверхнею корпусу І виконаний зазор, який становить 0,5-Юмм Поверхня корпусу полірована з внутрішнього боку, а и ЗОВНІШНІЙ бік оснащений охолоджуючою рубашкою 12 для подачі до неї хладагента У нижній частині корпусу І кристалізатора розміщений патрубок 13 вводу охолоджуваного розчину, а у нижній частині охолоджуваної рубашки патрубок 14 для виводу хладагента Ви хід суспензії, отриманої в результаті охолодження розчину, що кристалізується, здійснюють через патрубок 15, розміщений у нижній частині корпусу І кристалізатора, а від хладагента - через патрубок 16, розміщений у низькій частині охолоджуваної рубашки 12 Кристалізатор працює таким чином В охолоджувану рубашку 12 через патрубок 16 подають охолоджувану рідину (хладагент), яка рухається знизу вверх вздовж поверхні корпусу І кристалізатора, внаслідок чого ця поверхня охолоджується, після цього хладагент виводять через патрубок 14, розміщений у верхній частині охолоджуваної рубашки 12 Протитечією рухові охолоджувальної рідини до верхньої частини корпусу кристалізатора по патрубку 13 подають початковий розчин, це його зміщують з циркулюючою у корпусі І охолодженою суспензією і за допомогою лопатей верхнього осьового насосу 5 направляють до нижньої частини корпусу І В міру руху суміші розчину з суспензією вздовж охолоджуваної бокової поверхні циліндричного корпусу І температура суміші знижується і виникає виділення у тверду фазу з кристалів розчинної речовини У нижній частині корпусу І захоплюють суспензію лопаті нижнього осьового насосу 5 і направляють її до верхньої частини корпусу І на зміщування з початковим розчином, який вводиться в кристалізатор через патрубок 13 Установлення багатоступінчастого осьового насосу у верхній та нижній частинах обертової циркуляційної труби забезпечує збільшення кратності підводу до поверхні теплопередачі перенасиченої суспензії, що кристалізується, за рахунок чого інтенсифікується процес теплообміну від охолоджуваного боку корпусу І кристалізатора до охолоджуваної суспензії, що циркулює Крім того, знижується локальне перенасичення розчину, зменшуючи при цьому швидкість зародкоутворення Циркуляційну трубу 2 з активатором приводить в обертання привід 4 за допомогою несучого валу 3 Під час обертання активатора 6 забезпечується створення знакоперемінного за вертикаллю руху суспензії вздовж утворюваної охолоджуваної поверхні корпусу І, який виникає одночасно на двох протилежних боках еліпсу активатора 6 під час його обертання Це дає змогу різко зменшити товщину теплового пограничного шару біля поверхні теплопередачі і тим самим збільшити коефіцієнт теплопередачі від нерухомої охолоджуваної поверхні корпусу до суспензії, що циркулює у корпусі Крім того, збільшується кратність підводу до поверхні тепловіддачі перенасиченої суспензії, що кристалізується, за рахунок чого зникається локальне перенасичення розчину, зменшується при цьому швидкість зародкоутворення, що сприяє одержанню крупнокристалічного однорідного продукту Одночасно із зниженням локального перенасичення запобігається інкрустація поверхні охолодження Техніко-економічні переваги винаходу, що заявляється, у порівнянні з пристроєм - прототипом полягають у підвищенні продуктивності кристалізатора за компонентом, що кристалізується, і збільшенні крупнисті кристалів 57778 4 \ Комп'ютерна верстка Е Ярославцева Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна