Спосіб поділу суспензії з кристалів солей і розсолу та установка для його здійснення

Изобретение относится к способам и устройствам по разделению суспензий на кристаллы солей и рассол и может быть использовано для обезвоживания и осушки солей, пищевых порошков. Известны способ отделения кристаллов от суспензии, преимущественно в процессах опреснения, включающий фильтрование рассола через фильтрующую решетку и осушение кристаллов отжимом и дегазацией с удалением кристаллов принудительным выталкиванием, а также колонна для отделения кристаллов от суспензии, включающая корпус с устройством ввода суспензии и вывода кристаллов, а также шнековый пресс и фильтрующую решетку с карманом для сбора рассола [1]. Недостатком известных способа и устройства является ограничение по степени разделения суспензий, особенно с увеличением производительности установки. Так, повышение расхода отделяемого рассола сопровождается увеличением диаметра фильтрующей решетки и длины пути фильтрации через слой кристаллов, что приводит к росту перепада давления на фильтрацию. В реальных условиях проявление сжимаемости слоя кристаллов под воздействием возрастающего перепада давления сопровождается резким ростом сопротивления фильтрации и, следовательно, уменьшением степени удаления жидкости. Наиболее близким к заявляемому техническому решению, принятым в качестве прототипа, является способ разделения суспензии из кристаллов солей и рассола, включающий предварительное разделение за счет разности плотностей с последующим отжимом кристаллов, а также сушку кристаллов вскипанием остаточного рассола при сбросе давления [2]. Известна также, согласно этому источнику, установка для разделения суспензии из кристаллов солей и рассола, включающая секцию предварительного разделения в виде щелевой камеры с полуцилиндрическим дном, отжимную камеру в виде шнекового пресса и секцию сушки, снабженную линией 2 вывода пара через компрессор [2]. Недостатками известных способа и устройства являются ограничение степени разделения суспензии вследствие сжимаемости слоя кристаллов при отжиме шнековым прессом. Такое ограничение тем значительнее, чем больше производительность установки из-за увеличения прессуемого слоя кристаллов и соответственно сопротивления фильтрации отводимого рассола. Кроме этого, в секции предварительного разделения, выполненной в виде щелевой камеры, существует значительный унос кристаллов с отделяемым рассолом, что также ограничивает степень разделения суспензии и уменьшает удельную производительность таких установок. Эти недостатки возрастают с уменьшением гидравлической крупности кристаллов. Задача, на решение которой направлено данное техническое решение, заключается в повышении степени разделения суспензии, позволяющей увеличить выход кристаллов солей и рассола из исходной суспензии. Это достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем предварительное разделение за счет разности плотностей с последующим отжимом кристаллов, а также сушку кристаллов вскипанием остаточного рассола при сбросе давления, согласно изобретению, фильтрат после отжима кристаллов направляют на стадию предварительного разделения, а пар, образующийся при давлении вскипания рассола Рвск, сжимают до давления конденсации Рконд=(0,5-2) Рвск и конденсируют в зоне сушки через поверхность теплообмена. В предлагаемой установке, включающей секцию предварительного разделения, отжимную камеру в виде шнекового пресса и секцию сушки, снабженную линией вывода пара через компрессор, согласно изобретению, секция предварительного разделения выполнена в виде гидроциклона, состыкованного соосно через диффузорный насадок с отжимной камерой, снабженной отстойником фильтрата, а линия вывода пара через компрессор соединена с полостью теплообменника, установленного в секции сушки. Возврат фильтрата после отжима кристаллов в секцию предварительного разделения, выполненную в виде гидроциклона, позволяет дополнительно отделить из этого фильтрата рассол, а сконцентрированный по кристаллам остаток направить на рециркуляцию в отжимную камеру, что снижает унос кристаллов с рассолом, выводимым из установки, примерно пропорционально степени концентрирования суспензии в гидроциклоне. Использование пара жидкости, вскипающей в секции сушки, в качестве источника тепла путем его сжатия и конденсации позволяет выполнить обезвоживание кристаллов отжимом без прессования кристаллов и без использования внешнего источника тепла, что снимает ограничение по степени разделения суспензии и делает ее автономной. При этом сжатие вскипающего пара до давления конденсации Р конд=(1,5-2)Рвск обеспечивает температурный напор на уровне Dt=(10-20)° C, что позволяет использовать компактную поверхность теплообмена в зоне сушки. При сжатии пара до давления конденсации Р конд>2Рвск, удельная работа компрессора значительно возрастает в связи с ростом температуры сжимаемого пара, что соответствует возрастающим затратам электроэнергии. При Рконд