Класифікуючий кристалізатор

Реферат: 1. Об'єкт винаходу: класифікуючий кристалізатор. 2. Галузь застосування: хімічна, нафтохімічна, фармацевтична, харчова та інші галузі промисловості. 3. Суть винаходу: кристалізатор містить корпус, патрубки вводу початкового розчину і відводу виснаженого маточного розчину, вводу охолоджуваного розчину, виводу хладагента і відводу вирощених кристалів. Корпус виконаний у вигляді принаймні двох послідовно з'єднаних Vподібних секцій, кожна з яких утворена вхідним і вихідним каналами, розміщеними під кутом до горизонту. Вхідний канал має площу перерізу, меншу за площу перерізу вихідного каналу. Вхідний і вихідний канали кожної секції оснащені окремою охолоджувальною сорочкою, а патрубки вводу охолоджуваного розчину, виводу хладагента і відводу вирощених кристалів розміщені в кожній секції. Патрубки відводу вирощених кристалів розміщені знизу секцій. 4. Технічний результат: забезпечується отримання двох чи більше фракцій кристалів та підвищення монодисперсності кожної фракції. UA 110676 C2 (12) UA 110676 C2 UA 110676 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв кристалізації речовин з розчинів і може бути застосований в хімічній, нафтохімічній, фармацевтичній, харчовій та інших галузях промисловості. Відомий класифікуючий кристалізатор для кристалізації речовин з розчинів, який має вертикальний циліндричний корпус з еліптичним днищем, центральну відпускну трубу для вводу початкового розчину, солезбірник та кишеню для збору дрібних кристалів (див. Врагов А.П., Классифицирующие кристаллизаторы. - Киев, 1998. - С. 38). За технічною суттю та ефектом, що досягається, відомий пристрій є найбільш близьким до того, що заявляється, і обраний за прототип. Недоліком відомого класифікуючого кристалізатора є відсутність отримання кількох фракцій, які відрізняються за розмірами кристалів. Умови для отримання певних розмірів кристалів і пересичення розчину створюється не у всій робочій зоні апарата. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення класифікуючого кристалізатора, шляхом зміни його конструкції, що дозволяє отримання двох чи більше фракцій кристалів за рахунок різних умов кристалізації в кожній виконаній секції та підвищення монодисперсності кожної фракції у секціях кристалізатора за компонентом, що кристалізується, за рахунок чого забезпечується висока продуктивність пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому класифікующому кристалізаторі, що містить корпус, патрубки вводу початкового розчину, відводу виснаженого маточногого розчину, вводу охолоджувального розчину, виводу хладагента та відводу вирощених кристалів, згідно виноходу, корпус виконаний у вигляді принаймні двох послідовно з'єднаних V-подібних секцій, кожна з яких утворена вхідним і вихідним каналами, розміщеними під кутом до горизонту, при цьому вхідний канал має площу перерізу, меншу за площу перерізу вихідного каналу, крім того вхідний і вихідний канали кожної секції оснащені охолоджувальною сорочкою, а патрубки вводу охолоджувального розчину, виводу хладагента і відводу вирощених кристалів розміщені в кожній секції, при цьому патрубки відводу вирощених кристалів розташовані знизу секцій. Завдяки виконаному в такому вигляді корпусу, в кожній V-подібній секції у вхідному каналі при русі до патрубка відводу вирощених кристалів швидкість потоку більша за швидкість потоку у вихідному каналі, що розташований після патрубка відводу вирощених кристалів, та завдяки власному охолодженні кожного каналу, у кожній секції створені різні умови кристалізації та сепарації, що дозволяє відділяти кристали потрібного розміру від розчину у кожній секції окремо. Таким чином забезпечується отримання двох чи більше фракцій кристалів за рахунок різних умов кристалізації в кожній секції та підвищення монодисперсності кожної фракції у секціях кристалізатора. Суть пристрою пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено кристалізатор у повздовжньому розрізі, фіг. 2 - секція апарата. Кристалізатор має корпус 1 у вигляді двох послідовно з'єднаних V-подібних секцій, які утворені вхідними каналами 2 і вихідними каналами 3, розміщеними під кутом α до горизонту, вхідний канал 2 має площу перерізу, меншу за площу перерізу вихідного каналу 3, причому площа перерізу каналів 2, 3 виконана прямокутної форми, на початку вхідного каналу 2 розташований патрубок 4 вводу початкового розчину, в кінці вихідного каналу 3 розміщений патрубок 5 для відводу виснаженого маточного розчину, вхідний і вихідний канали 2 і3 кожної секції оснащені охолоджувальною сорочкою 6, у верхній частині вхідного каналу 2 розміщений патрубок 7 вводу охолоджувального розчину, а в нижній частині розташований патрубок 8 для виводу хладагента. У верхній частині вихідного каналу 3 кожної секції розташований патрубок 9 вводу охолоджувального розчину, а в нижній частині розташований патрубок 10 для виводу хладагента. Знизу кожної секції розташований патрубок 11 для відводу вирощених кристалів. Класифікуючий кристалізатор працює таким чином. Початковий концентрований розчин безперервно під напором надходить в апарат через патрубок 4, який розташований по всьому перерізу каналу 2, через патрубок 7 подають охолоджувальний розчин, який рухається повздовж поверхні каналу 2, внаслідок цього ця поверхня охолоджується, після цього хладагент виводять через патрубок 8. В міру руху розчину з суспензією вздовж охолоджувальної бокової поверхні корпусу вхідного каналу 2 температура суміші знижується і виникає зародження та ріст кристалів. З вхідного каналу 2 розчин надходить в вихідній канал 3, швидкість потоку зменшується завдяки більшому розміру перерізу каналу 3, чим каналу 2. Через патрубок 9 подають охолоджувальний розчин, який рухається повздовж поверхні вихідного каналу 3, внаслідок цього поверхня вихідного каналу 3 охолоджується, після цього хладагент виводять через патрубок 10. Поверхня вихідного каналу 3 охолоджується, температура суміші знижується, це приводить до росту кристалів. Суспензія в вихідному каналі 3 під напором 1 UA 110676 C2 5 піднімається вверх із поступово зменшуваною швидкість. Кристали, які досягли певного розміру, подолавши опір потоку маточного розчину в зоні їх сепарації, осаджуються під дією сили тяжіння і інерційних сил знизу апарата і відводяться з секції через патрубок 11 вирощених кристалів. Більш дрібні кристали несуться під дією сил опору потоку рідини на наступну секцію апарата. Виснажений маточний розчин відводиться на останній секції з вихідного каналу 3 через патрубок 5. Технічний результат винаходу, що заявляється, у порівнянні з пристроєм-прототипом полягають у отриманні двох чи більше фракції, у підвищенні монодисперсності кожної фракції у секціях кристалізатора за компонентом, що кристалізується. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Класифікуючий кристалізатор, що містить корпус, патрубки вводу початкового розчину і відводу виснаженого маточного розчину, вводу охолоджувального розчину, виводу хладагента і відводу вирощених кристалів, який відрізняється тим, що корпус виконаний у вигляді принаймні двох послідовно з'єднаних V-подібних секцій, кожна з яких утворена вхідним і вихідним каналами, розміщеними під кутом, при цьому вхідний канал має площу перерізу, меншу за площу перерізу вихідного каналу, крім того вхідний і вихідний канали кожної секції оснащені охолоджувальною сорочкою, а патрубки вводу охолоджувального розчину, виводу хладагента і відводу вирощених кристалів розміщені в кожній секції, при цьому патрубки відводу вирощених кристалів розташовані знизу секцій. 2 UA 110676 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3