Cтраница 3
Если в описанном в предыдущем разделе аппарате удалить нагреватель D, мы получим вакуумный охладительный кристаллизатор. Он пригоден только для кристаллизации тех веществ, которые имеют сравнительно большой положительный температурный коэффициент растворимости. В вакуумном кристаллизаторе горячий насыщенный раствор подается через отвод А и смешивается с маточным раствором. Смесь подается насосом С в камеру Е, где за счет адиабатического испарения охлаждается до температуры кристаллизации. [31]
![]() |
Кристаллизатор с мешалкой и водяной рубашкой. [32] |
Аппараты для изогидрической кристаллизации подразделяются на поверхностные и вакуумные. В поверхностных кристаллизаторах отвод теплоты от кристаллизующегося раствора организуется через стенки аппарата. В вакуумных кристаллизаторах отвод теплоты от кристаллизующегося раствора происходит за счет частичного испарения растворителя. [33]
Если горячий насыщенный раствор вещества подать в сосуд, поддерживаемый под низким давлением, то некоторая часть растворителя вспыхнет ( flash off) и раствор адиабатически охладится. Таким образом, здесь пересыщение достигается и охлаждением и испарением. Промышленные кристаллизаторы, работающие на этом принципе, обычно называются вакуумными кристаллизаторами; дальнейшее описание этого метода дано в гл. [34]
Для обобщения результатов использовали также данные по кристаллизации FeSO4 - 7H2O из сернокислого раствора титанилсульфата, полученные при исследовании вакуумного кристаллизатора с циркулирующей суспензией в промышленных условиях. [35]
Одной из основных и наиболее сложных задач, возникающих при проектировании кристаллизационного оборудования, является задача расчета основных конструктивных размеров промышленных кристаллизаторов. Сложность этой задачи, особенно при расчете кристаллизаторов с псевдоожиженным слоем, обусловлена тем, что, несмотря на перспективность распространения аппаратов данного типа в химической и других отраслях промышленности, до настояшего времени не разработан надежный инженерный метод их расчета, который позволил бы рассчитать промышленный кристаллизатор с псевдоожиженным слоем, обеспечивающий заданные производительность и качество получаемого продукта при минимальных затратах. Если на основании широко известных уравнений материального и теплового баланса все же удается определить производительность кристаллизатора по кристаллическому продукту и основные конструктивные параметру узла создания пересыщения ( теплообменника для охладительных и испаритшш для вакуумных кристаллизаторов), то задача определения конструктивных параметров одного из основных узлов установки - кристаллорастителя, в котором происходят процессы образования и роста кристаллов, остается весьма проблематичной. [36]
Одной из основных и наиболее сложных задач, возникающих при проектировании кристаллизационного оборудования, является задача расчета основных конструктивных размеров промышленных кристаллизаторов. Сложность этой задачи, особенно при расчете кристаллизаторов с псевдоожиженным слоем, обусловлена тем, что, несмотря на перспективность распространения аппаратов данного типа в химической и других отраслях промышленности, до настоящего времени не разработан надежный инженерный метод их расчета, который позволил бы рассчитать промышленный кристаллизатор с псевдоожиженным слоем, обеспечивающий заданные производительность и качество получаемого продукта при минимальных затратах. Если на основании широко известных уравнений материального и теплового баланса все же удается определить производительность кристаллизатора по кристаллическому продукту и основные конструктивные параметры узла создания пересыщения ( теплообменника для охладительных и испарителя для вакуумных кристаллизаторов), то задача определения конструктивных параметров одного из основных узлов установки - кристаллорастителя, в котором происходят процессы образования и роста кристаллов, остается весьма проблематичной. [37]
В зависимости от условий выделения кристаллов хлората натрия различают две технологические схемы производства. Для выделения хлората натрия из такого раствора его после разрушения активного хлора и отделения от графитового шлама концентрируют в выпарных аппаратах до содержания 850 - 950 г / л хлората натрия. При этом основная часть NaCl выпадает в виде кристаллов, которые отделяются на центрифугах от маточника и возвращаются вновь в производство для приготовления исходного раствора, поступающего на электролиз. Концентрированные растворы хлората натрия после отделения кристаллов NaGl поступают на кристаллизацию, которая проводится в вакуумных кристаллизаторах с охлаждением раствора за счет испарения влаги под вакуумом или в кристаллизаторах, охлаждаемых водой или холодильными растворами. [38]
![]() |
Вакуум-кристаллизационная установка фирмы Лурги. [39] |
Для водного сульфата натрия имеется ограниченный рынок сбыта, и его перевозка нерентабельна. Поэтому на большинстве предприятий стремятся его обезводить. Обезвоживание осуществляется в специальной аппаратуре. В первую очередь производят расплавление кристаллов в кристаллизационной воде. При этом удается перевести лишь около 30 % сульфата натрия в твердые кристаллы, в связи с чем маточный раствор приходится помещать в вакуумный кристаллизатор и вновь охлаждать и центрифугировать. При повторении этих операций удается получить 80 - 85 % сульфата натрия в виде безводной соли. [40]
В последние годы исследования, связанные с усовершенствованием процессов химической технологии, выдвигают на первый план проектирование кристаллизаторов непрерывного действия и обеспечение их надежной и стабильной работы. Автоматическое регулирование кристаллизаторов непрерывного действия позволяет значительно уменьшить влияние внешних возмущающих факторов. Конструкция кристаллизаторов MSMPR аналогична конструкциям емкостных реакторов непрерывного действия с перемешиванием. Высокая интенсивность перемешивания в этих аппаратах необходима для гомогенизации суспензии. В лабораторных условиях аппараты этого типа используются для исследования кинетики заро-дышеобразования и роста кристаллов. При этом обеспечиваются низкие степени пересыщения и уменьшается возможность образования новых центров кристаллизации. Разновидностями конструкции MSCPR являются вакуумные кристаллизаторы с естественной циркуляцией DTB и принудительной FC. В этих конструкциях пересыщение создается в зоне, свободной от твердой фазы, а снимается в псевдоожиженном слое кристаллов преимущественно на рост кристаллов. В кристаллизаторе модели Кристалл предусмотрена классификация кристаллов. В кристаллизаторах DTB и FC тоже есть классификатор, однако гидравлическая классификация в этих устройствах базируется на способе, основанном на использовании разности плотностей кристаллов и раствора, поэтому они не применяются в случаях малой разности плотностей или небольших размеров кристаллов. Если в многоступенчатых последовательно расположенных кристаллизаторах MSMPR число ступеней неограниченно возрастает, то можно считать, что в этом случае есть возможность получать кристаллы, сравнительно однородные по размеру. Однако в промышленных процессах такие установки практически не могут быть реализованы и для получения эффекта многоступенчатости при сравнительно небольшом количестве аппаратов часть раствора направляют на рециркуляцию. [41]