Конструкции кристаллизаторов

I Кристаллизация охлаждением.

1. Аппараты с мешалкой.

2. Батарея аппаратов с мешалкой.

3. Качающийся кристаллизатор.

4. Шнековый кристаллизатор.

5. Барабанный.

6. Со взвешенным слоем.

7. Башенный.

8. Вальцевый.

9. Барботажный и др.

II Вакуум-кристаллизация.

1. Аппарат с мешалкой.

2. С гидравлическим затвором.

3. Многоступенчатые.

4. Со взвешенным слоем.

5. Циркуляционные (со струйным или выносным насосом) и др.

III Кристаллизация выпаркой.

1. Аппарат с внутренней циркуляционной трубой.

2. С подвесной греющей камерой.

3. С выносной греющей камерой.

4. С принудительной циркуляцией.

5. Со взвешенным слоем.

6. Многокорпусные установки и др.

Конструкции некоторых кристаллизаторов представлены на рис. 305-316,

318-330.

Расчёт кристаллизаторов.

Схемы кристаллизаторов типа I-III представлены на рис.317.

Рис.317. Схемы кристаллизаторов.

I – охлаждением, II – вакуум-кристаллизатор, III – кристаллизатор выпаркой.

1. Материальный баланс.

а) По всему продукту

I

II и III

б) По безводному веществу

где , М – молекулярная масса безводной соли,

- то же кристаллогидрата.

Из уравнений материального баланса определяют выход кристаллов

I

II и III

Количество сокового пара

II и III

2. Тепловой баланс.

I

Определяется .

II

Определяется для расчётаW.

III

Определяется .

3. Расчёт основных размеров.

I

II Конструктивно по эмпирическим уравнениям.

III .

Рис.305. Кристаллизаторы периодического действия с охлаждением и механическим перемешиванием.

а – аппарат с рубашкой; б – аппарат со змеевиком.

1.Корпус аппарата.2. Охлаждающая рубашка или змеевик. 3. Мешалка.

4. Штуцер для вывода суспензии на фильтр или центрифугу.

Рис.306. Батарея охлаждаемых кристаллизаторов с мешалками, позволяющая работать непрерывно в условиях ''самозатравливания'' кристаллами в каждом аппарате.

Рис.307. Непрерывно действующий кристаллизатор с очищаемым в процессе работы охлаждающим элементом.

1.Корпус. 2.Штуцер для ввода раствора в кольцевой зазор аппарата. 3.Переток для поддержания постоянства уровня раствора в аппарате. 4.Штуцер для вывода суспензии. 5.Устройство для встряхивания охлаждающего элемента 6.

Рис.308. Кристаллизатор непрерывного действия с ленточной мешалкой.

1.Корыто с полуцилиндрическим днищем.

2.Водяная рубашка.

3.Медленно вращающаяся ленточная мешалка.

Рис.309. Вальцовый кристаллизатор.

1.Корыто с паровой рубашкой. 2.Медленно вращающийся барабан с внутренней водяной рубашкой 3 для охлаждения. 4.Слой кристаллов.

5.Нож для съёма кристаллов.

Рис.310. Барабанный кристаллизатор с воздушным испарительным охлаждением по ГОСТ 11910-66.

1.Вращающийся от привода 2 барабан диаметром от 600 до 1000 мм и длиной от 10 до 20 м. 3.Бандажи.

Рис.311. Непрерывно действующий качающийся кристаллизатор с испарительным охлаждением.

1.Корыто, имеющее небольшой наклон. 2.Бандажи. 3.Опорные ролики.

Рис.312. Распыливающий кристаллизатор с воздушным испарительным охлаждением.

1.Шахта высотой до 30м. 2.Разбрызгивающие сопла для горячего раствора. 3.Вывод кристаллов с маточным раствором.

Рис.313. Кристаллизатор с барботажным охлаждением и перемешиванием.

1.Корпус. 2.Распределитель воздуха. 3.Направляющая труба. 4.Циркуляционная труба.

Рис.314. Вакуум-кристаллизатор непрерывного действия.

1.Корпус. 2.Испаритель. 3.Барометрическая труба. 4.Насос. 5.Труба для ввода нагретого исходного раствора. 6.Циркуляционная труба. 7. Конденсатор паров растворителя.

Рис.315. Многокорпусная вакуум-кристаллизационная установка.

Корпуса 1 находятся под вакуумом, создаваемым за счёт конденсации паров растворителя на поверхности теплообменников 2 и поддерживаемым вакуум-насосами. Горячий раствор через штуцер 3 подается в первый корпус, где вскипает и за счёт самоиспарения охлаждается. Вместе с выпавшими кристаллами он самотеком переходит в следующий корпус, находящийся под большим вакуумом, где опять вскипает и охлаждается до более низкой температуры. Наряду с образованием новых зародышей здесь происходит рост кристаллов, поступивших из предыдущего корпуса. Число корпусов может достигать 24. Из последнего корпуса суспензия по барометрической трубе 4 отводится через гидрозатвор 5 на разделение. Сконденсированный растворитель стекает обратно в корпуса. Для отвода тепла конденсации вместо воды часто используют холодный раствор; это позволяет регенерировать до 70% тепла, затрачиваемого на нагревание раствора.

Рис.316. Кристаллизатор (выпарной аппарат) с удалением части растворителя и псевдоожижением выпадающих кристаллов.

1.Корпус. 2.Сепаратор. 3.Псевдоожиженный слой кристаллов. 4,5.Внутренняя и наружная циркуляционные трубы. 6.Отстойник для мелких кристаллов. 7.Циркуляционный насос. 8.Выносная греющая камера. 9.Сосуд для поддержания уровня раствора в аппарате и для отвода маточника.

Рис.318. Кристаллизатор с ленточной мешалкой.

1.Корыто. 2.Водяная рубашка. 3.Ленточная мешалка.4.Червячная передача. 5,6.Штуцеры для входа и выхода раствора.7,8.Штуцеры для входа и выхода охлаждающей воды. 9.Соединительное колено.

Рис.319. Кристаллизатор с охлаждаемой мешалкой.

1.Цилиндрический корпус. 2.Мешалка-змеевик. 3.Скребки.

Рис.320. Барабанный кристаллизатор с воздушным охлаждением.

1.Вентилятор. 2.Теплоизоляционный кожух. 3.Труба для парового обогрева.

Рис.321. Барабанный кристаллизатор с водяным охлаждением.

1.Барабан. 2.Водяная рубашка. 3.Бобышки. 4.Бандаж. 5.Опорный ролик. 6.Упорные ролики. 7.Зубчатое колесо. 8.Штуцер для подачи раствора. 9.Распределительное устройство для ввода охлаждающей воды. 10.Кожух.

Рис.322. Вальцевый кристаллизатор с корытом.

1.Барабан с двойными стенками. 2.Корыто с паровой рубашкой. 3.Нож.

Рис.323. Вальцевый погружной кристаллизатор.

1.Корпус аппарата. 2.Барабан с двойными стенками. 3,4.Штуцеры для входа и выхода раствора. 5.Лопастная мешалка.

Рис.324. Двухтрубчатый кристаллизатор (аппарат Вотатор).

1.Место ввода кристаллизуемого продукта. 2.Термометр на входе. 3.Металлический кожух. 4,5.Место ввода жидкоохладителя. 6.Охладительная труба. 7.Вращающаяся труба. 8.Изоляция. 9.Жидкий охладитель. 10.Кристаллизующийся продукт. 11.Скребки. 12.Термометр на выходе. 13.Место вывода кристаллизуемого продукта.

Рис.325. Испаряющий кристаллизатор со смачиваемыми стенками.

1.Воздуходувка. 2.Воздух. 3.Стеклянная труба.

Рис.326. Вакуум-кристаллизатор периодического действия.

1.Корпус кристаллизатора. 2.Штуцер для подачи раствора. 3.Штуцер сокового пара. 4.Поверхностный конденсатор. 5.Брызгоуловитель. 6.Гидравлический затвор. 7.Штуцер для выгрузки суспензии.

Рис.327. Горизонтальный многоступенчатый вакуум-кристаллизатор.

1.Цилиндрический корпус. 2.Лопастная мешалка. 3.Перегородка. 4.Штуцер для выход суспензии. 5.Оросительное устройство. 6.Штуцер для подвода раствора.

Рис.328. Вертикальный многоступенчатый вакуум-кристаллизатор.

Рис.329. Вакуумный кристаллизатор непрерывного действия с перемешиванием при помощи циркуляционного насоса.

Рис.330. Вакуум-кристаллизатор с принудительной циркуляцией.

1.Дополнительная циркуляционная труба. 2.Центробежный циркуляционный насос. 3.Струйный насос. 4.Сливная труба.