CS267713B1 - Trubkový krystalizátor - Google Patents

Abstract

Trubkový krystalizátor ve tvaru ležatého válce, opatřený horizontálně situovanými žebrovanými trubkami a ve spodní části otvory a sběrným pláštovaným žlabem. Podstata řešení spočívá v tom, že otvory ve spodní částiležaté- ho válcového tělesa jsou situovány ve třech paralelních řadách, přičemž nad střední řadou otvorů je umístěna žebrovaná trubka s proudícím teplonosným mé­ diem a do otvorů zasahují kovové tmy válcového tvaru vodivě spojené s vnitř­ ní stranou sběrného žlabu, do otvoru a/ nebo nad dno sběrného žlabu zasahuje snímač teploty, ležaté válcové těleso je na vnější stěně opatřeno přivařenými hladkými trubkami pro temperaci cirkulujícím teplonosným médiem a vzdálenost mezi vnějšími výměnnými plochami hladkých trubek uvnitř válcového tělesa je menší nebo rovna 90 mm.

Description

Vynález se týká trubkového krystalizátoru, vhodného pro dělení látek o různé teplotě tání ze směsí tyto látky obsahujících metodu krystalizace z taveniny a následného trakčního tavení, tzv. vypocování.

Vlastní proces krystalizace z taveniny a následného vypocování spočívá v tom, že se tavenina zpracovávané směsi napustí do krystalizátoru, kde se ochlazením nechá ztuhnout. Ztuhlá směs se pak pomalu zahřívá, přičemž se postupně zkapalňují nejprve podíly s nejnižěí teplotou tání, pak podíly s vyšší teplotou tání až se konečně v poslední fázi vytaví zbývající podíl, který má nejvyšší teplotu tání. Jednotlivé odkapy se jímají odděleně.

Dosud se pro tento proces v průmyslovém měřítku používá vertikálních válcových trubkových _Zkrystalizátorů s hladkými trubkami, do nichž se napouětí tavenina zpracovávané směsi, ve spodní části opatřenými síty, kterými odtékají kapalné podíly do válcového prostoru pod trubkovnicí; v mezitrubkovém prostoru pak cirkuluje temperační médium, kterým je voda nebo pára. Dalším dosud známým trubkovým krystalizátorem je ležatá válcová nádoba, opatřenaá horizontálně situovanými žebrovanými trubkami a ve spodní části otvory, pod nimiž je na válci krystalizátoru umístěn sběrný žlab, opatřený pláštěm pro průchod teplonosného média, cirkulujícího v trubkách krystalizátoru, přičemž zpracovaná látka je umístěna^-v mezitrubkovém prostoru. '

Nevýhodou zmíněného vertikálního trubkového krystalizátoru s hladkými trubkami je velký specifický objem a hmotnost, vztaženo na malý objem a hmotnost zpracovávané látky, odtok zkapalněných podílů podél vnitřních stěn hladkých trubek, nedokonalá fixace krystalického skeletu a nepravidelný odvod zkapalněných podílů ze zpracovávané hmoty vlivem nižší teploty a tuhnutí zkapalněných podílů ve spodní části trubek s důsledkem nižší výtěžnosti a kvality produktu. Nevýdou zmíněného horizontálního trubkového krystalizátoru se žebrovanými trubkami a s výtokovými otvory a plášíovaným sběrným žlabem ve spodní části válcového tělesa je nedokonalý přestup tepla v odběrovém systému krystalizátoru s důsledkem nepravidelného odvodu zkapalněných podílů výtokovými otvory, které se vlivem nižší teploty a tuhnutí zkapalněných podílů ucpávají, čímž je znemožněna dokonalá drenáž odběrového systému s konečným důsledkem nižší výtěžnosti a kvality produktu.

Uvedené nevýhody odstraňuje trubkový krystalizátor tvaru ležatého válce, opatřený horizontálně situovanými žebrovanými trubkami a ve spodní části otvory a sběrným pláštovaným žlabem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že otvory ve spodní části ležatého válcového tělesa jsou situovány ve třech paralelních řadách , přičemž nad střední řadou otvorů je umístěna žebrovaná trubka s proudícím teplonosným médiem a do otvorů zasahují kovové trny válcového tvaru vodivě spojené s vnitřní stranou sběrného žlabu, do otvoru a/ nebo nad dno sběrného žlabu zasahuje snímač teploty, ležaté válcové těleso je na vnější stěně opatřeno přivařenými hladkými trubkami pro temperaci cirkulujícím teplonosným médiem a vzdálenost mezi vnějšími výměnnými plochami hladkých trubek uvnitř válcového tělesa je menší nebo rovna 90 mm. ,

Trubkový krystalizátor podle vynálezu může být zkonstruován tak, že vzdálenost mezi osami krajních řad otvorů ve spodní části ležatého válcového tělesa je menší než vzdálenost mezi středy dvou sousedních otvorů v jedné řadě.

Trubkový krystalizátor podle vynálezu může být sestrojen též tak, že vzdálenost mezi horním okrajem otvorů a spodním okrajem žeber žebrované trubky je menší nebo rovna 50 mm.

Trubkový krystalizátor podle vynálezu může být sestrojen i tak, že počet trnů je menší nebo rovno počtu otvorů, přičemž plocha průřezu trnů v rovině tečné ke spodní části ležatého válcového tělesa je menší než plocha průřezu otvorů opatřených trny.

Na připojených výkresech je znázorněn jeden příklad provedení trubkového krystalizátoru podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněn bokorys trubkového krystalizátoru. Na obr. 2 je znázorněna spodní část trubkového krystalizátoru, nakreslená v řezu rovinou I - I, na obr. 3 je nakreslen půdorys spodní části trubkového krystalizátoru. Na obr. 4 je znázorněna spodní část trubkového krystalizátoru s trny, nakreslená v řezu rovinou II - II.

2.

CS 267713 Bl

Na obr. 5 je znázorněna spodní část trubkového krystalizátoru se snímači teploty, nakreslená v řezu rovinou II - II. Nn obr. 6 znázorněn trubkový krystalizátor, nakreslený v řezu rovinou III - III.

Trubkový krystalizátor (obr. 1) je ležaté válcové těleso 2 uzavřené na obou stranách víky 12, uvnitř kterého jsou žebrované trubky 11 zabudované do trubkovnic 12 a v jehož spodní části jsou otvory 2, pod nimiž je sběrný žlab 2 ³ výpustí 0 v nejnižSím místě. Spodní část trubkového krystalizátoru (obr. 2) je opatřena třemi řadami výtokových otvorů 1.» přičemž nad střední řadou otvorů _1 v jejich těsné blízkosti je umístěna žebrovaná trubka 3 a do otvorů 2. zasahují kovové trny £ válcového tvaru vodivě spojené s vnitřní stranou sběrného žlabu 5,. V půdorysném nákresu (obr. 3) je znázorněna spodní část trubkového krystalizátoru s vyznačením rozměrových vztahů důležitých pro dobrou funkci drenážního systému. Na obr. 4 je schematicky v řezu rovinou II - II znázorněno umístění trnů 4 a drenážní žebrované trubky 2 ^ve vztahu k výtokovým otvorům 2, sběrnému žlabu 2 ^a jeho plášti 6. Do otvoru 2 a/ nebo nade dno sběrného žlabu 2 (obr. 5) zasahuje snímač teploty 2,. Rovnoběžně s osou trubkového krystalizátoru (obr. 6) jsou situovány žebrované trubky 11 a hladké trubky 8 uvnitř válcového tělesa 2, přičemž minimální vzdálenost mezi jejich vnějšími výměnnými plochami je důležitá pro dobrou selektivitu dělení. Ležaté válcové těleso 2 je na vnější straně (obr. 6) opatřeno přivařenými hladkými trubkami £·

Trubkový krystalizátor je možno výhodně konstruovat tak, že materiál žeber žebrovaných trubek 2 ^a hladkých trubek 8 a trnů 4 má vyšší tepelnou vodivost než materiál válcového tělesa 2 respektive sběrného žlabu 2·

Výhodné je umístění snímačů teploty 7 v blízkosti výpusti C a jejich využití pro diferenční programovou regulaci teploty zkapalněných frakcí. Je výhodné, aby hladké trubky 2 byly situovány rovnoběžně s osou válcového tělesa 2 trubkového krystalizátoru a vodivě spojeny s válcovým tělesem 2 po'celé jeho délce, přičemž trubky mohou být instalovány jen ve spodní části a vodivě spojeny nabodováním a pomocí termoplastické tepelně vodivé hmoty.

Proudové schema je na obr. 1 znázorněno směrovanými čarami.

Tavenina zpracovávané směsi natéká do mezitrúbkového prostoru vstupem A a po jeho naplnění zbytek taveniny přepadá přepadem B. Po naplnění mezitrúbkového prostoru taveninou započne cirkulace teplonosného média v žebrovaných trubkách 11 a hladkých trubkách 9, do nichž vstupuje otvory D resp. H a vystupuje otvory E respektive J, přičemž cirkulované teplonosné médium prochází vnějším tepelným výměníkem. Ochlazením cirkulujícího teplonosného média tavenina zpracovávané směsi vykrystaluje a pak se postupným vyhříváním krystalická masa taví, přičemž zkapalněné podíly odtékají výtokovými otvory 2 podél trnů £ ke dnu sběrného žlabu 2 ^a odtud do spodní výpusti C. Snímače teploty i ve výtokových otvorech 2 a/ nebo ve dnu sběrného žlabu 2 jsou v kontaku se zpracovávanou látkou a pomocí nich -jé měřena respektive regulována teplota zpracovávané látky na potřebnou hodnotu otopem sběrného žlabu 2 ^a trnů £ cirkulujícím teplonosným médiem nebo temperačním médiem o vyšší teplotě, vstupujícím do pláště 6 sběrného žlabu 2 otvorem F , a vystupujícím otvorem G. Zbývající krystalický skelet produktu v mezitrúbkovém prostoru trubkového krystalizátoru se po odtoku nížetajících frakcí roztaví a vypustí otvorem C.

Umístěním žebrované trubky 11 s cirkulujícím teplonosným médiem do těsné blízkosti horní strany střední řady výtokových otvorů 2 a použitím kovových trnů 4 vodivě spojených s pláštěm £ sběrného žlabu 2 ^a zasahujících do středů výtokových otvorů 2 podle vynálezu se zdokonalí přestup tepla do zpracovávané hmoty ve výtokových otvorech 2 ^z temperované žebrované trubky 11 a z pláště 6 sběrného žlabu 2> čímž se odstraní ucpávání výtokových otvorů 2 ^a zadržování zkapalněných podílů v krystalickém skeletu. Plynulý odtok zkapalněných podílů je předpokladem dobré výtěžnosti a kvality produktu; při zadržování zkapalněných podílů v krystalickém skeletu rafinovaného produktu dochází k většímu rozpouštění produktu v odpadních frakcích a při náhlém odtoku zadrženého -kapalného podílu po vytvoření drenáže se do kapalného odpadu strhává i část krystalického produktu. Umístění

3.

CS 267713 Bl snímače teploty J, do výtokového otvoru 1 a/ nebo nad dno sběrného žlabu 2 trubkového krystalizátoru podle vynálezu umožňuje kontrolu teploty zpracovávané hmoty respektive odtékajících-kapalných frakcí, eventuálně programové zařízení této teploty ve vazbě na programové řízení teploty cirkulujícího teplonosného média při zvolené teplotní diferenci. Umístění přivařených hladkých trubek £ na vnější stěně ležatého válcového tělesa 2. trubkového krystalizátoru podle vynálezu umožňuje dobrý přestup tepla do hmoty válcového tělesa 2 s efektem zdokonalení drenážního systému, snížení spotřeby energií a zvýšení výkonu zařízení. Důležité je umístění přivařených hladkých trubek £ zejména ve spodní části vnější stěny válcového tělesa 2 trubkového krystalizátoru. Pokud trubkový krystalizátor není opatřen zmíněnými hladkými trubkami 2. podle vynálezu, přestup tepla do hmoty válcového tělesa 2 je velmi špatný zejména ve fázi regulovaného výhřevu a finálního tavení, kdy je přestup zabezpečován jen z vodivě spojených trubkovic a ze zpracovávané hmoty respektive jen konvekcí s nepříznivými důsledky dlouhé doby finálního tavení a nedokonalého roztavení části produktu ulpělého na vnitřní stěně válcového tělesa. Stanovená vzdálenost mezi vnějšími výměnnými plochami trubek uvnitř válcového tělesa podle vynálezu je důležitá z hlediska přestupu tepla do zpracovávané hmoty a selektivity dělení.

Claims (4)

1. Trubkový krystalizátor tvaru ležatého válce, opatřený horizontálně situovanými žebrovanými trubkami a ve.spodní části otvory a sběrným plášíovaným žlabem, vyznačený tím, že otvory (1) ve spodní části ležatého válcového tělesa (2) jsou situovány ve třech paralelních řadách, přičemž nad střední řadou otvorů (1) je umístěna žebrovaná trubka (3) s proudícím teplonosným.médiem a do otvorů (1) zasahují kovové trny (4) válcového tvaru vodivě spojené s vnitřní stranou sběrného žlabu (5), do otvoru (1) a/ nebo nad dno sběrného žlabu (5) zasahuje snímač teploty (7), ležaté válcové těleso (2) je na vnější stěně opatřeno přivařenými hladkými trubkami (9) pro temperaci cirkulujícím teplonosným médiem a vzdálenost mezi vnějšími výměnnými plochami hladkých trubek (8) uvnitř válcového tělesa (2) je menší nebo rovna 90 mm.

2. Trubkový krystalizátor podle bodu 1, vyznačený tím, že vzdálenost mezi osemi krajních rad otvorů (1) ve spodní části ležatého válcového tělesa (2) je menší než vzdálenost mezi středy dvou sousedních otvorů (1) v jedné řadě. .

3. Trubkový krystalizátor podle bodu 1, vyznačený tím, že vzdálenost mezi horním okrajem otvorů (1) a spodním okrajem žeber žebrované trubky (3) je menší nebo rovna 50 mm -

4. Trubkový krystalizátor podle bodu 1, vyznačený tím, že počet trnů (4) je menší nebo roven počtu otvorů (11., přičemž plocha průřezu trnů (4) v rovině tečné ke spodní části ležatého válcového tělesa (2) je menší než plocha průřezu otvorů (1) opatřených trny (4).