PL238743B1 - Sposób pracy krystalizatora impulsowego - Google Patents

Abstract

Krystalizator impulsowy wykonany w formie zbiornika, wewnątrz którego umieszczona jest strumienica pionowa, charakteryzuje się tym, że strumienica (1) wyposażona jest w iglicę (2) sterowaną zewnętrznie, której zmiana położenia dokonywana jest skokowo z częstotliwością w granicach 0,5 Hz do 0,001 Hz, przy czym czas odpowiadający maksymalnej wydajności strumienicy jest dłuższy, korzystnie dwukrotnie od czasu odpowiadającego minimalnej wydajności strumienicy (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pracy krystalizatora impulsowego, mającego zastosowanie do uzyskania monodyspersyjnego rozkładu wielkości kryształów, do krystalizacji z reakcją chemiczną, wykorzystywany w szeroko pojętej inżynierii procesowej.

Z literatury przedmiotu znane są rozwiązania mieszalnika z centralnie umieszczoną strumienicą cieczową ( Synowiec P.M., Krystalizacja przemysłowa z roztworu, WNT Warszawa 2008), przy czym znane są rozwiązania z klasyfikacją hydrauliczną lub bez klasyfikacji hydraulicznej. Rozwiązanie to posiada bardzo wąski zakres parametrów pracy, ograniczony występowaniem efektu Venturiego.

Z polskich opisów patentowych PL98137, PL 156838 znane są rozwiązania krystalizatora wykonanego jako zbiornik, w którym centralnie umieszczona jest pionowa strumienica. Krystalizatory te pracują w stanie stacjonarnym. Oznacza to, że parametry procesu utrzymują wartości stałe w trakcie jego przedbiegu.

Ponadto znane jest również rozwiązanie strumienicy o regulowanej wydajności PL99907, w której wydajność regulowana jest przesuwną iglicą. Rozwiązanie to umożliwia płynne przejście od minimalnej do maksymalnej wydajności.

Znane są metody poprawy wydajności reaktorów chemicznych przez celowe prowadzenie procesu w stanach nieustalonych (J. Thullie Przem. Chem., 2005. 84, (6), 418-421).

Celem wynalazku jest uzyskanie monodyspersyjnego rozkładu wielkości kryształów.

Cel ten osiągnięto w znacznym zakresie przez prowadzenie procesu krystalizacji w stanie nieustalonym.

Sposób pracy krystalizatora impulsowego wykonanego w formie zbiornika, z umieszczoną wewnątrz strumienicą pionową polega na tym, że dokonuje się skokowo zmiany położenia iglicy sterowanej zewnętrznie, w którą wyposażona jest strumienica, z częstotliwością w granicach 0,5 Hz do 0,001 Hz, przy czym czas ustawienia iglicy w położeniu odpowiadającym maksymalnej i minimalnej wydajności strumienicy jest dłuższy, korzystnie dwukrotnie od czasu odpowiadającego minimalnej wydajności strumienicy.

Zaletą rozwiązanie jest prostota konstrukcji oraz możliwość pełnej automatyzacji.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia zbiornik z zamontowaną pionową strumienicą.

Sposób pracy krystalizatora impulsowego zawierającego strumienicę cieczową (1) znajdującą się w aparacie (3), w którym odbywa się proces krystalizacji. Strumienica cieczowa (1) wyposażona jest w ruchomą iglicę (2) sterowaną zewnętrznie, której zmiana położenia dokonywana jest skokowo z częstotliwością w granicach 0,5 Hz do 0,001 Hz. Czas odpowiadający maksymalnej wydajności strumienicy cieczowej (1) jest dłuższy, korzystnie dwukrotnie od czasu odpowiadającego minimalnej wydajności strumienicy (1).

W proponowanym rozwiązaniu krystalizator pracuje w stanie niestacjonarnym uzyskiwanym przez zmianę położenia iglicy (2) w czasie pracy. Zmiana położenia dokonywana jest pomiędzy dwoma punktami granicznymi określonymi przez górne oraz dolne położenie iglicy (2). W każdym z tych położeń iglica (2) pozostaje przez ściśle określony przedział czasowy. Oba przedziały czasowe stanowią jeden czas cyklu. Czas cyklu powtarzany jest wielokrotnie, a jego długość ograniczona jest jednostronnie przez szybkość przełączeń położenia iglicy (2) za pomocą urządzenia elektromagnetycznego sterującego iglicą. W obu punktach granicznych położenia iglicy (2) występuje efekt Venturiego. Iglica (2) jest cyklicznie przestawiana pomiędzy punktami granicznymi, tak że iglica (2) znajduje się zawsze w jednym z dwóch wybranych położeń odpowiadających punktom granicznym, przy czym czas pracy strumienicy przy wyższej wydajności jest zawsze dłuższy korzystnie dwukrotnie od czasu pracy przy niższej wydajności. Pełny cykl pracy strumienicy (1) składa się z czasu pozostawania iglicy (2) w położeniu górnym i czasu pozostawania iglicy (2) w położeniu dolnym, przy czym czas przesunięcia iglicy (2) pomiędzy punktami granicznymi jest pomijalnie mały. Dzięki temu uzyskuje się pulsacje przepływu, które mają korzystny wpływ na kinetykę procesu krystalizacji z reakcją chemiczną w całym zbiorniku (3).

Ruch iglicy (2) dokonuje się skokowo zgodnie wykresem, co skutkuje zmieniającym się, cyklicznym rozkładem prędkości w aparacie. Zmieniając częstotliwość oscylacji iglicy uzyskuje się wpływ na rozkład prędkości w aparacie. Drugim parametrem umożliwiającym wpływ na przebieg procesu jest podział cyklu na nierówne przedziały czasowe. Takie prowadzenie procesu umożliwia zwiększenie monodyspersyjności rozkładu wielkości kryształów w porównaniu do rozkładu otrzymanego z aparatu pracującego stacjonarnie.

Claims (1)

1. Sposób pracy krystalizatora impulsowego wykonanego w formie zbiornika (3), z umieszczoną wewnątrz strumienicą pionową znamienny tym, że dokonuje się skokowo zmiany położenia iglicy (2) sterowanej zewnętrznie, w którą wyposażona jest strumienicą (1), z częstotliwością w granicach 0,5 Hz do 0,001 Hz, przy czym czas ustawienia iglicy (2) w położeniu odpowiadającym maksymalnej i minimalnej wydajności strumienicy (1) jest dłuższy, korzystnie dwukrotnie od czasu odpowiadającego minimalnej wydajności strumienicy (1).