Объемные кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем кристаллов.

Широкое распространение в промышленности получили разнообразные по конструкции объемные кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем кристаллов. Интенсивное перемешивание при псевдоожижении увеличивает массоперенос, что приводит к ус­корению роста кристаллов. Степень пересыщения раствора при этом достаточно быстро снижается. Если температуры и гидродинамические условия одинаковы, то в этом случае с уменьшением степени пересыщения раствора скорость роста кристаллов увеличивается быстрее, чем скорость образования зародышей. Поэтому метод псевдоожижения применяют для кристаллизации относи­тельно слабо пересыщенных растворов вблизи границы метастабильной области. При этом необходимо регулировать степень пересыщения, температуру, время пребывания кристаллов в аппа­рате. Более крупные кристаллы быстрее осаждаются на дно, а крис­таллы меньших размеров продолжают расти в псевдоожиженном слое. Тем самым в кристаллизаторах с псевдоожиженным слоем кристаллов возможно регулирование их размеров.

Кристаллизацию в псевдоожиженном слое можно проводить
изогидрически или с удалением части растворителя испарением
(изотермически). На рис. 5.6 показана схема устройства изогидрического кристаллизатора непрерывного действия с псевдоожиженным слоем кристаллов. Исходный горячий раствор поступает во всасывающую циркуляционную трубу 6, где смешивается с маточным раствором, который циркулирует по замкнутому контуру. В холодиль­нике 4 раствор, охлаждаясь, становится пересыщенным. При поступлении раствора в корпус 1 происходят выпадение кристаллов, их рост в слое, псевдоожиженном движущимся снизу вверх раствором. Вследствие выпадения кристаллов пересыщение раствора снижается. Суспензию, включающую достаточно крупные кристаллы, непрерывно выводят из нижней части аппарата, а периодически из отстойника 3.

Рис. 5.6. Изогидрический кристаллизатор с псевдоожиженным слоем кристаллов: 1 - корпус; 2 - центральная труба; 3 - отстойник; 4 - холодильник; 5 - насосы; 6 - циркуляционная труба

Вакуум-выпарной кристаллизатор с псевдоожиженным слоем кристал­лов (рис. 5.7) применяют для кристаллизации растворов солей, растворимость которых мало изменяется с изменением температуры. В этих аппаратах удаление части растворителя происходит вследствие выпаривания раствора. Конструкции таких кристаллизаторов аналогичны конструкциям выпарных аппаратов. Исходный раствор поступает в циркуляционную трубу 3 и вместе с маточным раствором в теплообменник 5, нагревается до кипения и попадает в расширительную часть трубы 7, где происходит интенсивное вскипание. Пересыщенный раствор затем по трубе 2 опускается в нижнюю часть аппарата 1, вкотором во взвешенном состоянии происходят образование и рост кристаллов. Более крупные кристаллы отводятся из нижней части аппарата вместе с частью маточного раствора, а периодически из отстойника 6.

Рис. 5.7. Вакуум-выпарной кристаллизатор с псевдоожиженным слоем кристаллов: 1 - корпус; 2,3,7 - циркуляционные трубы; 4 - насос; 5 -теплообменник; 6 - отстойник; 8 - отбойник; 9 - сепаратор; 10 - емкость для сбора маточного раствора