DE69307161T2

DE69307161T2 - Verbesserungen an Einrichtungen für Kristallisation durch Verdampfung

Info

Publication number: DE69307161T2
Application number: DE69307161T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Giorgi
Original assignee: FCB
Current assignee: FCB
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1993-02-18
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2013-02-19
Also published as: GR3022347T3; DE69307161D1; DK0558387T3; EP0558387B1; FR2687585A1; FR2687585B1; EP0558387A1; ES2096229T3

Description

Die Erfindung betrifft Verdampfungskristallisatoren zur Erzeugung von Kristallen eines löslichen Körpers aus einer Lösung dieses Körpers. Diese Apparate werden insbesondere in Zuckerfabriken und -raffinerien eingesetzt.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kristallisator, welcher innerhalb eines geschlossenen allgemein zylindrischen Gefäßes mit vertikaler Achse eine Heizkammer mit Heizkörpern aufnimmt, die von ringförmigen, hohlwandigen Körpern gebildet werden, die vertikal und konzentrisch im unteren Teil des Gefäßes angeordnet sind, und zwar derart, daß sie ein zentrales Leitrohr bilden, und daß sich ihre Oberkanten auf vom Umfang zur Mitte der Heizkammer hin abnehmenden Höhen befinden.
Die Unterlage DE-C-375612 beschreibt einen derart ausgelegten Apparat, der als Verdampfer eingesetzt wird, und in dem die zu behandelnde Lösung unter Einwirkung einer außen liegenden Pumpe vom Einlauf zum Auslauf des Apparats fließt.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, die Anwendung eines Apparats der oben beschriebenen Art als Kristallisator zu erlauben, indem der Umlauf des kristallisierenden Guts im geschlossenen Kreis gesichert wird, die Druckverluste dieses Kreises herabzusetzen und den Wärmeaustausch zwischen der kristallisierenden Masse und den Heizkörpern zu verbessern.
Der erfindungsgemäße Kristallisator ist dadurch gekennzeichnet, daß unten am zentralen Leitrohr ein Rührwerk angeordnet ist, um die Abwärtsbewegung der kristallisierenden Masse im zentralen Leitrohr zu beschleunigen, und daß der Höhenunterschied h zwischen der Oberkante des äußeren Heizkörpers und der des inneren Heizkörpers zwischen 0,2 D2/3 und D2/3 liegt, wobei D der Durchmesser des zentralen Leitrohres der Heizkammer ist, und D und h in Metern ausgedrückt werden.
Diese Heizkammerbauart erlaubt es, ein Absenken des Niveaus der kristallisierenden Masse in dem zentralen Leitrohr zu vermeiden, das zu Beginn des Vorgangs, wenn der Überstand der kristallisierenden Masse über der Heizkammer gering ist, zum kompletten Entleeren des Leitrohres führen kann, und während dieses Zeitraums über die maximale Heizfläche zu verfügen.
Um die Herstellungskosten des Apparats herabzusetzen, ist es vorteilhaft, Heizkörper zu verwenden, die alle dieselbe Höhe haben. Die Unterkanten dieser Körper befinden sich dann auf von außen nach innen abnehmenden Höhen. Durch gezielte Wahl des Profils des Heizkammerunterteils und der Neigung des Boden des Gefäßes ist es möglich, die Strömung der kristallisierenden Masse unter der Heizkammer zu optimieren.
Nachstehende Beschreibung bezieht sich auf die beiliegende Zeichnung, welche als nicht einschränkendes Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Die einzige Abbildung dieser Zeichnung ist eine schematische Darstellung im senkrechten Schnitt eines erfindungsgemäßen Kristallisators.
Dieser Apparat besteht aus einem zylindrischen Gefäß 10 mit vertikaler Achse, das von einem kegelstumpfförmigen Boden 12 und einem Deckel 14 geschlossen wird. Im unteren Teil des Gefäßes ist eine Heizkammer mit Heizkörpern 16 angeordnet. Die Heizkörper bestehen aus konzentrisch angeordneten ringförmigen hohlwandigen Körpern unterschiedlichen Durchmessers, deren gemeinsame Achse mit der des Gefäßes zusammenfällt. Sie sind durch nicht dargestellte Rohrleitungen an eine Dampfeinspeisung angeschlossen. Es sind ebenfalls Mittel zum Ablaß des Kondensats und Abzug der nicht kondensierbaren Gase vorgesehen. Diese Mittel sind herkömmlicher Art und Fachleuten gut bekannt.
Die Oberkanten der Heizkörper 16 befinden sich auf vom Umfang zur Mitte der Heizkammer hin abnehmenden Höhen. Der in Metern ausgedrückte Höhenunterschied h zwischen der Oberkante des äußeren Heizkörpers mit dem größten Durchmesser und der des inneren Heizkörpers mit dem kleinsten Durchmesser liegt zwischen 0,2 D2/3 und D2/3, wobei D der in Metern ausgedrückte Durchmesser des zentralen Leitrohres 20 der Heizkammer ist. Wie in der Abbildung dargestellt, kann das Schnittprofil des Heizkammeroberteils von zwei symmetrischen Abschnitten einer Geraden gebildet werden oder von zwei Bögen irgendeiner im Verhältnis sur Mitte der Heizkammer symmetrischen Kurve.
In dem abgebildeten Beispiel haben alle Elemente 16 dieselbe Höhe, sodaß das Schnittprofil des Heizkammerunterteils dasselbe ist wie das des Oberteils. Die Heizkörper könnten auch unterschiedliche Höhen aufweisen, dann wären die Profile des Ober- und des Unterteils verschieden. Auf alle Fälle können das Profil des Heizkammerunterteils und die Neigung des Gefäßbodens 12 so gewählt werden, daß die Strömung der kristallisierenden Masse unter der Heizkammer optimiert wird.
In der Mitte der Heizkammer ist koaxial zu letzterer ein hohler Kasten 18 mit ringförmigem Querschnitt angeordnet. Seine Enden, die sich ungefähr auf derselben Höhe wie die entsprechenden Enden des inneren Heizkörpers oder leicht darunter befinden, sind profiliert, um die Strömung der kristallisierenden Masse am Eintritt und am Austritt des zentralen Leitrohres 20 zu verbessern.
Seine Dicke (radialer Abstand zwischen seiner Innen- und seiner Außenwand) ist bedeutend größer als die der Heizkörper 16. Die Heizkörper können z. B. eine Dicke von 50 mm und der Kasten eine Dicke von 300 mm haben.
Dieser Kasten kann genau wie die Heizkörper an eine Dampfeinspeiseleitung angeschlossen werden sowie an Leitungen zur Kondensatableitung und zum Abzug der nicht kondensierbaren Gase. Der Höhenunterschied h ist dann der Unterschied zwischen der Oberkante des äußeren Heizkörpers und der des Kastens 18.
Am Austritt aus dem zentralen Leitrohr ist ein Propellerrührwerk 22 angeordnet, das am unteren Ende einer von einem Motor 26 angetriebenen vertikalen Welle 24 befestigt ist.
Oben beschriebener Apparat kann insbesondere zur Zuckerkristallisation benutzt werden, entweder als diskontinuierlicher Kochapparat oder als Teil eines kontinuierlich arbeitenden Apparats.
Während der Kristallisation strömen der Sirup und die Kristalle von unten nach oben zwischen den Heizkörpern durch und kehren dann wieder durch das mittlere Leitrohr unter die Heizkammer zurück. Diese Bewegung, die durch die von der von den Heizkörpern abgegebenen Wärme erzeugte Siedung hervorgerufen wird, wird durch das Rührwerk 22 beschleunigt. Die besondere Form des Oberteils der Heizkammer erlaubt es, zu vermeiden, daß sich das zentrale Leitrohr unter der Einwirkung des Rührwerks 22 entleert, wenn der Überstand der kristallisierenden Masse über der Heizkammer gering ist - wie z.B. zu Beginn eines diskontinuierlichen Kochvorgangs - und führt dabei zu einem maximalen Verhältnis Heizflächen:Volumen der kristallisierenden Masse.
Indem er den Austritt des zentralen Leitrohres, an dem die Geschwindigkeit der kristallisierenden Masse am größten ist, vom Eintritt der nächstliegenden Eintritte der Durchgänge 28 zwischen Heizkörpern entfernt, erlaubt es der Kasten 18, zu vermeiden, daß sich am Eintritt dieser Durchgänge ein Unterdruck bildet, der der aufsteigenden Bewegung der Masse entgegenwirken würde.

Claims

1. Verdampfungskristallisator bestehend aus einem geschlossenen Gefäß mit vertikaler Achse, einer Heizkammer mit Heizkörpern, die von ringförmigen hohlwandigen Körpern gebildet werden, die derart vertikal und konzentrisch im unteren Teil des Gefäßes angeordnet sind, daß ein zentrales Leitrohr gebildet wird und daß sich ihre Oberkanten auf vom Umfang zur Mitte der Heizkammer hin abnehmenden Höhen befinden, dadurch gekennzeichnet, daß unten am zentralen Leitrohr (20) ein Rührwerk (22) angeordnet ist, um das Abwärtsfließen der kristallisierenden Masse im Leitrohr zu beschleunigen, und daß der Höhenunterschied h zwischen der Oberkante des äußeren Heizkörpers mit dem größten Durchmesser und der des inneren Heizkörpers mit dem kleinsten Durchmesser zwischen 0,2 D2/3 und D2/3 liegt, wobei D der Durchmesser des zentralen Leitrohres ist und h und D in Metern ausgedrückt werden.

2. Apparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Heizkammerunterteils und die Neigung des Bodens (12) des Gefäßes gewählt werden, um die Strömung der kristallisierenden Masse unter der Heizkammer zu optimieren.