Кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем

Кристаллизация в псевдоожиженном слое помимо увеличения скорости процесса, способствует получению однородных правильной формы кристаллов размером 1—3 мм.

Интенсивное перемешивание в условиях псевдоожижения увеличивает скорость подачи материала путем диффузии его к граням растущих кристаллов, что ускоряет их рост. При этом быстро уменьшается степень пересыщения раствора. При больших скоростях раствора, как известно, увеличивается скорость образования зародышей; это может привести к снижению размеров кристаллов. При одинаковых температурах и гидродинамических условиях с уменьшением степени пересыщения скорость роста кристаллов возрастает в большей степени, чем скорость образования зародышей. Обычно таким способом осуществляют кристаллизацию относительно слабо пересыщенных растворов вблизи нижней границы метастабильной области, регулируя степень пересыщения, температуру, соотношение количеств кристаллов и раствора, а также время пребывания кристаллов в аппарате. Крупные кристаллы осаждаются на дно, а более мелкие кристаллы продолжают расти в псевдоожиженном слое. Часть мелких кристаллов и зародышей потоком раствора выносится из аппарата. Это увеличивает средний размер получаемых кристаллов.

Кристаллизация в псевдоожиженном слое проводится или с удалением части растворителя испарением или с охлаждением раствора до его пересыщения.

Выпарной аппарат-кристаллизатор с псевдоожиженным слоем показан на рис. 7 .

Рис. 7. Выпарной аппарат-кристаллизатор с псевдоожиженным слоем и выносной нагревательной камерой:

1 – нагревательная камера; 2 – корпус аппарата; 3 – сепаратор; 4 – насос; 5 – 7 – трубы циркуляционные; 8 – труба вскипания; 9 – сборник мелких кристаллов; 10 – фонарь (устройство для вывода маточного раствора).

Исходный раствор смешивается с поступающим по трубе 7 маточным раствором, насосом 4 прокачивается через нагревательную камеру 1 и по трубе 5 поступает в расширяющуюся кверху трубу вскипания 8. После энергичного парообразования пересыщенный раствор по трубе 6 опускается в нижнюю часть корпуса кристаллизатора. Здесь происходят (во взвешенном состоянии) образование и рост кристаллов. Более крупные кристаллы оседают на дно и отводятся снизу аппарата, а мелкие кристаллы удаляются через сборник 9. Во избежание накопления загрязнений часть маточного раствора удаляют из аппарата через фонарь 10.

В этих аппаратах кристаллизации подвергают растворы с небольшой степенью пересыщения, поэтому производительность кристаллизаторов такого типа невелика. Основное их достоинство – получение крупных (не более 2 мм) кристаллов веществ с отрицательной растворимостью.

Кристаллизаторы с охлаждением раствора аналогичны выпарным аппаратам-кристаллизаторам с псевдоожиженным слоем, в них по межтрубному пространству камеры 1 движется охлаждающая вода.