ОХОЛОДЖУВАЛЬНА КРИСТАЛІЗАЦІЯ ПЕРСУЛЬФАТУ АМОНІЮ В КРИСТАЛІЗАТОРІ З ПСЕВДОЗРІДЖЕНИМ ШАРОМ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2023.274049Ключові слова:
класифікуючий кристалізатор, кристали, пересичення розчину, гідро класифікація, масопередачаАнотація
Обґрунтовано доцільність використання класифікуючих кристалізаторів для одержання крупнокристалічного продукту однорідного гранулометричного складу. При цьому зазначено, що в цьому типі кристалізаційного обладнання, на відміну від відомих конструкцій, разом із процесом зростання кристалів у висхідному потоці розчину відбувається їх гідравлічна класифікація за розмірами. Метою роботи є проведення експериментальних досліджень та виявлення основних факторів, що впливають на процес кристалізації персульфату амонію у псевдозрідженому шарі, а також розроблення методики розрахунку охолоджувального класифікуючого кристалізатора у виробництві персульфату амонію. Розроблена авторами методика математичного оброблення результатів дослідів базується на динамічній моделі процесу гідрокласифікації та зростання кристалів у циліндроконічному класифікуючому кристалізаторі. При цьому запропоновано весь об’єм псевдозрідженого шару кристалів розглядати розділеним на кінцеву кількість вузьких монофракцій, кожна з яких характеризується певними гідродинамічними та масообмінними параметрами. Результатами експериментальних досліджень та їх математичного оброблення визначені основні параметри процесу кристалізації персульфату амонію в псевдозрідженому шарі. Зазначено, що розчини персульфату амонію і сульфату амонію є помірно стійкими, що за умов невисокого контрольованого пересичення розчину та наявності достатньої маси псевдозрідженого шару дозволяє їх використовувати в класифікуючих кристалізаторах для одержання крупнокристалічного класифікованого продукту гарної якості.
Посилання
Handbook of Industrial Crystallization, 3rd ed., Allan S. Myerson, Massachusetts Institute of Technology, Deniz Erdemir, Bristol-Myers Squibb, USA, Alfred Y. Lee, Merck & Co., Inc., Eds. Cambridge University Press, 2019. doi: 10.1017/9781139026949.
S. Y. Misyura, and V. S. Morozov, "Crystallization of salt solutions on surface of droplet and layer", J. Eng. Thermophys., no. 28, pp. 381-391, 2019. doi: 10.1134/S1810232819030081.
D. A. Weingaertner, S. Lynn, and D. N. Hanson, "Extractive crystallization of salts from concentrated aqueous solution", Ind. Eng. Chem. Res., vol. 30, iss. 3, pp. 490-501, 1991. doi: 10.1021/ie00051a009.
H. Svanoe, "Krystal" classifying crystallizer", Ind. Eng. Chem., vol. 32, iss. 5, рр. 636-639, 1940. doi: 10.1021/ie50365a011.
J. W. Mullin, "Crystallizer design and operation", in Industrial Crystallization, J. W. Mullin, Ed. Springer, Boston, MA., рр. 291-302, 1976. doi: 10.1007/978-1-4615-7258-9_28.
C. D. Han, and R. Shinnar, "The steady state behavior of crystallizers with classified product removal", AIChE Journal, vol. 14, iss. 4, pp. 612-619, 1968. doi: 10.1002/aic.690140413.
A. P. Vragov, "Simulating and designing cylinder-cone classifying crystallizers", Chem. Petrol Eng., no. 35, pp. 189-198, 1999. doi: 10.1007/BF02368679.
C. Frances, B. Biscans, and C. Laguerie, "Modelling of a continuous fluidized-bed crystallizer effects of mixing and segregation on crystal size distribution during the crystallization of tetrahydrate sodium perborate", Chem. Eng. Science, vol. 49, iss. 19, pp. 3269-3276, 1994. doi: 10.1016/0009-2509(94)00135-9.
E. Temmel, J. Gänsch, A. Seidel-Morgenstern, and H. Lorenz, "Systematic investigations on continuous fluidized bed crystallization for chiral separation", Crystals, vol. 10, no. 394, 2020. doi: 10.3390/cryst10050394.
K. Shimamura, T. Tanaka, Y. Miura, and H. Ishikawa, "Development of a highefficiency phosphorus recovery method using a fluidized-bed crystallized phosphorus removal system", Water Science and Technology, vol. 48, no. 1, pp. 163-170, 2003.
D. Binev, A. Seidel-Morgenstern, and H. Lorenz, "Continuous separation of isomers in fluidized bed crystallizers", Cryst. Growth Des., vol. 16, no. 3, pp. 1409-1419, 2016. doi: 10.1021/acs.cgd.5b01513.
C. Y. Tai, Ch.-Yu Chen, and J.-F. Wu, "Сrystal dissolution and growth in a lean fluidized bed crystallizer", Chem. Eng. Communications, vol. 56, iss. 1-6, pp. 329-340, 1987. doi: 10.1080/00986448708911953.
D. Zheng, W. Zou, J. Yan et al., "Coupling of contact nucleation kinetics with breakage model for crystallization of sodium chloride crystal in fluidized bed crystallizer", Journal of Chemistry, vol. 2019, pp. 1-11, 2019. doi: 10.1155/2019/2150560.
C. Y. Taia, P. C. Chenb, and T. M. Tsao, "Growth kinetics of CaF2 in a pH-stat fluidized-bed crystallizer", Journal of Crystal Growth, vol. 290, iss. 2, pp. 576-584, 2006. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2006.02.036.
C. Bartscha, V. Wiedmeyer, Z. Lakdawala et al., "Stochastic-deterministic population balance modeling and simulation of a fluidized bed crystallizer experiment", Chem. Eng. Science, vol. 208, no. 115102, 2019. doi: 10.1016/j.ces.2019.07.020.
Я. Е. Михайловський, "Динаміка процесу кристалізації в циліндроконічному класифікуючому кристалізаторі", автореф. канд. техн. наук, спец. 05.05.13 – машини та апарати хімічних виробництв, Вид-во СумДУ, Суми, 1999.
Псевдоожижение, И. Дэвидсон и Д. Харрисон, Ред. Москва, Россия: Химия, 1974.
А. П. Врагов, Проектирование и расчет кристаллизационных установок с классифицирующими кристаллизаторами. Киев, Украина: УМК ВО, 1988.
А. П. Врагов, Журн. прикл. химии, т. 60, № 9, с. 2007-2019, 1987.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Яків Михайловський, Микола Юхименко, Руслан Острога
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
