Aparato de cristalización de circulación forzada.

Aparato de cristalización del soluto contenido en una disolución que va a tratarse caracterizado porquecomprende:

- unas cámaras (2, 1) primera y segunda destinadas a recibir dicha disolución que va a tratarse,

- medios (20) para mantener al menos una parte de esta disolución en un estado de sobresaturación parainducir en ella la formación de partículas cristalinas del soluto,

- medios para garantizar una circulación de dicha disolución de la primera cámara a la segunda cámarapara mantener en suspensión dichas partículas cristalinas,

- medios (11, 13) para aislar, en el interior de la segunda cámara, en al menos una zona (15) en calma encomunicación con esta última, una parte de la disolución destinada a estar presente en esta segundacámara,

- un primer circuito (16, 17, 18, 19, 20, 23, 26, 25) para extraer selectivamente de dicha zona en calma, unaprimera corriente de líquido que comprende partículas cristalinas de soluto de menor dimensión y parahacer recircular esta primera corriente en la primera cámara, y

- un segundo circuito (24, 25) para extraer selectivamente de la segunda cámara, una segunda corriente delíquido que comprende partículas cristalinas de soluto de mayor dimensión, y para llevar esta segundacorriente a la primera cámara,

desembocando el extremo (26) aguas abajo del primer circuito en el segundo circuito con objeto de que lascorrientes de líquido primera y segunda se hagan fluir en el mismo sentido en dicho segundo circuito, ycomprendiendo dichos medios para garantizar la circulación de la disolución de la primera cámara a lasegunda cámara una bomba (18) de circulación dispuesta en el primer circuito.

Aparato de cristalización de circulación forzada

La presente invención se refiere a un aparato de cristalización del soluto contenido en una disolución que va a tratarse.

Se admite generalmente que los aparatos de cristalización conocidos son de tres tipos.

Se trata en primer lugar de los aparatos de cristalización denominados de circulación forzada que comprenden una cámara destinada a contener la disolución que va a tratarse y un circuito externo a esta cámara para hacer que dicha disolución circule, por el efecto de una bomba de circulación, desde una salida situada en posición inferior de dicha cámara hasta una entrada situada en posición superior de esta última, pasando por un intercambiador de calor para crear un estado de sobresaturación en el interior de la disolución; con este tipo de aparatos se obtienen cristales de tamaño mediano (habitualmente de 250 -400 !m) con una dispersión bastante grande de la granulometría.

Se trata a continuación de los aparatos de cristalización de tipo Oslo que comprenden una cámara destinada a recibir la disolución que va a tratarse y en la que esta disolución se hace circular de la parte superior a la parte inferior a través de un tubo central que desciende, antes de subir en la cámara alrededor de este tubo y de extraerse, en forma relativamente clara, es decir, poco cargada de cristales, por un circuito externo a la cámara que devuelve esta disolución a la parte superior de la cámara tras el paso por un intercambiador de calor para crear un estado de sobresaturación; los cristales obtenidos con este tipo de aparatos son relativamente grandes (habitualmente de 1, 5 -2 mm) con una distribución media de la granulometría.

Se trata por último de los aparatos de cristalización denominados de chicana y tubo de aspiración (DTB) , en los que la disolución que va a tratarse se hace circular, por el efecto de un agitador que crea un movimiento ascendente, de abajo arriba a través un tubo central y después de arriba abajo alrededor de este tubo, antes de llegar a una zona en calma en la que la disolución está poco cargada de cristales y de la que se extrae esta última, antes de volverse a calentar para disolver los cristales más finos (productos finos) y después se reintroduce en la base del aparato; los cristales obtenidos son relativamente grandes (habitualmente de 1 – 2 mm) debido a la eliminación de los productos finos, aunque con una distribución relativamente grande debido a la destrucción mecánica de los cristales por el agitador; además, la puesta en práctica de este agitador presenta diversos inconvenientes, tales como la dificultad de colocación, problema de estanqueidad, necesidad de una vigilancia para detectar un eventual bloqueo.

Como se habrá comprendido, los aparatos existentes descritos anteriormente presentan dificultades de diseño y de utilización y/o insuficiencias en cuanto a granulometría y a distribución de esta última.

El objetivo de la presente invención es proponer un aparato de cristalización de diseño sencillo y que permita obtener cristales cuya granulometría pueda regularse a voluntad, con una dispersión estrecha de la granulometría.

Para ello, el aparato según la invención comprende:

- una primera y una segunda cámaras destinadas a recibir dicha disolución que va a tratarse,

- medios para mantener al menos una parte de esta disolución en un estado de sobresaturación para inducir en ella la formación de partículas cristalinas del soluto,

- medios para garantizar una circulación de dicha disolución de la primera cámara a la segunda cámara para mantener en suspensión dichas partículas cristalinas,

- medios para aislar, en el interior de la segunda cámara, en al menos una zona en calma en comunicación con esta última, una parte de la disolución destinada a estar presente en esta segunda cámara,

- un primer circuito para extraer selectivamente de dicha zona en calma, una primera corriente de líquido que comprende partículas cristalinas de soluto de menor dimensión y para hacer recircular esta primera corriente en la primera cámara, y

- un segundo circuito para extraer selectivamente de la segunda cámara, una segunda corriente de líquido que comprende partículas cristalinas de soluto de mayor dimensión, y para llevar esta segunda corriente a la primera cámara, desembocando el extremo aguas abajo del primer circuito en el segundo circuito con objeto de que las corrientes de líquido primera y segunda se hagan fluir en el mismo sentido en dicho segundo circuito.

Los medios para garantizar la circulación de la disolución de la primera cámara a la segunda cámara comprenden una bomba de circulación dispuesta en el primer circuito.

Se comprenderá fácilmente que el segundo circuito, es decir, el seguido por la corriente líquida que contiene las partículas cristalinas (cristales) más grandes, no necesita la puesta en práctica de una bomba de circulación dado que esta corriente será arrastrada hacia la primera cámara por el efecto de la primera corriente que circula en el primer circuito.

Debido a la ausencia de esta bomba, los cristales grandes no se someterán a ninguna solicitación mecánica que los reduzca a cristales más finos, de manera que es posible obtener cristales relativamente grandes con una distribución estrecha de la granulometría.

Según un modo de realización, la parte de extremo aguas abajo del primer circuito está dispuesta de manera sensiblemente concéntrica en el segundo circuito; esta disposición conduce a una aspiración y por tanto a un arrastre de la corriente que comprende los cristales grandes, con un mínimo de turbulencia, lo que elimina el riesgo de destrucción de estos cristales grandes.

Los medios para mantener la disolución en un estado de sobresaturación comprenden preferiblemente un dispositivo de recalentamiento de la primera corriente de líquido, dispuesto en dicho primer circuito, y una salida de vapor, prevista en la segunda cámara; en este caso, el dispositivo de recalentamiento puede comprender un intercambiador de calor indirecto que comprende un circuito para un fluido caloportador y un circuito para un fluido que va a recalentarse, constituyendo este último circuito una parte de dicho primer circuito.

Debe observarse que cuando el aparato según la invención está destinado a la cristalización de un soluto contenido en una disolución que comprende una mezcla que es el sitio de una reacción exotérmica, los medios para mantener la disolución en un estado de sobresaturación comprenden el calor desprendido por esta reacción; a modo de ejemplo de una disolución de este tipo, puede citarse una mezcla de ácido sulfúrico y de amoniaco para la obtención de sulfato de amonio.

Como se sabe, la formación de cristales del soluto es la consecuencia de la desaturación resultante o bien del depósito de soluto sobre cristales existentes lo que conduce a cristales grandes, o bien de la formación de nuevos cristales de soluto (simientes) de granulometría pequeña (productos finos) .

Se comprenderá fácilmente que si se desean cristales grandes de soluto, conviene en todo lo posible evitar la formación de productos finos o eliminarlos.

Por tanto, según un modo de realización particular, el aparato según la invención puede comprender un tercer circuito para eliminar partículas cristalinas de una granulometría dada, preferiblemente las más pequeñas entre las partículas cristalinas presentes en la primera corriente de líquido o en la zona en calma o en una de las zonas en calma de la segunda cámara.

Este tercer circuito puede comprender un separador sólido-líquido dispuesto en el primer circuito, para formar una tercera corriente de líquido que contiene dichas partículas cristalinas de granulometría dada, y medios de calentamiento de esta tercera corriente para disolver dichas partículas cristalinas, terminándose este tercer circuito en el primer circuito.

Según una variante, dicho tercer circuito nace en la zona en calma o en una de las zonas en calma de la segunda cámara para extraer de ella dichas partículas cristalinas de granulometría dada en forma de una corriente de líquido, comprende medios de calentamiento de esta corriente para disolver dichas partículas cristalinas y se termina en el primer... [Seguir leyendo]

1. Aparato de cristalización del soluto contenido en una disolución que va a tratarse caracterizado porque comprende:

- unas cámaras (2, 1) primera y segunda destinadas a recibir dicha disolución que va a tratarse,

- medios (20) para mantener al menos una parte de esta disolución en un estado de sobresaturación para inducir en ella la formación de partículas cristalinas del soluto,

- medios para garantizar una circulación de dicha disolución de la primera cámara a la segunda cámara para mantener en suspensión dichas partículas cristalinas,

- medios (11, 13) para aislar, en el interior de la segunda cámara, en al menos una zona (15) en calma en comunicación con esta última, una parte de la disolución destinada a estar presente en esta segunda cámara,

- un primer circuito (16, 17, 18, 19, 20, 23, 26, 25) para extraer selectivamente de dicha zona en calma, una primera corriente de líquido que comprende partículas cristalinas de soluto de menor dimensión y para hacer recircular esta primera corriente en la primera cámara, y

- un segundo circuito (24, 25) para extraer selectivamente de la segunda cámara, una segunda corriente de líquido que comprende partículas cristalinas de soluto de mayor dimensión, y para llevar esta segunda corriente a la primera cámara,

desembocando el extremo (26) aguas abajo del primer circuito en el segundo circuito con objeto de que las corrientes de líquido primera y segunda se hagan fluir en el mismo sentido en dicho segundo circuito, y comprendiendo dichos medios para garantizar la circulación de la disolución de la primera cámara a la segunda cámara una bomba (18) de circulación dispuesta en el primer circuito.

2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte de extremo (26) aguas abajo del primer circuito está dispuesta aproximadamente concéntricamente en el segundo circuito.

3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los medios para mantener la disolución en un estado de sobresaturación comprenden un dispositivo de recalentamiento de la primera corriente de líquido, dispuesto en dicho primer circuito, y una salida (5a) de vapor, prevista en la segunda cámara.

4. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de recalentamiento comprende un intercambiador (20) de calor indirecto que comprende un circuito para un fluido (21, 22) caloportador y un circuito para un fluido que va a recalentarse, constituyendo este último circuito una parte de dicho primer circuito.

5. Aparato según la reivindicación 3, para la cristalización de un soluto contenido en una disolución que comprende una mezcla que es el sitio de una reacción exotérmica, caracterizado porque los medios para mantener la disolución en un estado de sobresaturación comprenden el calor desprendido por esta reacción.

6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un tercer circuito para eliminar partículas cristalinas de una granulometría dada, preferiblemente las más pequeñas, entre las partículas cristalinas presentes en la primera corriente de líquido o en la zona en calma o una de las zonas en calma de la segunda cámara.

7. Aparato según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho tercer circuito comprende un separador (28) sólido-líquido dispuesto en el primer circuito, para formar una tercera corriente de líquido que contiene dichas partículas cristalinas de granulometría dada, y medios (30) de calentamiento de esta tercera corriente para disolver dichas partículas cristalinas, terminándose este tercer circuito en el primer circuito.

8. Aparato según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho tercer circuito nace en la zona en calma o en una de las zonas en calma de la segunda cámara para extraer de ella dichas partículas cristalinas de granulometría dada en forma de una corriente de líquido, comprende medios de calentamiento de esta corriente para disolver dichas partículas cristalinas y se termina en el primer circuito.

9. Aparatosegún una cualquiera de las reivindicaciones1a8, caracterizado porque la segunda cámara (1) comprende una pared (4) lateral cilíndrica sensiblemente vertical y está cerrada por una pared (5) de extremo superior y una pared (6a) de extremo inferior, porque la primera cámara (2) comprende una parte

(10) tubular que se extiende de manera sensiblemente concéntrica en el interior de la segunda cámara atravesando la pared (6a) de extremo inferior de esta última, y porque dichos medios para aislar al menos una parte de la disolución en la segunda cámara comprenden una división (11, 13) que nace en la pared (4) lateral cilíndrica de la segunda cámara a lo largo de al menos una parte de esta última, se extiende de

manera sensiblemente radial hacia el interior de esta cámara, a continuación se prolonga en dirección de la primera cámara de manera sensiblemente paralela a la parte (10) tubular de esta última, para definir de este modo dicha zona en calma con dicha pared lateral cilíndrica.

10. Aparato según la reivindicación 9, caracterizado porque el segundo circuito comprende un conducto (24,

25) que nace en la segunda cámara (1) en la proximidad de la zona en la que la pared (6a) de extremo inferior de esta segunda cámara se atraviesa por la parte (10) tubular de la primera cámara (2) , terminándose dicho segundo circuito en esta última.

11. Aparato según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque la primera cámara comprende en su parte

inferior una zona (8) destinada a recibir dichas partículas cristalinas de mayor dimensión, estando dotada esta zona de una salida (9) para estas partículas.