[go: up one dir, main page]

RU2308555C2 - Method for crystallization cleaning of matters by continuous zonal melting and apparatus for performing the same (variants) - Google Patents

Method for crystallization cleaning of matters by continuous zonal melting and apparatus for performing the same (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2308555C2
RU2308555C2 RU2005125787/15A RU2005125787A RU2308555C2 RU 2308555 C2 RU2308555 C2 RU 2308555C2 RU 2005125787/15 A RU2005125787/15 A RU 2005125787/15A RU 2005125787 A RU2005125787 A RU 2005125787A RU 2308555 C2 RU2308555 C2 RU 2308555C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
crystalline layer
working surface
mold
local
Prior art date
Application number
RU2005125787/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005125787A (en
Inventor
Андрей Юрьевич Холин (RU)
Андрей Юрьевич Холин
Александр Леонидович Таран (RU)
Александр Леонидович Таран
Original Assignee
Андрей Юрьевич Холин
Александр Леонидович Таран
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Юрьевич Холин, Александр Леонидович Таран filed Critical Андрей Юрьевич Холин
Priority to RU2005125787/15A priority Critical patent/RU2308555C2/en
Publication of RU2005125787A publication Critical patent/RU2005125787A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2308555C2 publication Critical patent/RU2308555C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemical machine engineering, possibly chemical and other related branches of industry.
SUBSTANCE: method comprises steps of forming crystalline layer on cooled surface by means of directional crystallization from melt realized before zonal melting and step of removing layer, both steps are realized simultaneously in different portions of working surface of crystallizer. Transportation of crystalline layer from one portion to other is realized due to motion of working surface of crystallizer such as roller type or band type crystallizer relative to said portions in such a way that each point of working surface of crystallizer successively passes through each step. Directional crystallization is realized at contact of melt with cooled portion of working surface of crystallizer. Zonal melting is performed with use of one or several heaters due to local heating of one or more stripes of crystalline layer where local zones of melt are created while melt is cyclically removed from one or several local zones of melt due to evacuation and (or) capillary mass transfer with use of receptacle having porous or fibrous material and heated till temperature exceeding that of melt. In specification designs of roller type and band type crystallizers are given.
EFFECT: possibility for producing high purity crystalline product, realization of continuous operation of apparatus not needing cyclic interruptions for removing impurities, continuous separation process for receiving two outlet flows such as purified matter and mixture enriched with impurity components.
5 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химическому машиностроению и позволяет проводить непрерывный процесс очистки или разделения веществ совмещенными в одном аппарате процессами направленной кристаллизации на охлаждаемой поверхности и зонной плавки. Изобретение может быть использовано в химической и других смежных отраслях промышленности для получения кристаллического продукта высокой степени чистоты. Очистка производится непрерывным процессом зонной плавки кристаллического слоя, полученного на рабочей поверхности кристаллизатора на стадии направленной кристаллизации из расплава. Для этого необходимо получить локальную зону расплава в кристаллическом слое на рабочей поверхности кристаллизатора; организовать движение зоны расплава относительно рабочей поверхности кристаллизатора; обеспечить отвод примеси из зоны расплава; создать достаточный градиент температуры на краях локальной зоны расплава для обеспечения плавления кристаллического слоя с одного края зоны расплава и кристаллизации расплава с другого края в результате движения зоны расплава.The invention relates to chemical engineering and allows for a continuous process of purification or separation of substances combined in one apparatus processes of directed crystallization on a cooled surface and zone melting. The invention can be used in chemical and other related industries to obtain a crystalline product of high purity. Cleaning is carried out by a continuous process of zone melting of the crystalline layer obtained on the working surface of the mold at the stage of directed crystallization from the melt. For this, it is necessary to obtain a local melt zone in the crystalline layer on the working surface of the mold; organize the movement of the melt zone relative to the working surface of the mold; to ensure the removal of impurities from the melt zone; create a sufficient temperature gradient at the edges of the local melt zone to ensure melting of the crystalline layer from one edge of the melt zone and crystallization of the melt from the other edge as a result of the movement of the melt zone.

ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯTERMINOLOGICAL DESIGNATIONS

- рабочая поверхность кристаллизатора - поверхность, контактирующая с расплавом; в вальцовом кристаллизаторе рабочей является внешняя поверхность вальца;- the working surface of the mold is the surface in contact with the melt; in a roll mold, the outer surface of the roll is working;

- питающий расплав - расплав исходной смеси, подлежащей очистке, контактирующий с охлаждаемой рабочей поверхностью кристаллизатора;- feed melt - the melt of the initial mixture to be cleaned in contact with the cooled working surface of the mold;

- примесь - один или несколько компонентов, вытесняемых в расплав в процессе кристаллизации вследствие выполнения термодинамического равновесия между кристаллической фазой и расплавом;- impurity - one or more components displaced into the melt during crystallization due to thermodynamic equilibrium between the crystalline phase and the melt;

- локальная зона расплава - участок на рабочей поверхности кристаллизатора, на котором путем локального нагрева сформировали зону расплава вещества, подлежащего очистке.- local zone of the melt - the area on the working surface of the mold on which, by local heating, formed the zone of the melt of the substance to be cleaned.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известен метод зонной плавки, широко используемый для очистки кристаллических веществ. Одним из вариантов реализации данного метода является зонная плавка кристаллического слоя, предварительно нанесенного на поверхность теплопроводящего материала; использование данного варианта целесообразно для проведения очистки органических веществ. Устройство, описанное в изобретении [1], позволяет производить очистку органических веществ данным способом и выбрано в качестве наиболее близкого аналога изобретения по п.1. Органическое вещество, подлежащее очистке, наносят равномерным слоем на дно кюветы, которое выполнено из тонкого теплопроводящего материала, например металлической фольги. Локальную зону расплава получают следующим образом: кювету устанавливают на нагревателе, который состоит из ряда нагревательных элементов длиной равной или большей длины одной из сторон кюветы и относительно небольшой шириной. Нагревательные элементы расположены параллельно и на некотором расстоянии друг от друга, так что при контактировании с дном кюветы образуют зоны расплава органического вещества в виде полос. Процесс очистки заключается в организации непрерывного движения зон расплава в направлении, перпендикулярном длинным сторонам нагревательных элементов, при помощи возвратно-поступательного движения кюветы относительно нагревателя. В процессе очистки примесь отодвигается в направлении движения зон расплава и накапливается вблизи одной из сторон кюветы. Основным недостатком данного метода очистки является необходимость периодической остановки процесса и механического разделения участка очищенного кристаллического слоя от участка кристаллического слоя, обогащенного примесью. Поэтому применение данного аппарата целесообразно только в лабораторных условиях. Очистку расплавов веществ возможно производить в вальцовых и ленточных кристаллизаторах. Известны конструкции вальцовых кристаллизаторов, в которых для повышения степени очистки используются незадействованные в процессах кристаллизации и снятия кристаллов участки рабочей поверхности кристаллизатора. В конструкции вальцового кристаллизатора, описанной в изобретении [3], с зазором от выходящего (на охлаждаемой рабочей поверхности вальца) из расплава кристаллического слоя установлен нагреватель, который, подплавляя верхнюю часть кристаллического слоя, создает нисходящий по кристаллическому слою поток расплава. Таким образом, при помощи процесса перекристаллизации, происходящего в режиме противоточного движения слоя расплава по кристаллическому слою, происходит дополнительная очистка вещества. Конструкция, описанная в изобретении [4], представляет собой усовершенствованный вариант изобретения [3]: два нагревателя расположены на восходящей стороне вальца, на поверхности одного из которых создан градиент температуры, а поверхность второго нагревателя изотермична. Изобретение [4] выбрано в качестве прототипа настоящего изобретения по п.4. Недостатками аппаратов [3], [4] является ограничение степени очистки, обусловленное процессом перекристаллизации, а также накопление примеси в расплаве в результате возврата потока расплава, обогащенного примесью в обогреваемое корыто с расплавом.A known method of zone melting, widely used for the purification of crystalline substances. One of the options for implementing this method is zone melting of a crystalline layer previously deposited on the surface of a heat-conducting material; the use of this option is appropriate for the purification of organic substances. The device described in the invention [1], allows the purification of organic substances by this method and is selected as the closest analogue of the invention according to claim 1. The organic substance to be cleaned is applied in a uniform layer to the bottom of the cuvette, which is made of a thin heat-conducting material, such as a metal foil. The local melt zone is obtained as follows: the cuvette is mounted on a heater, which consists of a series of heating elements with a length equal to or greater than the length of one of the sides of the cuvette and a relatively small width. The heating elements are parallel and at some distance from each other, so that upon contact with the bottom of the cell, the melt zones form organic matter in the form of strips. The cleaning process consists in organizing the continuous movement of the melt zones in the direction perpendicular to the long sides of the heating elements, using the reciprocating movement of the cell relative to the heater. During the cleaning process, the impurity is moved away in the direction of movement of the melt zones and accumulates near one side of the cell. The main disadvantage of this cleaning method is the need to periodically stop the process and mechanically separate the portion of the purified crystalline layer from the portion of the crystalline layer enriched in impurity. Therefore, the use of this apparatus is advisable only in laboratory conditions. It is possible to clean the melts of substances in roller and ribbon crystallizers. Known designs of roller molds, in which, to increase the degree of purification, sections of the working surface of the mold that are not used in the processes of crystallization and removal of crystals are used. In the design of the roller mold described in the invention [3], a heater is installed with a gap from the crystalline layer leaving the melt (on the cooled working surface of the roller) from the melt, which, by melting the upper part of the crystalline layer, creates a melt flow descending along the crystalline layer. Thus, using the process of recrystallization, which occurs in the countercurrent mode of motion of the melt layer along the crystalline layer, additional purification of the substance occurs. The design described in the invention [4] is an improved version of the invention [3]: two heaters are located on the upstream side of the drum, on the surface of one of which a temperature gradient is created, and the surface of the second heater is isothermal. The invention [4] is selected as a prototype of the present invention according to claim 4. The disadvantages of the apparatus [3], [4] are the limitation of the degree of purification due to the recrystallization process, as well as the accumulation of impurities in the melt as a result of the return of the melt stream enriched in the impurity in a heated trough with the melt.

Известен ряд изобретений, целью которых является осуществление процесса очистки на ленточном кристаллизационном аппарате. Так, в изобретении [2] описана конструкция ленточного аппарата, в котором для очистки использовано противоточное вертикальное движение пленки расплава по кристаллическому слою, а аппарат в изобретении [5] позволяет получать кристаллический продукт путем захвата расплава движущейся лентой, погруженной в расплав. Изобретение [5] выбрано в качестве прототипа настоящего изобретения по п.5. Недостатками аппаратов [2], [5] является ограничение степени очистки, обусловленное процессом направленной кристаллизации.A number of inventions are known, the purpose of which is to carry out a cleaning process on a ribbon crystallization apparatus. Thus, the invention [2] describes the design of a tape apparatus in which countercurrent vertical movement of the melt film along the crystalline layer is used for cleaning, and the apparatus in the invention [5] allows the crystalline product to be obtained by capturing the melt with a moving tape immersed in the melt. The invention [5] is selected as a prototype of the present invention according to claim 5. The disadvantages of the apparatus [2], [5] is the limitation of the degree of purification due to the process of directed crystallization.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Техническим результатом настоящего изобретения является получение кристаллического продукта высокой степени чистоты, осуществление непрерывной работы аппарата, не требующей периодической остановки для удаления примеси, а также возможность проведения непрерывного процесса разделения с получением двух выходных потоков: очищенного вещества и смеси, обогащенной примесными компонентами. К достоинствам настоящего изобретения при его реализации также можно отнести возможность доработки без существенной перестройки существующих вальцовых либо ленточных кристаллизаторов путем установки элементов, отвечающих за процесс зонной плавки.The technical result of the present invention is to obtain a crystalline product of a high degree of purity, the implementation of continuous operation of the apparatus, which does not require periodic shutdown to remove impurities, as well as the possibility of conducting a continuous separation process to obtain two output streams: a purified substance and a mixture enriched in impurity components. The advantages of the present invention during its implementation can also include the possibility of refinement without significant restructuring of the existing roller or ribbon crystallizers by installing elements responsible for the process of zone melting.

Технический результат достигается тем, что ведут зонную плавку кристаллического слоя, предварительно полученного направленной кристаллизацией из расплава на охлаждаемой рабочей поверхности кристаллизатора. Очищенный кристаллический слой после стадии зонной плавки снимают с рабочей поверхности кристаллизатора. Все стадии проводят одновременно на разных участках рабочей поверхности кристаллизатора, а транспортировку кристаллического слоя от одного участка к другому осуществляют движением рабочей поверхности кристаллизатора, представляющей собой валец или ленту, относительно данных участков таким образом, что каждая точка рабочей поверхности кристаллизатора последовательно проходит через каждую из стадий. Направленную кристаллизацию проводят при контактировании расплава с охлаждаемым участком рабочей поверхности кристаллизатора, а зонную плавку ведут при помощи одного или более нагревателей путем локального нагрева одной или более полос кристаллического слоя, в которых создают локальные зоны расплава, причем осуществляют периодическое удаление расплава из одной или более локальных зон расплава путем вакуумирования и/или капиллярного массопереноса с помощью содержащего пористый или волокнистый материал приемника расплава, нагретого до температуры большей температуры расплава.The technical result is achieved by conducting zone melting of the crystalline layer previously obtained by directional crystallization from the melt on the cooled working surface of the mold. The purified crystalline layer after the zone melting stage is removed from the working surface of the crystallizer. All stages are carried out simultaneously on different parts of the mold working surface, and the crystalline layer is transported from one section to another by moving the mold working surface, which is a roller or a tape, relative to these sections so that each point of the mold working surface passes through each of the stages . Directed crystallization is carried out by contacting the melt with a cooled portion of the working surface of the crystallizer, and zone melting is carried out using one or more heaters by local heating of one or more bands of the crystalline layer in which local zones of the melt are created, and the melt is periodically removed from one or more local melt zones by evacuation and / or capillary mass transfer using a melt receiver containing porous or fibrous material, heated about to a temperature higher than the melt temperature.

На фиг.1 изображен участок рабочей поверхности кристаллизатора: нагреватели 6 теплопередачей через металлическую ленту 1 к кристаллическому слою совместно с нагревателями в кожухах 5 формируют локальные зоны расплава. Возможно несколько вариантов организации теплопередачи от нагревателя к зоне расплава. Использование теплопередачи через рабочую поверхность целесообразно только для ленточного аппарата, поскольку толщина используемой в данных аппаратах ленты значительно меньше, чем толщина стенки вальца в вальцовом аппарате, и вследствие небольшой толщины ленты индуктивный теплоперенос в продольном направлении будет небольшим, что позволит формировать локальные зоны расплава. Нагрев кристаллического слоя со стороны рабочей поверхности кристаллизатора возможен посредством излучения и/или конвективной теплопередачи через газовую фазу. Осуществление движения зоны расплава возможно двумя способами: при использовании неподвижных и подвижных нагревателей. В случае использования неподвижных нагревателей формируются зоны расплава, неподвижные относительно основания аппарата; при этом движение зон расплава по кристаллическому слою обусловлено движением рабочей поверхности кристаллизатора. При этом отвод примеси должен осуществляться путем периодического удаления расплава из каждой из нагреваемых зон. В процессе прохождения зоны по кристаллическому слою в ней накапливаются примесные компоненты; причем обогащение примесью происходит быстрее в зонах, расположенных ближе к участку кристаллического слоя, полученного на стадии направленной кристаллизации из расплава. Периодическое удаление примеси не нарушает непрерывной работы аппарата, что позволяет характеризовать процесс зонной плавки как полунепрерывный.Figure 1 shows a portion of the working surface of the mold: heat transfer heaters 6 through the metal strip 1 to the crystalline layer together with the heaters in the casings 5 form local zones of the melt. There are several options for organizing heat transfer from the heater to the melt zone. The use of heat transfer through the working surface is advisable only for the tape apparatus, since the thickness of the tape used in these devices is much smaller than the wall thickness of the roller in the roller apparatus, and due to the small thickness of the tape, the inductive heat transfer in the longitudinal direction will be small, which will allow forming local melt zones. Heating of the crystalline layer from the side of the mold working surface is possible by means of radiation and / or convective heat transfer through the gas phase. The movement of the melt zone is possible in two ways: when using stationary and movable heaters. In the case of using stationary heaters, molten zones are formed that are motionless relative to the base of the apparatus; the movement of the melt zones along the crystalline layer is due to the movement of the working surface of the mold. In this case, the removal of impurities should be carried out by periodically removing the melt from each of the heated zones. During the passage of the zone through the crystalline layer, impurity components accumulate in it; moreover, enrichment of the impurity occurs faster in zones located closer to the area of the crystalline layer obtained at the stage of directed crystallization from the melt. Periodic removal of impurities does not interrupt the continuous operation of the apparatus, which makes it possible to characterize the process of zone melting as semi-continuous.

В случае использования подвижных нагревателей формируются зоны расплава, движущиеся навстречу направлению движения рабочей поверхности кристаллизатора при помощи возвратно-поступательного движения группы нагревателей с резким возвратом так, что создается псевдонепрерывное движение зон локального нагрева. При этом скорость движения зон расплава относительно кристаллического слоя складывается из скорости движения рабочей поверхности кристаллизатора и скорости движения нагревателей в направлении, обратном движению кристаллического слоя. В данном случае отвод примеси целесообразно выполнять путем удаления расплава лишь в одном участке на рабочей поверхности кристаллизатора при достижении его каждой зоны расплава. На фиг.2 изображена схема проведения зонной плавки на ленточном аппарате. Замкнутая металлическая лента 1 движется с постоянной скоростью, транспортируя кристаллический слой. Кристаллический слой, полученный на стадии кристаллизации из расплава, можно разделить по степени чистоты на два слоя: слой 7 содержит меньшее количество примеси, т.к. сформирован в результате направленной кристаллизации, слой 8 представляет собой закристаллизовавшийся питающий расплав, захваченный поверхностью слоя 7, поэтому слой 8 содержит большее количество примеси. Нагреватели 4 и 6 формируют локальную зону расплава 9. На краю локальной зоны расплава необходимо обеспечить достаточное значение градиента температуры для протекания кристаллизации, что достигается путем теплоотвода и обеспечения локального нагрева, для чего нагреватель 4 закрыт кожухом 5. В процессе кристаллизации образуется кристаллический слой 10 с меньшим содержанием примеси, которая накапливается в локальной зоне расплава 9.In the case of using movable heaters, melt zones are formed, moving in the opposite direction to the working surface of the mold using the reciprocating movement of a group of heaters with a sharp return so that pseudo-continuous movement of the local heating zones is created. The velocity of the melt zones relative to the crystalline layer is the sum of the velocity of the working surface of the mold and the velocity of the heaters in the direction opposite to the motion of the crystalline layer. In this case, it is advisable to remove the impurity by removing the melt in only one area on the working surface of the mold upon reaching each melt zone. Figure 2 shows a diagram of the conduct of zone melting on a tape apparatus. The closed metal strip 1 moves at a constant speed, transporting the crystalline layer. The crystalline layer obtained at the stage of crystallization from the melt can be divided according to the degree of purity into two layers: layer 7 contains a smaller amount of impurity, because formed by directional crystallization, layer 8 is a crystallized feed melt captured by the surface of layer 7, so layer 8 contains a greater amount of impurity. Heaters 4 and 6 form a local zone of melt 9. At the edge of the local zone of the melt, it is necessary to provide a sufficient temperature gradient for crystallization to occur, which is achieved by heat removal and local heating, for which heater 4 is closed by a casing 5. During crystallization, a crystalline layer forms 10 s lower content of impurities that accumulate in the local zone of the melt 9.

Процесс удаления расплава может быть реализован при помощи капиллярного массопереноса путем контактирования с расплавом пористого либо волокнистого материала, нагретого до температуры большей температуры расплава и/или при помощи вакуумирования. На фиг.3 изображена схема удаления расплава; пунктиром показаны траектории движения нагревателя 4 с кожухом 5 и приемника расплава 2. Приемник расплава 2 перемещается в зону расплава и волокнистым материалом 3 захватывает расплав.The melt removal process can be implemented using capillary mass transfer by contacting the melt with a porous or fibrous material heated to a temperature higher than the melt temperature and / or by vacuum. Figure 3 shows a diagram of the removal of the melt; the dotted line shows the trajectories of the heater 4 with the casing 5 and the melt receiver 2. The melt receiver 2 moves into the melt zone and the fibrous material 3 captures the melt.

На фиг.4 изображена схема ленточного кристаллизационного аппарата для полунепрерывной зонной плавки. Замкнутая металлическая лента 1 приводится в движение роликами 20. Из ванны 19 на ленту подается питающий расплав, который частично кристаллизуется на охлаждаемом участке ленты. Охлаждение ленты производится путем разбрызгивания хладагента в охлаждающих устройствах 17. Кристаллический слой 8 транспортируется на ленте в области локального нагрева, создаваемыми нагревателями в кожухах 5. Приемник расплава 2 служит для периодического удаления расплава из локальной зоны расплава, для чего приемник расплава периодически перемещается на место нагревателя 5. Очищенный кристаллический слой 10 на изгибе ленты разрушается и образовавшийся гранулированный кристаллический продукт 15 поступает в приемник 18.Figure 4 shows a diagram of a strip crystallization apparatus for semi-continuous zone melting. The closed metal strip 1 is driven by rollers 20. From the bath 19, a supply melt is supplied to the tape, which partially crystallizes in the cooled section of the tape. The tape is cooled by spraying the refrigerant in the cooling devices 17. The crystalline layer 8 is transported on the tape in the local heating area created by the heaters in the casings 5. The melt receiver 2 serves to periodically remove the melt from the local zone of the melt, for which the melt receiver is periodically moved to the place of the heater 5. The purified crystalline layer 10 at the bend of the tape is destroyed and the resulting granular crystalline product 15 enters the receiver 18.

На фиг.5 изображена схема проведения зонной плавки на вальцовом аппарате с вальцом, охлаждаемым по всей внутренней поверхности. Поскольку рабочая поверхность охлаждена, зона расплава 9 ограничена по толщине слоя. Проведение зонной плавки с ограниченной по толщине зоной расплава также может быть целесообразно, поскольку большее количество примеси находится в верхнем слое 8.Figure 5 shows a diagram of the conduct of zone melting on a roller apparatus with a roller cooled over the entire inner surface. Since the working surface is cooled, the melt zone 9 is limited by the thickness of the layer. Conducting zone melting with a melt zone limited in thickness may also be advisable, since a larger amount of impurity is in the upper layer 8.

Линейная скорость движения рабочей поверхности будет лимитирована процессом зонной плавки, вследствие чего параметры проведения кристаллизации из расплава должны быть адаптированы к данной скорости, что может быть выполнено регулировкой температуры расплава, температуры хладагента, а также величиной площади рабочей поверхности кристаллизатора, погружаемой в расплав.The linear velocity of the working surface will be limited by the process of zone melting, as a result of which the parameters of crystallization from the melt must be adapted to this speed, which can be done by adjusting the temperature of the melt, the temperature of the refrigerant, as well as the size of the area of the working surface of the mold immersed in the melt.

На фиг.6 изображена схема вальцового кристаллизационного аппарата для полунепрерывной зонной плавки. Вращающийся валец 11 погружен в емкость 12 с питающим расплавом 13. С внутренней стороны валец охлаждается разбрызгиванием хладагента 16. На рабочей поверхности вальца при контактировании с расплавом образуется кристаллический слой 8. Кристаллический слой 8 транспортируется на поверхности вальца в области локального нагрева, создаваемыми нагревателями в кожухах 5. Приемник расплава 2 служит для периодического удаления расплава из локальной зоны расплава, для чего приемник расплава периодически перемещается на место нагревателя 5. Очищенный кристаллический слой 10 снимается ножом 14, в результате чего образуется гранулированный кристаллический продукт 15.Figure 6 shows a diagram of a roller crystallization apparatus for semi-continuous zone melting. The rotating roller 11 is immersed in a container 12 with a supply melt 13. On the inner side, the roller is cooled by spraying refrigerant 16. On contact with the melt, a crystalline layer is formed 8. The crystalline layer 8 is transported on the surface of the roller in the area of local heating created by heaters in shell 5. The melt receiver 2 is used to periodically remove the melt from the local zone of the melt, for which the melt receiver is periodically moved to the place of the heater 5. Cleaned crystal layer 10 is removed with a knife 14, whereby a granular crystalline product 15.

В качестве сравнительной характеристики известного из [4] метода очистки использованием текущей пленки расплава, получаемой подплавлением кристаллического слоя, и предлагаемого метода полунепрерывной зонной плавки в таблице приведены численные данные параметров очистки. Для метода полунепрерывной зонной плавки рассморено несколько вариантов с различным количеством локальных зон расплава.As a comparative characteristic of the cleaning method known from [4], using the current melt film obtained by melting the crystalline layer and the proposed method of semi-continuous zone melting, the table shows the numerical data of the cleaning parameters. For the method of semicontinuous zone melting, several options with a different number of local zones of the melt are debased.

Метод очисткиCleaning method по [4] - подплавление кристаллического слояaccording to [4] - melting of the crystalline layer полунепрерывная зонная плавкаsemi-continuous zone melting Количество локальных зон расплаваThe number of local zones of the melt ------ 1one 22 33 Доля стекающей пленки, % масс.The proportion of the falling film,% of the mass. 2525 ------ ------ ------ Исходная концентрация легкоплавкого компонента, % масс.The initial concentration of the fusible component,% of the mass. 20twenty 20twenty 20twenty 20twenty Выходная концентрация легкоплавкого компонента (2-метилнафталин) для смеси 2-метилнафталин-флуорен, % масс.The output concentration of the low-melting component (2-methylnaphthalene) for a mixture of 2-methylnaphthalene-fluorene,% wt. 16...1816 ... 18 6...96 ... 9 3...53 ... 5 0.5...20.5 ... 2 Выходная концентрация легкоплавкого компонента (дифенил) для смеси нафталин-дифенил, % масс.The output concentration of the low-melting component (diphenyl) for a mixture of naphthalene-diphenyl,% wt. 12...1512 ... 15 4...54 ... 5 2...32 ... 3 0.5...10.5 ... 1

Более высокое содержание примесного компонента в кристаллическом продукте при очистке по методу, описанному в [4], обусловлено двумя факторами: необходимостью частичного подплавления кристаллического слоя, в результате которого в процессе перераспределения примеси участвует только расплавленная часть слоя, а также ограничением процесса очистки одной ступенью равновесия между расплавом и кристаллической фазой. Предлагаемый метод обеспечивает возможность расплавления зоны кристаллического слоя на всю его толщину, поэтому в процессе перераспределения примеси участвует все количество смеси; также может быть реализовано несколько ступеней очистки в одном аппарате. Таким образом изобретения по пп.1, 4, 5 позволяют получать кристаллический продукт повышенной чистоты.The higher content of the impurity component in the crystalline product during purification according to the method described in [4] is due to two factors: the need for partial melting of the crystalline layer, as a result of which only the molten part of the layer is involved in the redistribution of the impurity, and also the restriction of the purification process to one equilibrium step between the melt and the crystalline phase. The proposed method provides the possibility of melting the zone of the crystalline layer to its entire thickness, therefore, the entire amount of the mixture is involved in the process of impurity redistribution; can also be implemented in several stages of cleaning in one device. Thus, the inventions according to claims 1, 4, 5 allow to obtain a crystalline product of high purity.

Литература:Literature:

[1] US 6030588, 2000.02.29, МПК B01D 9/04.[1] US 6030588, 2000.02.29, IPC B01D 9/04.

[2] US 5725608, 1998.03.10, МПК B01D 9/00.[2] US 5725608, 1998.03.10, IPC B01D 9/00.

[3] SU 239226, 1968.02.16, МПК B01D.[3] SU 239226, 1968.02.16, IPC B01D.

[4] SU 273158, 1968.04.29, МПК B01D 9/00.[4] SU 273158, 1968.04.29, IPC B01D 9/00.

[5] SU 1124995, 1984.11.23, МПК В01D 9/02.[5] SU 1124995, 1984.11.23, IPC B01D 9/02.

Claims (5)

1. Способ кристаллизационной очистки веществ путем зонной плавки, отличающийся тем, что он включает стадию получения кристаллического слоя на охлаждаемой поверхности направленной кристаллизацией из расплава, осуществляемой до зонной плавки и стадию снятия полученного кристаллического слоя после зонной плавки, при этом все стадии проводят одновременно на разных участках рабочей поверхности кристаллизатора, транспортировку кристаллического слоя от одного участка к другому осуществляют движением рабочей поверхности кристаллизатора, представляющей собой валец или ленту, относительно данных участков таким образом, что каждая точка рабочей поверхности кристаллизатора последовательно проходит через каждую из стадий, направленную кристаллизацию проводят при контактировании расплава с охлаждаемым участком рабочей поверхности кристаллизатора, а зонную плавку ведут при помощи одного или более нагревателей путем локального нагрева одной или более полос кристаллического слоя, в которых создают локальные зоны расплава, причем осуществляют периодическое удаление расплава из одной или более локальных зон расплава путем вакуумирования и/или капиллярного массопереноса с помощью содержащего пористый или волокнистый материал приемника, нагретого до температуры, большей температуры расплава.1. The method of crystallization purification of substances by zone melting, characterized in that it includes a stage of obtaining a crystalline layer on a cooled surface by directional crystallization from a melt carried out before zone melting and a step of removing the obtained crystalline layer after zone melting, all stages being carried out simultaneously at different parts of the working surface of the mold, the transportation of the crystalline layer from one section to another is carried out by moving the working surface of the mold, consisting of a roller or tape, relative to these sections in such a way that each point of the working surface of the mold passes through each of the stages sequentially, directed crystallization is carried out by contacting the melt with the cooled part of the working surface of the mold, and zone melting is carried out using one or more heaters by local heating one or more stripes of the crystalline layer, in which create local zones of the melt, and periodically remove the melt Islands of one or more localized zones of the melt by evacuation and / or mass transfer through a capillary comprising a porous or fibrous material receiver, heated to a temperature above the melt temperature. 2. Способ кристаллизационной очистки по п.1, отличающийся тем, что осуществляют движение локальных зон расплава навстречу движению рабочей поверхности кристаллизатора путем возвратно-поступательного перемещения нагревателей.2. The method of crystallization treatment according to claim 1, characterized in that the local zones of the melt are moved towards the movement of the working surface of the mold by reciprocating the movement of the heaters. 3. Способ кристаллизационной очистки по п.1 и 2, отличающийся тем, что локальный нагрев осуществляют теплопередачей излучением от нагревательного элемента и/или конвективной теплопередачей от газовой фазы непосредственно к кристаллическому слою и/или теплопередачей через рабочую поверхность кристаллизатора.3. The method of crystallization cleaning according to claim 1 and 2, characterized in that the local heating is carried out by heat transfer from the heating element and / or convective heat transfer from the gas phase directly to the crystalline layer and / or heat transfer through the working surface of the mold. 4. Кристаллизатор вальцовый, содержащий ванну с расплавом, вращающийся охлаждаемый валец, один или более нагревателей, расположенных между участком, на котором валец контактирует с расплавом и устройством для снятия кристаллического слоя, отличающийся тем, что каждый нагреватель снабжен кожухом, обеспечивающим образование одной или более локальных зон расплава, лежащих на образующей вальца, при этом кристаллизатор снабжен приемником расплава, перемещаемым в локальную зону расплава и обеспечивающим возможность захвата последнего.4. Roller mold, containing a bath with a melt, a rotating cooled roller, one or more heaters located between the area on which the roller is in contact with the melt and a device for removing the crystalline layer, characterized in that each heater is equipped with a casing for the formation of one or more local zones of the melt lying on the generatrix of the roller, while the mold is equipped with a receiver of the melt that is moved to the local zone of the melt and provides the ability to capture the latter. 5. Кристаллизатор ленточный, содержащий ванну с расплавом, движущуюся замкнутую ленту, участок, на котором лента контактирует с расплавом, устройство для снятия кристаллического слоя, отличающийся тем, что между участком, на котором лента контактирует с расплавом и устройством для снятия кристаллического слоя установлен один или более нагревателей с кожухами, обеспечивающими образование одной или более локальных зон расплава, при этом кристаллизатор снабжен приемником расплава, перемещаемым в локальную зону расплава и обеспечивающим возможность захвата последнего.5. A ribbon crystallizer containing a bath with a melt, a moving closed tape, a section on which the tape is in contact with the melt, a device for removing the crystalline layer, characterized in that between the area in which the tape is in contact with the melt and a device for removing the crystalline layer or more heaters with shells, providing the formation of one or more local zones of the melt, while the mold is equipped with a receiver of the melt that is moved to the local zone of the melt and provides the ability to capture the latter.
RU2005125787/15A 2005-08-15 2005-08-15 Method for crystallization cleaning of matters by continuous zonal melting and apparatus for performing the same (variants) RU2308555C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005125787/15A RU2308555C2 (en) 2005-08-15 2005-08-15 Method for crystallization cleaning of matters by continuous zonal melting and apparatus for performing the same (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005125787/15A RU2308555C2 (en) 2005-08-15 2005-08-15 Method for crystallization cleaning of matters by continuous zonal melting and apparatus for performing the same (variants)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005125787A RU2005125787A (en) 2007-02-20
RU2308555C2 true RU2308555C2 (en) 2007-10-20

Family

ID=37863233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005125787/15A RU2308555C2 (en) 2005-08-15 2005-08-15 Method for crystallization cleaning of matters by continuous zonal melting and apparatus for performing the same (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2308555C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2439213C1 (en) * 2010-04-15 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова" Crystalliser of semi-continuous zone melting
RU2852018C1 (en) * 2025-05-29 2025-12-02 Общество с ограниченной ответственностью "АЛЛОЙТЕК" (ООО "АЛЛОЙТЕК") Device for deep purification of metals

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU273158A1 (en) * Д. ЗыкоБ, , Мит кинский , Г. Д. Логвиненко APPARATUS FOR CRITICAL FRACTIONAL CRYSTALLIZATION IN A THIN LAYER
SU1124995A1 (en) * 1983-07-08 1984-11-23 Предприятие П/Я Р-6273 Crystallizer
US6030588A (en) * 1998-02-27 2000-02-29 Ball; Dean M. Zone refiner apparatus and method for purifying organic substances

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU273158A1 (en) * Д. ЗыкоБ, , Мит кинский , Г. Д. Логвиненко APPARATUS FOR CRITICAL FRACTIONAL CRYSTALLIZATION IN A THIN LAYER
SU1124995A1 (en) * 1983-07-08 1984-11-23 Предприятие П/Я Р-6273 Crystallizer
US6030588A (en) * 1998-02-27 2000-02-29 Ball; Dean M. Zone refiner apparatus and method for purifying organic substances

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2439213C1 (en) * 2010-04-15 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова" Crystalliser of semi-continuous zone melting
RU2852018C1 (en) * 2025-05-29 2025-12-02 Общество с ограниченной ответственностью "АЛЛОЙТЕК" (ООО "АЛЛОЙТЕК") Device for deep purification of metals

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005125787A (en) 2007-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2089277C1 (en) Method and apparatus for cleaning air effluent from melt strengthening installations
US3400548A (en) Crystal separation of dimethylnaphthalene
JP4071365B2 (en) Method and apparatus for obtaining paraffin or paraffin fractions
RU2308555C2 (en) Method for crystallization cleaning of matters by continuous zonal melting and apparatus for performing the same (variants)
CN1027865C (en) Device for substance separation from liquid mixture by crystallization
KR101129449B1 (en) Inner tube for organic submlimation refiner
JPH04300602A (en) Method and device for purifying chemical substance
FI70376B (en) PROCESSING OF ORGANIZATION FOR THE PRODUCTION OF A RESULT OF ORGANIC MATERIAL
JPH08503889A (en) Method and device for purifying the exhaust air of a device for solidifying a molten substance
RU2439213C1 (en) Crystalliser of semi-continuous zone melting
US5269817A (en) Process and apparatus for the crystallization of a melt
US10918969B2 (en) Vertical desublimation apparatus for crystalline iodine production
RU2074050C1 (en) Method of cooling melt and apparatus for performing the same
US5810892A (en) Method and apparatus for purifying chemical substances
SU1018675A1 (en) Roller-type crystallizer
CH309912A (en) Process for the heat treatment of a finely divided solid material, and installation for carrying out this process.
KR101160329B1 (en) Inner tube for organic submlimation refiner
SU645666A1 (en) Apparatus for separating substances by counter-current multistage crystallisation
CN112606293A (en) Cast sheet workshop section clean system
US3590110A (en) Process for the production of solidified trioxan
KR20200029687A (en) Manufaturing device of organic and method for manufacturing organic using the same
SU1706660A1 (en) Rolling crystallizer
JPH032154Y2 (en)
SU582801A1 (en) Melting crystalliser
CN115400451A (en) Dynamic falling film crystallizer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070816

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20091127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120816