JPH0738921B2 - Fractional solidification method and equipment used therefor - Google Patents
Fractional solidification method and equipment used thereforInfo
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- JPH0738921B2 JPH0738921B2 JP60500600A JP50060085A JPH0738921B2 JP H0738921 B2 JPH0738921 B2 JP H0738921B2 JP 60500600 A JP60500600 A JP 60500600A JP 50060085 A JP50060085 A JP 50060085A JP H0738921 B2 JPH0738921 B2 JP H0738921B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/004—Fractional crystallisation; Fractionating or rectifying columns
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 1.技術分野 本発明は独特の方法と器具を使用して、結晶と母液との
混合物を洗滌する事により高純度の化学品を生産する方
法と装置に関するものである。本発明の結晶洗滌法とあ
る結晶操作とある結晶熔解操作とを組合せると効率の高
い部分固化法を得る事が出来る。また本発明の結晶洗溶
器とある冷凍器とある融解器とを組合せると効率の高い
結晶精製系を得る事が出来る。なおそれに使用される結
晶操作は直接または間接伝熱の方式をとる事が出来る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for producing a high-purity chemical by washing a mixture of crystals and mother liquor by using a unique method and equipment. . By combining the crystal washing method of the present invention with a crystal operation and a crystal melting operation, a highly efficient partial solidification method can be obtained. Further, a highly efficient crystal purification system can be obtained by combining the crystal washing incubator of the present invention, a certain refrigerator and a certain melter. The crystal operation used for this can be a direct or indirect heat transfer method.
2.背景技術 化学工業において、分別固化法によつて得られる結晶
は、2種類の分離法:(a)結晶の逆洗浄、および(b)母液
の遠心分離によつて精製されている。これら2種の結晶
精製法はこの分野において見られる。2. Background Art In the chemical industry, crystals obtained by the fractional solidification method are purified by two types of separation methods: (a) backwashing of crystals and (b) centrifugation of mother liquor. These two crystal purification methods are found in the art.
2−A.結晶の逆洗浄 近年、かなりの数の分別結晶法が開発されている。これ
らの方法は、1967年ニユーヨーク市のマーセル・デツカ
ー・インコーポレイテツドによつて刊行され、エム・ツ
イーフおよびダブリユー・アール・ウイルコツクスによ
つて編集された「フラクシヨナル・ソリデイフイケーシ
ヨン」の表題の本に詳細に記載されている。それには母
液から結晶を分離する工程および分別固化法で結晶を洗
浄する工程があり、生成物純度はこの工程がいかに有効
に行なわれたかによつて決る。2-A. Backwashing of Crystals In recent years, a considerable number of fractional crystallization methods have been developed. These methods were published in 1967 by Marcelle Decker Incorporated of New York City and edited by M. Tiffe and D'Abrieu Earl Wilcox. It is described in detail in the book. It involves separating the crystals from the mother liquor and washing the crystals by a fractional solidification method, the product purity being determined by how effectively this step was performed.
カラム結晶化がピー・エム・アーノルドによつて考えら
れ、米国特許第2540977号(1951年)に記載されてい
る。この方法は凍結区域、精製区域および溶融区域から
なる装置で行なわれる。結晶および接着液体は凍結区域
から精製区域を通つて溶融区域へ運ばれ、ここで溶融液
体が形成される。溶融液体の画分は高融点生成物として
除去される。残存画分は結晶と微分向流接触させるため
の自由液体として精製区域に戻される。接着液体および
滞留液体の形での結晶中の不純物は、自由液体に移さ
れ、低融点生成物の構成成分としてカラムから除去され
る。従つてカラム結晶化は充填塔における蒸溜と類似し
ている。向流カラム分別結晶化の工業的に成功した応用
の最良の例の一つは、デイー・エル・マツクケイによつ
て、刊行物「フラクシヨナル・ソリデイフイケーシヨ
ン」の第16章に記載されているフイリツプス法である。
この方法はピー・エム・アーノルド〔米国特許第254099
9号(1951年)、第2540083号(1951年)、および再発行
特許第24038号(1955年)〕、ジエイ・シユミツト〔米
国特許第2617274号(1952年)および再発行特許第23810
号(1954年)〕ジエイ・エー・ウイードマン〔米国特許
第2854494号(1958年)〕によつてなされた発明に基づ
いている。この方法においてはスクレープドサーフエイ
ス冷却器からの冷却されたスラリー原料が精製カラムの
頂部で入る。結晶はピストンで強制降下させ、不純液体
は壁フイルターを通つて除去される。カラムの底で精製
された結晶を溶融することによつて作られた洗浄液は結
晶に対し向流で上方に運ばれる。洗浄液は上方にパルス
してもよい。刊行物「フラクシヨナル・ソリデイフイケ
ーシヨン」の第11章に記載されたシルドクネヒト・カラ
ム晶出器は二つの同心管によつて規制されたカラム中に
置いたスパイラルを使用しており、結晶を所望方向に運
ぶため回転されている。Column crystallization was considered by PM Arnold and is described in US Pat. No. 2,540,977 (1951). The method is carried out in an apparatus consisting of a freeze zone, a refining zone and a melting zone. Crystals and adhesive liquid are carried from the freezing zone through the refining zone to the melting zone where the molten liquid is formed. The molten liquid fraction is removed as the high melting point product. The remaining fraction is returned to the purification zone as a free liquid for differential countercurrent contact with the crystals. Impurities in the crystals in the form of bonding liquid and residence liquid are transferred to the free liquid and removed from the column as a constituent of the low melting point product. Therefore column crystallization is similar to distillation in packed columns. One of the best industrially successful applications of countercurrent column fractional crystallization is described by Dei El Matsukukei in chapter 16 of the publication "Fractional Solidification". This is the Philipps method.
This method is described by PM Arnold [U.S. Pat.
No. 9 (1951), No. 2540083 (1951), and Reissue Patent No. 24038 (1955)], Jay Shemit (US Patent No. 2617274 (1952) and Reissue Patent No. 23810).
No. (1954)] J. A. Weedman (US Pat. No. 2,854,494 (1958)). In this method, the cooled slurry feed from the scraped surface cooler enters at the top of the purification column. The crystals are forced down by a piston and the impure liquid is removed through a wall filter. The wash liquid made by melting the purified crystals at the bottom of the column is carried countercurrently upwards with respect to the crystals. The wash solution may be pulsed upward. The Schildknecht column crystallizer described in chapter 11 of the publication "Fractional Solidification" uses a spiral placed in a column regulated by two concentric tubes to produce crystals. It is rotated to carry it in the desired direction.
コルト・インダストリーズによつて海水脱塩のため使用
されている逆洗浄器は、垂直壁に設けられたスクリーン
および垂直カラムを有している。氷‐ブラインスラリー
が垂直カラムの底に入る。氷結晶はブラインの流れによ
つて上方に運ばれる。更に氷結晶は多孔性プラグ中に圧
入し、プラグはプラグを横切って保たれた圧力差によつ
て連続的に上方に移動する。過剰のブラインは、カラム
の頂部と底のほぼ中間に位置したスクリーンによつて排
液する。洗浄水はカラムの頂部で導入される。氷プラグ
の上昇速度に対するそのカラムを降下する速度は、新し
い水‐ブライン界面の分散を補うため零より非常に大に
する。精製された氷はカラムの頂部でとり出される。詳
細な説明は1969年10月に発行されたユナイテツド・オフ
イス・オブ・セイライン・ウオーター・アール・アンド
・デイ・レポートNo.491に与えられている。The backwasher used by Colt Industries for desalination of seawater has a screen mounted on a vertical wall and a vertical column. The ice-brine slurry enters the bottom of the vertical column. Ice crystals are carried upward by the flow of brine. In addition, ice crystals are pressed into the porous plug, which moves continuously upwards due to the pressure differential maintained across the plug. Excess brine is drained through a screen located approximately midway between the top and bottom of the column. Wash water is introduced at the top of the column. The rate at which the column descends relative to the rate at which the ice plug rises should be much greater than zero to compensate for the dispersion of the new water-brine interface. Purified ice is removed at the top of the column. A detailed description is given in the United Office of the Sayline Water are and Day Report No. 491, published October 1969.
ジエイ・ダブリユ・ムラーは、カークおよびオトマー編
集、ウイリー・カンパニイ発行、「エンサイクロピーデ
イア・オブ・ケミカル・テクノロジー」第7巻第250頁
にTNO法を発表している。この方法においては、垂直カ
ラム中を結晶が移動する間に結晶に衝撃を与えることに
よつて容易にされた反復結晶化と組合せた向流洗浄によ
つて分離を行なつている。衝撃付与は垂直カラム中の篩
板にバウンドする球によつて達成される。J.A.Dabrillu Muller has published the TNO method in "Encyclopedia of Chemical Technology," Vol. 7, page 250, edited by Kirk and Otomer, published by Willie Company. In this method, separation is achieved by countercurrent washing combined with repeated crystallization facilitated by bombarding the crystals as they move through the vertical column. Impacting is achieved by spheres bouncing on the sieve plate in the vertical column.
1974年以来工業的操作でブロデイー精製器が使用されて
おり、米国ミズリー州、カンサスシテイのノフシンガー
・コーポレイシヨンより入手できる。ブロデイー精製器
は、幾つかの回転らせん状リボン管状晶出器を使用して
おり、回収区域、リフアイニング区域と、精製(purify
ing)区域と結晶溶融区域を有する。原料は回収区域と
リフアイニング区域の間に位置する原料入口点でプラン
トに入る。内部流は、それが回収区域の管中を流れるに
従つて制御された条件の下に連続的に冷却される。生成
物成分の少なくなつた原料の部分(そして大部分の不純
物を含有する)は残渣としてプラントを出る。生成物材
料の結晶が生成し、それ自体の母液中で沈降する。これ
らの結晶は低速らせんリボンによつて内部液体流に対し
て向流でリフアイニング区域に向つて機械的に運ばれ
る。結晶がそれを多く含む母液中を運ばれるに従つて、
それらは大きさの生長を続け、また純度を増大する。リ
フアイニング区域を通過した後、結晶は精製区域で重力
により沈降する。ここで加熱器が精製された結晶を溶融
する;溶融物の一部は生成物として抽出され、一部は還
流され精製区域中の結晶床に向流上昇する。冷却は処理
液に向流で流れる密閉冷却剤系によつて達成される。小
さい熱入力が、制御されない結晶化を防ぐためジヤケツ
ト無しでスクレーパーなしになされる。Brody purifiers have been used in industrial operation since 1974 and are available from Nofsinger Corporation of Kansas City, Missouri, USA. Brody purifiers use several rotating spiral ribbon tubular crystallizers, with a recovery zone, a refining zone and a purify (purify) zone.
ing) area and a crystal melting area. Raw material enters the plant at a raw material entry point located between the recovery area and the refining area. The internal stream is continuously cooled under controlled conditions as it flows through the tubes in the recovery area. A portion of the feedstock that is low in product component (and contains most of the impurities) exits the plant as a residue. Crystals of the product material form and settle in their own mother liquor. These crystals are mechanically carried by a low speed spiral ribbon countercurrent to the internal liquid flow towards the refining zone. As the crystals are carried in the mother liquor, which is rich in it,
They continue to grow in size and also increase in purity. After passing through the refining zone, the crystals settle by gravity in the refining zone. Here a heater melts the purified crystals; part of the melt is extracted as product, part is refluxed and countercurrently rises to the bed of crystals in the refining zone. Cooling is achieved by a closed coolant system that flows countercurrent to the process liquid. A small heat input is made without a jacket and without a scraper to prevent uncontrolled crystallization.
2-B.結晶からの母液の遠心分離 市販の遠心機は大きく二つの型、即ち遠心フイルターお
よび沈降遠心機に分けることができる、その各々は更に
分離された固体および液体相を進めそして放出するため
設けた手段によつて分けることができる。遠心機の費用
はそれが働く遠心力によつて決る。例は衣服を洗浄する
のに使用される洗濯機である。大なる遠心力を有する遠
心機は非常に高価であることができる。結晶精製のため
化学工業で使用する遠心機は重力のそれの2000〜100000
倍である遠心力を出し、かなり高価である。固体‐液体
混合物を分離するのに使用される遠心機の詳細は、1979
年マツクグロー・ヒル・カンパニイによつて発行され、
ピー・エイ・シユワイツアーによつて編集された「ハン
ドブツク・オブ・セパレイシヨン・テクニークス・フオ
ア・ケミカル・エンジニアース」の第4,5区分にチヤー
ルス・エム・アンブラーによつて提供されており、また
ジヨン・ウイリー・アンド・サンズ・カンパニイで発行
されたカークおよびオトマー編集「エンサイクロピーデ
イア・オブ・ケミカル・テクノロジー」第5巻にエイー
・シー・ラバンチー等によつても提供されている。2-B. Centrifugation of mother liquor from crystals Commercially available centrifuges can be broadly divided into two types, centrifugal filters and sedimentation centrifuges, each of which further advances and releases a separated solid and liquid phase. It can be divided by the means provided. The cost of a centrifuge depends on the centrifugal force with which it operates. An example is a washing machine used to wash clothes. Centrifuges with great centrifugal forces can be very expensive. The centrifuge used in the chemical industry for crystal refining has a gravity of 2000-1000
It produces twice the centrifugal force and is quite expensive. Details of centrifuges used to separate solid-liquid mixtures are described in 1979.
Published by Matsuglow Hill Company in the year
It is provided by Challes M. Ambler in the fourth and fifth divisions of "Handbook of Separation Technics for Chemical Engineers" edited by P.A. -It is also provided by A.C. Lavanchi and others in "Encyclopedia Dia of Chemical Technology," Vol.
2-B-a.遠心フイルター 遠心フイルターは、遠心力の作用の下液体相を自由に通
過させる多孔性隔壁上に粒状固体相を支持する。重要な
パラメーターは、付与された遠心力の下フイルターケー
キの透過性にある。非常に特殊な応用を除けば、それら
は一般に比較的自由排液性固体の脱水にのみ用いられ
る。遠心フイルター性能においては原料スラリー濃度お
よび粒度分布が重要な要因である。遠心過操作の性能
は排液されたケーキ上に保有される母液の量によつて測
定され、固体1容量について保有される母液の容量とし
て定義されるS値によつて表わされる。一定時間での遠
心でS値は、遠心力が増大すると小さくなる。従つて通
常の遠心フイルターにおいては、小S値を得るため高遠
心力を付与し、これによつて排液されたケーキ中に保有
された母液の量が減少する。かかる遠心機は高価であ
る。遠心フイルター上の結晶は洗浄液で洗うことができ
る。遠心フイルター上での洗浄の効率は通常かなり悪
い、何故ならば洗浄液の滞留時間が短く、フイルター上
のケーキは適切に撹拌されないからである。2-Ba. Centrifugal Filters Centrifugal filters support a granular solid phase on a porous partition that allows the liquid phase to pass freely under the action of centrifugal force. An important parameter is the permeability of the filter cake under the applied centrifugal force. Except for very specific applications, they are generally only used for dehydration of relatively free-draining solids. Raw slurry concentration and particle size distribution are important factors in centrifugal filter performance. The performance of the centrifuge operation is measured by the amount of mother liquor retained on the drained cake and is expressed by the S value, which is defined as the volume of mother liquor retained per volume of solids. The S value after centrifugation for a certain period of time decreases as the centrifugal force increases. Therefore, in a normal centrifugal filter, a high centrifugal force is applied to obtain a small S value, which reduces the amount of mother liquor retained in the drained cake. Such centrifuges are expensive. The crystals on the centrifugal filter can be washed with a washing solution. The efficiency of washing on a centrifugal filter is usually rather poor because the residence time of the wash liquor is short and the cake on the filter is not properly agitated.
2-B-b.沈降遠心機 沈降型の遠心機は、市販の大きさで2〜5倍の大きさの
フアクターで重力を増大する。重力の分野における如
く、そこには分散粒子の密度と液体相の密度の間に差が
なければならず、液体相は、差が正であるとき回転軸か
ら離れるよう粒子を移動させ、差が負のときは回転軸に
向つて移動させる。沈降型遠心機において、排液された
ケーキ中に含有される母液の量は滞溜時間および付与さ
れた遠心力の逆関数であり、漸進的である。10μm〜50
00μmの範囲の粒子を有する固体‐液体混合物を処理で
きる。2-Bb. Sedimentation Centrifuge A sedimentation type centrifuge increases gravity with a commercially available factor 2-5 times larger. As in the field of gravity, there must be a difference between the density of the dispersed particles and the density of the liquid phase, which moves the particles away from the axis of rotation when the difference is positive and the difference is If it is negative, move it toward the axis of rotation. In a settling centrifuge, the amount of mother liquor contained in the drained cake is a gradual, inverse function of the residence time and the applied centrifugal force. 10 μm ~ 50
Solid-liquid mixtures with particles in the range of 00 μm can be processed.
ペンソルト・ケミカル・コーポレイシヨン(シヤープレ
ス)およびバード・コーポレイシヨンによつて作られた
連続固体ボウル遠心機はこのカテゴリーに属する。固体
ボウル遠心機の二つの主要素子は、沈降容器である回転
ボウルと沈降した固体を放出するコンベヤーである。ボ
ウルは清澄にされた流出物の放出のためその大きな端に
調整可能なオーバーフローせきを有し、反対端に脱水さ
れた固体を放出するための固体放出口を有する。Continuous solid bowl centrifuges made by Pensalt Chemical Corporation (Shearpress) and Bird Corporation belong to this category. The two main components of the solid bowl centrifuge are the rotating bowl, which is the settling vessel, and the conveyor, which discharges the settled solids. The bowl has an adjustable overflow weir at its large end for discharge of the clarified effluent and a solids outlet at the opposite end for discharging dehydrated solids.
3.発明の開示 現在実施されている部分固体化法で化学品を精製するの
に色々な原因から相平衡(phase equilibria)に表示さ
れる様な理論上の成品純度に到達する事が出来ない。母
液は往々にして不完全な結晶内と結晶群塊のおとしあな
にとらわれて高い不純度の原因となる。その上に結晶体
は大量の母液に囲われ、表面張力と毛細管現象によつて
汚染される。雑質(不純物)はまた結晶表面に吸着され
る。結晶内の雑質のもう一つの原因は固体の溶解度であ
る。3. Disclosure of the invention It is not possible to reach the theoretical product purity as indicated in phase equilibria due to various causes for purifying chemicals by the currently practiced partial solidification method. .. The mother liquor is often trapped in the incomplete crystals and in the clumps of crystal clusters, causing high purity. Furthermore, the crystals are surrounded by a large amount of mother liquor and are contaminated by surface tension and capillary action. Foreign substances (impurities) are also adsorbed on the crystal surface. Another source of impurities in crystals is solid solubility.
本文中、“自由液体”(Free liquid)とは固体床から
排泄しうるかあるいは流水にする事の出来る液体を表し
“滞留液体”(Retained liquid)は固体床から直ぐ排
泄しえないか通過出来ない液体を表す。“結晶間空間”
(Intercrystalline space)とは結晶にて占領されてい
ない空間を表す。“結晶間自由空間”(Intercrystalli
nefree space)とは結晶間空間で滞留液にて占領されて
いない部分を表す。それで結晶間自由空間は自由液体
か、気相で全部占領されるかあるいは自由液体と気相と
で充填される可能性がある。簡略して言えば“固体相”
(solid phase)は一緒に輸送される固体‐液体の混合
体で“K-流体”(K-Stream)と略称す。固体相は固体内
に含れる液体の量によつて決まる軟泥(slush)か、湿
餅(Wet cake)、あるいは涸渇餅(drained cake)であ
る事もある。In the text, "Free liquid" means a liquid that can be excreted from the solid bed or can be made into running water, and "Retained liquid" cannot be immediately excreted from the solid bed or cannot pass through it. Represents a liquid. "Crystal space"
(Intercrystalline space) means a space not occupied by crystals. “Free space between crystals” (Intercrystalli
The nefree space is the space between crystals that is not occupied by the retained liquid. So the inter-crystal free space may be completely occupied by free liquid, gas phase or filled with free liquid and gas phase. Simply put, “solid phase”
The solid phase is a solid-liquid mixture that is transported together and is abbreviated as “K-fluid” (K-Stream). The solid phase may be a soft mud (slush), which is determined by the amount of liquid contained in the solid, a wet cake (Wet cake), or a dried cake (drained cake).
本特許願は一群の発明に関連する。この一群の発明はお
互いに連結し合つて単一の発明概念を形成す。それ故
に、多数の本発明を実施する方式がある。本発明におい
て結晶洗浄の有効的操作は幾つかの基本条件を要す。こ
れらの条件を満足する有効な方法がある、この幾つかの
方法を組合せて本発明を実施する各方式になる。This patent application relates to a group of inventions. This group of inventions are linked together to form a single inventive concept. Therefore, there are numerous ways to implement the invention. In the present invention, effective operation of crystal washing requires some basic conditions. There are effective ways of satisfying these conditions, and several methods are combined into each method for carrying out the present invention.
承知の通り、洗滌をする結晶床は結晶間自由空間が液体
にて完全に充填されているかいないかによつて二種類に
分ける。前者は浸漬床(submerged bed)と称し、後者
は涸渇床(drained bed)と称する。本発明のある方式
は浸漬床の処理に専用され、ある方式は涸渇床の処理に
専用されまたある方式は浸漬と涸渇両床に共用出来る。As is known, the crystal bed to be washed is divided into two types depending on whether the inter-crystal free space is completely filled with liquid or not. The former is called a submerged bed and the latter is called a drained bed. Some schemes of the invention are dedicated to the treatment of submerged beds, some are dedicated to the treatment of depleted beds and some are common to both submerged and depleted beds.
本発明の浄化作用は前端と後端とを有する浄化区で完成
される。固体相は前端から後端に輸送され、自由液体は
後端から前端に固体相の輸送方向と逆方向に輸送され
る。浄化区は幾つかの分区からなる事もあり、一つの連
続区であつても良い。浄化区における雑質(不純物)の
濃度を図に描くと雑質の濃度は前端から後端の方向にし
たがつて逓減する。ある位置において滞留液体内の雑質
濃度は自由液体内のそれより高い。滞留液体区内の雑質
はまづ先に自由液体区内に移行し、それからこの区内か
ら逆洗法かまたは排泄操作で除く、通常、浄化後の固体
を融解してその一部分を最初洗滌液として使う。勿論、
他の液体を使つても良い。The purifying action of the present invention is completed in a purifying section having a front end and a rear end. The solid phase is transported from the front end to the rear end, and the free liquid is transported from the rear end to the front end in the direction opposite to the transport direction of the solid phase. The purification area may consist of several subdivisions and may be one continuous area. When the concentration of contaminants (impurities) in the purification area is drawn in the figure, the concentration of contaminants gradually decreases from the front end to the rear end. At some locations the contaminant concentration in the retained liquid is higher than that in the free liquid. The contaminants in the accumulated liquid area first move to the free liquid area, and then are removed from this area by backwashing or excretion.Usually, the solid after purification is melted and a part of it is first washed. Use as a liquid. Of course,
Other liquids may be used.
本発明を構想する時に、有効なる洗滌効果を得る為には
次に述べる基本条件を同時に満足する必要がある事を認
識した。基本条件の一部だけ満足したのでは経済的に高
純度の結晶を得る事は難しい。これらの基本条件を次に
列挙する。In designing the present invention, it was recognized that it is necessary to simultaneously satisfy the following basic conditions in order to obtain an effective cleaning effect. It is difficult to economically obtain high-purity crystals if only some of the basic conditions are satisfied. These basic conditions are listed below.
(a)第一条件 滞留液体は結晶床からたやすく取替えたり、または排泄
したりする事の出来ない液体である。ある位置におい
て、滞留液体内の雑質濃度は滞留液体の近くにある自由
液体内のそれより高い。滞留液体内の雑質は自然に自由
液体に拡散するが、その速度は低い。それで滞留液体の
雑質の自由液体への移送速度を早める必要がある。その
上に、これは他の基本条件に干渉しない適当な方法で達
成する必要がある。この条件を満足する方法を“滞留液
体から自由液体に雑質を移送する方法”と称し、また
“雑質移送法”あるいは“A型操作”と略称す。A型操
作を後で詳細に解説する。(a) First condition The retained liquid is a liquid that cannot be easily replaced or excreted from the crystal bed. At some locations, the contaminant concentration in the retained liquid is higher than that in the free liquid near the retained liquid. The foreign matter in the retained liquid diffuses naturally into the free liquid, but at a low speed. Therefore, it is necessary to speed up the transfer rate of accumulated liquid to free liquid. Moreover, this must be achieved in a suitable way that does not interfere with other basic conditions. A method that satisfies this condition is referred to as "a method for transferring a contaminant from a stagnant liquid to a free liquid", and is also abbreviated as a "miscible substance transfer method" or "A-type operation". The A-type operation will be explained in detail later.
A型操作を実施する区域をA−n分区と称する第一条件
と次に述べる第二条件を同時に満足させる操作があり得
る。それをAB型操作と称す。AB型操作はA型操作を実施
する所にも使われる。それ故に“雑質移送法”はA型操
作とAB型操作との両者を含む。There may be an operation in which the first condition called the A-n division and the second condition described below are simultaneously satisfied in the area where the A-type operation is performed. This is called AB type operation. AB type operations are also used where A type operations are performed. The "dust transfer method" therefore includes both A-type and AB-type operations.
(b)第二条件 これは結晶間自由空間内の雑質量を減少する条件であ
る。この条件を満足させる手段を“結晶間自由空間の雑
質減少法”と称し、あるいは単に“雑質減少法”とか、
B型操作と略称する。B型操作は“取替え操作”(disp
lacement operation)か、排泄操作(draining operati
on)か、もしくは圧し詰め操作(compaction operatio
n)であることもある。B型操作を実施する区域をB−
n分区と称す。前記のAB型操作はB型操作を実施する所
にも使われる。それ故に、“結晶間自由空間の雑質減少
法”はB型操作とAB型操作を含む。(b) Second condition This is a condition that reduces the miscellaneous mass in the free space between crystals. The means for satisfying this condition is referred to as "the inter-crystal free space contaminant reduction method", or simply "the contaminant reduction method",
It is abbreviated as B-type operation. Type B operation is "replacement operation" (disp
lacement operation) or excretion operation (draining operati
on) or compaction operatio
It may be n). The area where the B-type operation is performed is B-
It is called an n-division. The AB-type operation described above is also used for performing B-type operations. Therefore, the "inter-crystal free space contaminant reduction method" includes B-type and AB-type operations.
(c)第三条件 取替える操作(displacement operation)で結晶床の自
由液体から雑質の量を減少する時、結晶床を適当に固め
る事によつて短路度(Level of channelling)を極めて
低い程度におさえる事が重要である。浄化塔内にA−分
区とB−分区を交互に設置する場合、B−分区の短路度
を低くおさえる事は重要であるが、A−分区の短路度を
おさえる事はそれ程重要でない。浄化塔内にAB分区を設
置し、A型とB型の両操作を同時に実施する時にはその
短路度を低くする事が必要である。(c) Third condition When reducing the amount of contaminants from the free liquid of the crystal bed in the displacement operation, the level of channelling can be made extremely low by appropriately hardening the crystal bed. It is important to control. When the A- and B-divisions are installed alternately in the purification tower, it is important to keep the shortness of the B-division low, but it is not so important to control the shortness of the A-division. When the AB section is installed in the purification tower and both A-type and B-type operations are performed at the same time, it is necessary to reduce the short path.
(d)第四条件 浄化区内で固体相は前端から後端への一般方向で輸送さ
れる。固体相が逆方向に輸送されると洗滌効果が低減す
る。それ故に、A型操作は固体相の一般輸送方向と横切
の方向でわりに狭い区域に局限される。(d) Fourth condition Within the purification zone, the solid phase is transported in the general direction from the front end to the rear end. When the solid phase is transported in the opposite direction, the cleaning effect is reduced. Therefore, Type A operation is confined to a rather narrow area in the transverse and transverse transport directions of the solid phase.
(e)第五条件 浄化区内では雑質の濃度は前端よりより後端に向けて順
次に減少しており、それで結晶洗滌操作として自由液体
は後端より前端に向けて押し進められる。それ故液体を
逆方向、即ち前端より後端に向けるに移行させる事は結
晶の洗滌効果を低下させる事になる。固体相は前端より
後端に向けて移行されるので、固体相内にある滞留液体
は不良の方向に輸送される事になる。これによる損害を
減少するには(1)輸送される固体相内の母液量を低くす
る事と、(2)固体相を輸送中において逆洗することと、
(3)前記二項の方法を同時に並用する事が出来る。(e) Fifth condition In the purification zone, the concentration of contaminants gradually decreases from the front end toward the rear end, so the free liquid is pushed toward the front end from the rear end as a crystal washing operation. Therefore, displacing the liquid in the opposite direction, that is, from the front end toward the rear end reduces the cleaning effect of the crystals. Since the solid phase is transferred from the front end toward the rear end, the stagnant liquid in the solid phase is transported in the defective direction. To reduce the damage due to this, (1) lower the amount of mother liquor in the transported solid phase, and (2) backwash the solid phase during transportation,
(3) The above two methods can be applied at the same time.
(f)第六条件 結晶逆洗器内の雑質濃度と温度とは結晶床内の位置と関
係があり、それらの関係を図で表すことが出来る。雑質
濃度はそれぞれ前端から後端に向けて逓減し、温度は同
方向に向けて昇する。これは溶液の結晶生成温度がその
雑質濃度が逓減されるにつれ昇高する事による。それ故
に、固体相は輸送されるにつれて順次により温かい、精
純な自由液体に出合う。それで固体相内の結晶は加熱さ
れ、その熱は自由液体から得られる。この熱の除去によ
つて、結晶周囲の液体からある量の結晶が出来る。この
現象を洗境界固体化(Wash−front solidification)と
称する。結晶床の最初の可透性(Permeability)が巳に
低いと、この余分の固体の生成は大いに結晶床の可透性
を減少する事になり逆洗を困難にする。こういう場合、
結晶床を一度破壊するか、またはだんだんと高い濃度の
洗滌液で多段式で洗滌操作をする必要がある。(f) Sixth condition The concentration of contaminants in the crystal backwasher and the temperature are related to the position in the crystal bed, and their relationship can be represented by a diagram. The contaminant concentration gradually decreases from the front end to the rear end, and the temperature rises in the same direction. This is because the crystal formation temperature of the solution rises as the concentration of the impurities decreases. Therefore, the solid phase sequentially encounters a warmer, pure free liquid as it is transported. The crystals in the solid phase are then heated and the heat is obtained from the free liquid. This removal of heat creates a certain amount of crystals from the liquid surrounding the crystals. This phenomenon is called wash-front solidification. When the initial permeability of the crystal bed is too low, the formation of this extra solid greatly reduces the permeability of the crystal bed, making backwashing difficult. In this case,
It is necessary to destroy the crystal bed once or perform a multi-stage washing operation with an increasingly high concentration washing solution.
前記の通り、A型操作とB型操作はそれぞれ第一条件と
第二条件を満足する。AB型操作は外の基本条件をあまり
侵害せずに同時に第一条件と第二条件を満足する方法で
ある。これら三種類の操作を次の通り解説する。As described above, the A-type operation and the B-type operation satisfy the first condition and the second condition, respectively. AB type operation is a method that satisfies the first condition and the second condition at the same time without violating the external basic conditions. These three types of operations are explained as follows.
(a)A型輸送操作 A型操作は雑質を滞留液体から自由液体に移行させる速
度を早くする方法である。ただし、二相混合体の縦方向
の撹拌を出来るだけ避ける。A型操作はB型操作と合併
して実施される。局部的かつ横向の撹拌(A型操作)を
固めた結晶床の逆洗操作とか、または圧し詰め操作(B
型操作)と合せて実施する時は、撹拌床内の固体に対す
る母液の量比、M/S比で表す、M/S比は低い程良い。出来
ればM/S比は2.0:1より低いかまたは更に1.5:1より低く
する。M/S比を2:1より高くする必要はない。結晶床を軽
く撹拌する場合にはM/S比を、例えば1:1より低い状態で
操作するとよい。此の方法は本発明を実施する第一方式
に使用される。局部的撹拌は一つ活動腕か活動軸とか支
持壁等の固形物に連結される撹拌翼によつて達成され
る。浸漬とか撹拌作業(A型操作)が排泄操作と合せて
実施されて涸渇餅(B型操作)を形成する時、それに使
れるM/S比はそんなに重要でなく、高いM/S比も使われ
る。此の操作法は本発明を実施する第二方式に使用さ
れ、後で解説する。(a) A-type transport operation The A-type operation is a method for increasing the speed at which contaminants are transferred from the retained liquid to the free liquid. However, avoid vertical stirring of the two-phase mixture as much as possible. Type A operations are performed in combination with Type B operations. Backwashing the crystal bed with localized and horizontal agitation (type A operation) or compaction operation (B
When it is carried out together with the mold operation), the lower the M / S ratio, which is represented by the ratio of the mother liquor to the solid in the stirring bed and the M / S ratio. If possible, the M / S ratio should be lower than 2.0: 1 or even lower than 1.5: 1. The M / S ratio need not be higher than 2: 1. If the crystal bed is stirred lightly, it is advisable to operate with an M / S ratio lower than, for example, 1: 1. This method is used in the first mode of carrying out the present invention. Local agitation is achieved by one active arm or axis, or an agitator blade connected to a solid such as a support wall. When dipping or stirring work (A-type operation) is performed in combination with excretion operation to form a dried rice cake (B-type operation), the M / S ratio used for it is not so important and high M / S ratio is also used. Be seen. This method of operation is used in the second mode of practicing the present invention and is described below.
(b)B型輸送操作 B型輸送操作は結晶間自由空間から雑質量を低減する操
作である。B型輸送操作は逆洗操作排泄操作、圧し詰め
操作、または上記のいずれかの組合せ操作で達成され
る。(b) B-type transport operation The B-type transport operation is an operation for reducing miscellaneous mass from the free space between crystals. The B-type transportation operation is accomplished by a backwash operation, a discharge operation, a compression operation, or a combination operation of any of the above.
A型操作とB型操作を組合せて共軛組を作り、この二段
操作を一度だけかまたは重複する。此の処理法は多段あ
りかつ各段にA-分区とB-分区がある浄化区にて実施され
る。A型操作とB型操作はそれぞれA-分区とB-分区にて
実施される。A-分区とB-分区が別の区にあり、しかもB-
分区内に緻密床を形成させると前記の其の他の基本条件
にも同時に満足される。The A-type operation and the B-type operation are combined to form a common set, and this two-step operation is performed once or twice. This treatment method has multiple stages and is implemented in a purification zone with A- and B-sections on each stage. The A-type operation and the B-type operation are performed in the A-section and the B-section, respectively. A- and B-districts are in different wards, and B-
When a dense bed is formed in the subdivision, the other basic conditions described above are satisfied at the same time.
(c)AB型操作 AB型操作は第一条件と第二条件を同時に満足し、また其
の他の基本条件にも余り妨害しない操作である。本文で
は“A型操作”の項目内にも“AB型操作”を含むし、
“B型操作”の項目内にも“AB型操作”を含む。AB型操
作は局部的な撹拌をし、そして液体の流動に過度の短路
(channelling)が出来ない様にした逆洗操作を合せた
ものである。AB型操作の実例として次に挙る: (i)逆洗を伴う超音波震動; (ii)逆洗を伴う細糸あるいは薄片での撹拌; (iii)逆洗を伴う静態混合(static mixing)。(c) AB type operation The AB type operation is an operation that satisfies the first condition and the second condition at the same time, and does not disturb the other basic conditions so much. In the text, "AB type operation" is included in the "A type operation" item,
The "AB type operation" is also included in the "B type operation" item. The AB operation is a combination of local agitation and a backwash operation which prevents liquid flow from being channeled excessively. Examples of AB-type operations include: (i) ultrasonic vibration with backwash; (ii) agitation with fine threads or flakes with backwash; (iii) static mixing with backwash. .
本発明を実施する第一方式では浄化区内において、洗滌
液で局部的撹拌による結晶洗滌操作(agitated crystal
washing)と定位結晶洗滌操作を(stationary crystal
washing)交互に実施し、固体相と自由液体をお互い反
対方向に移動させ、原料の結晶−母液混合体の精製をす
る。撹拌結晶洗滌操作はA型操作であり、定位結晶洗滌
操作はB型輸送操作である。浄化区は一組の定位洗滌分
区と一組の撹拌洗滌分区を含む。それ等にはそれぞれ前
端と後端がある。この両端はそれぞれ固体相の正常移動
の方向に対しての上流端と下流端を指す。二組の分区は
浄化区の縦方向に沿うて前端から後端へと交互に設置す
る。それ故、撹拌分区は二組の定位分区の間に介在す
る。それ故に浄化区は多数の処理段を包含する。ある処
理段を第n段とすると、その撹拌洗滌分区はA-n分区と
称し、定位洗滌分区はB-n分区と称する。二つの分区は
共軛分区組を形成する。普通は浄化後の結晶を融解して
その一部を初洗滌液として使用する。In the first method for carrying out the present invention, a crystal washing operation (agitated crystal) by local agitation with a washing liquid is performed in the purification zone.
washing) and stereotactic crystal washing operations (stationary crystal
washing) alternately, the solid phase and the free liquid are moved in opposite directions to purify the starting crystal-mother liquor mixture. The stirring crystal washing operation is the A type operation, and the stereotactic crystal washing operation is the B type transportation operation. The purification zone includes a set of stereoscopic washing divisions and a set of stirring washing divisions. Each of them has a front end and a rear end. Both ends refer to the upstream end and the downstream end with respect to the direction of normal movement of the solid phase. Two sets of divisions are installed alternately from the front end to the rear end along the vertical direction of the purification area. Therefore, the stirrer segment is interposed between the two sets of orientation segments. The purification zone therefore contains a large number of treatment stages. When a certain processing stage is the n-th stage, the stirring and washing subdivision is referred to as An subdivision, and the stereotaxic washing subdivision is referred to as Bn subdivision. The two subdivisions form a common subdivision set. Usually, the crystal after purification is melted and a part of it is used as the first washing liquid.
各撹拌分区においては結晶と液体を軽く反復して撹拌
し、結晶団塊を分散転折する事によつて雑質を滞留液体
から自由液体に放出する。撹拌は廻伝軸に連接する活動
翼片によつて達成される。M/S比とは液体量と結晶量と
の比である。撹拌洗滌分区内における二相混合体のM/S
比は低い値、即ち2:1より低い程度もしくはいつそう1.
5:1より低い値を使う。撹拌分区内の二相混合物がM/Sの
比の低い濃密な混合体であるのと軽く横切に撹拌される
のとで広範囲にわたる縦方向の撹拌を抑制する事が出来
る。その上、A-型分区より取り出される固体相内の母液
量を低い値に保つ事が出来る。In each stirring section, the crystals and the liquid are lightly and repeatedly stirred to disperse the crystal nodules to release the impurities from the retained liquid to the free liquid. Agitation is achieved by means of active blades that are connected to the shaft. The M / S ratio is the ratio of the liquid amount to the crystal amount. M / S of Two-Phase Mixture in Stirred and Washed Section
The ratio is low, i.e. less than 2: 1 or when so 1.
Use a value lower than 5: 1. Since the two-phase mixture in the stirring section is a dense mixture with a low M / S ratio and is lightly stirred laterally, it is possible to suppress longitudinal stirring over a wide range. Moreover, the amount of mother liquor in the solid phase taken out from the A-type fraction can be kept low.
定位分区に於いては結晶群は圧し詰められ、自然的に形
成した結晶床の達し得る緻密度より大部緻密度の高い結
晶床を作る。適度に定位分区内の結晶内の緻密度を高め
る事は逆洗滌操作によつてその自由液体から雑質を有効
に減少する事と、その分区から移送される固体相内の母
液の量を減少するのに非常に重要である。固体相と自由
液体は大体相対方向に輸送されるので自由液体と滞留液
体内の雑質濃度は結晶床の位置によつて順次に変化す
る。即ち雑質の濃度は前端から後端へと順次に減少す
る。それ故、この方向に不純液を輸送すると結晶洗滌操
作の効果は落る。固体相はこの方向に輸送されるので、
結晶と一緒に輸送される液体量を減少するか、分区間に
輸送される固体相を輸送中に逆洗する事が重要である。
本発明はこれらの効果を達成する諸方法と、それらに使
用される器具に関するものである。交互に定位と撹拌洗
滌操作を適当に実施するのと分区間で固相と自由液体を
適当に輸送するのとで分区間に輸送される固体相内に滞
留する液体の雑質の量はある限定値に近づかないで、む
しろ幾何級数に近い調子で増々と減少する。そして、浄
化区の後端で非常に高い純度の結晶が得られる。また浄
化区内の温度も順次変化し、前端から後端へ向つて上昇
する。In the stereotaxic group, the crystal groups are compacted to form a crystal bed having a higher density than that of a naturally formed crystal bed. Properly increasing the compactness of the crystals in the stereotaxic compartments effectively reduces the impurities from the free liquid by backwashing and the amount of the mother liquor in the solid phase transferred from the compartments. Very important to do. Since the solid phase and the free liquid are transported in almost relative directions, the concentration of contaminants in the free liquid and the retained liquid changes sequentially depending on the position of the crystal bed. That is, the concentration of contaminants gradually decreases from the front end to the rear end. Therefore, transporting the impure liquid in this direction reduces the effect of the crystal washing operation. Since the solid phase is transported in this direction,
It is important to reduce the amount of liquid transported with the crystals or to backwash the solid phase transported in the segment during transport.
The present invention relates to methods of achieving these effects and the instruments used therein. There is a certain amount of liquid contaminants retained in the solid phase transported to the segment due to proper orientation of alternating orientation and stirring and washing operation and proper transport of solid phase and free liquid in the segment. It does not approach the limit value, but rather decreases gradually with a tone close to a geometric series. Then, crystals of very high purity are obtained at the rear end of the purification zone. In addition, the temperature in the purification zone also changes sequentially and rises from the front end to the rear end.
今述べた本発明を実施する第一方法と現行の筒型結晶器
(column crystallijer)を比較するのが面白い。承知
の通り現行の筒型結晶器は相当深い静態洗滌層を有し、
その浄化区内の滞留液と自由液体内の雑質量は結晶床の
厚さの函数で図に表すと、其の曲線はある暫近値にて近
似的に表示される。それ故、普通の結晶塔で得れる結晶
の純度には限度がある。なお結晶塔内の結晶床の厚さを
増しても余り大してよい効果がない。結晶床は撹拌され
ないで単に塔内に下るだけである。それ故、滞留液内の
雑質はすぐには自由液体へ釈放されない。結晶床内に流
体の短路が出来、短路がそのまま保留されて存在する傾
向がある。それに対し本発明の方法では結晶床は交互に
撹拌を受け次に再形成され、滞留液から雑質を釈放する
事が強化され、各段の逆洗が効果的に達成される。また
各定位洗滌分区の高さは小ではあるが有効的な洗滌がな
される。It is interesting to compare the first method of practicing the invention just described with the current column crystallijer. As you know, the current tubular crystallizer has a fairly deep static cleaning layer,
When the residual liquid in the purification zone and the miscellaneous mass in the free liquid are shown in the figure as a function of the thickness of the crystal bed, the curve is approximately displayed at some near value. Therefore, there is a limit to the purity of crystals that can be obtained in an ordinary crystal tower. It should be noted that increasing the thickness of the crystal bed in the crystal tower has no significant effect. The crystal bed simply descends into the column without stirring. Therefore, the contaminants in the retained liquid are not immediately released into the free liquid. A short circuit of the fluid is created in the crystal bed, and the short circuit tends to be retained as it is. On the other hand, in the method of the present invention, the crystal beds are alternately stirred and then re-formed to enhance the release of foreign matters from the retention liquid and effectively achieve the backwash of each stage. Moreover, although the height of each stereotactic cleaning section is small, effective cleaning is performed.
本発明を実施する第二方法においては幾つかの結晶洗滌
と結晶涸渇操作を適度にかつ交互に実施し、かつ固体相
と自由液体と殆ど逆流に近い方式で輸送する事によつて
浄化作業が行れる。結晶撹拌洗滌操作はA型輸送操作
で、結晶涸渇作業はB型輸送操作である。この系統には
初歩結晶涸渇区多数処理段を含む主要浄化区と結晶融解
区を含む。例えば第n処理段にはA-n分区と称する撹拌
洗滌分区とB-n分区と称する涸渇分区があり、二つの分
区は一つの共軛組の分区となる。それ故、浄化区は一組
の結晶洗滌分区と一組の結晶涸渇分区を含み、この両組
の分区を順次にまた交互に直線または曲線に沿つて配列
配置する。固体相と自由液体とは反対方向に、交互に両
組の分区を通過して輸送される。In the second method for carrying out the present invention, some purification operations and depletion operations of crystals are appropriately and alternately carried out, and the purification operation is carried out by transporting the solid phase and the free liquid in a nearly backflowing manner. I can go. The crystal stirring and washing operation is the A type transportation operation, and the crystal depletion operation is the B type transportation operation. This system includes a primary purification zone, which contains multiple treatment stages for primary crystal depletion zone, and a crystal melting zone. For example, in the n-th processing stage, there are an agitation and washing subdivision called an An subdivision and a dry depletion subdivision called a Bn subdivision, and the two subdivisions are one subdivision of a joint group. Therefore, the purification zone includes a set of crystal washing subdivisions and a set of crystal depletion subdivisions, the two subdivisions being arranged sequentially and alternately along a straight line or curve. The solid phase and the free liquid are transported in opposite directions and alternately through both sets of compartments.
第n処理段はA-n分区と称する撹拌結晶洗滌分区とB-n分
区と称する結晶涸渇分区からなる。一つの処理段内にあ
る二つの分区は共軛分区となる。A-n分区と言う洗滌分
区から出て来た湿つた固相(KA)nはその共軛分区(B-n分
区)で涸渇され母液(IB)nと涸渇固体相(KB)nに分離され
る。涸渇固体相は後端に向いた方向で次の後続する洗滌
分区、A-(n+1)分区に輸送される。涸渇固体相(KB)
nはある量の結晶(SB)nとある量の滞留液(MB)nを含む。
母液(IB)nは第一部(JB)nと第二部(LB)nに分けられ、そ
れぞれ段内廻流液と段間輸送液となる。前者は元来の洗
滌分区に廻流し、後者は前端への方向に向けてその前の
洗滌分区、A-(n-1)分区へ輸送される。涸渇固体相の
滞留液量に対する段間輸送液量の比、即ち(MB)nの量に
対する(LB)nの量の比は結晶浄化作業の効果を決定する
のに大事な因子である。洗滌効果はこの比例、(LB)n/(M
B)n、が増大するにつれてよくなる。この比は洗滌比Rn
とも表す。洗滌比は(LB)nを増大するか、(MB)nを減少す
るか、あるいは両者を併用する事によつて増加する事が
出来る。高い(LB)n値を得るには大量に結晶の融解物を
回流する事を必要とし熱量の消費が高くなる。それ故、
(MB)nを減少する事によつて希望する洗滌比を得るのが
望まれる。しかし実際上には得られる涸渇度に限度があ
る。高度の涸渇度をうるには高価な遠心分離器による操
作を必要とする。低度の涸渇度では洗滌比が小になり、
結晶の純化の程度が低くなる。The n-th processing stage consists of an agitated crystal washing section called an An section and a crystal depletion section called a Bn section. The two subdivisions within one processing stage are shared subdivisions. ShimeTsuta solid phase (K A) n, which came out of the washing fraction District say that An amount Ward is separated into its Kyoyaku minute District depleted by the mother liquor (Bn minute-ku) (I B) n and depletion solid phase (K B) n It The depleted solid phase is transported in the direction toward the rear end to the next subsequent washing section, the A- (n + 1) section. Depleted solid phase (K B)
n contains a certain amount of crystals (S B ) n and a certain amount of retention liquid (M B ) n.
The mother liquor (I B) n first part (J B) n and a second part (L B) is divided into n, the respective stages in Kairyu liquid interstage transport liquid. The former is circulated to the original washing subdivision, and the latter is transported toward the front end to the preceding washing subdivision, A- (n-1) subdivision. The ratio of the inter-stage transporting fluid amount to the retentate of depletion solid phase, i.e. (M B) n (L B ) n The ratio of relative amounts of is the important factor in determining the effect of the crystal cleanup . The cleaning effect is proportional to this, (L B ) n / (M
B ) n, the better it gets. This ratio is the cleaning ratio R n
Also expressed. Washing ratio (L B) or to increase the n, (M B) to reduce the n or, or it can be by connexion increase to be used in combination with each other. High (L B) increases the consumption of heat and requires that you circumfluence a melt of large quantities crystals to obtain the n value. Therefore,
It is desirable to obtain the desired wash ratio by reducing (M B ) n. However, in practice, there is a limit to the degree of dryness that can be obtained. Achieving a high degree of depletion requires operation with expensive centrifuges. At low dryness, the wash ratio will be small,
The degree of crystal purification is low.
結晶涸渇操作により、大部分の自由液体は結晶自由空間
から排泄され、気相が大部分の自由空間を占めてしま
う。それ故、大部分の雑質は結晶間自由空間から除れ
る。涸渇固体相内に少しの滞留液体が留まる。洗滌液を
涸渇固体相に加えると、洗滌液は自由液体となり、滞留
液内の雑質は自由液体に輸送される。この操作は単なる
浸漬操作、あるいは浸漬と軽度の撹拌で達成される。そ
れ故、涸渇操作をB型輸送操作に使われる場合、単に浸
漬操作とか軽度の撹拌を伴う浸漬操作をA型輸送操作に
使われる。それ故、第二方式操作中の撹拌結晶洗滌操作
を浸漬操作で取替える事が出来る。Due to the crystal depletion operation, most of the free liquid is excreted from the crystal free space and the gas phase occupies most of the free space. Therefore, most of the impurities are excluded from the intercrystalline free space. A small amount of retained liquid remains in the depleted solid phase. When the washing liquid is added to the depleted solid phase, the washing liquid becomes a free liquid, and the foreign matters in the retention liquid are transported to the free liquid. This operation can be accomplished by a simple dipping operation, or dipping and light agitation. Therefore, when the depletion operation is used for the type B transportation operation, only the immersion operation or the immersion operation with slight agitation is used for the type A transportation operation. Therefore, the stirring crystal washing operation in the second system operation can be replaced by the dipping operation.
第二方式の操作には多段にて交互に洗滌と涸渇操作があ
る。それでも注意しなければならないのはこれらの操作
ではある適宜で軽度の洗滌とある適度の涸渇作業をする
だけで総体的に高度の純化が得れる。この様な多段法は
主として定位結晶洗滌のみによつて純化を求める現行の
筒型結晶器による純化法に勝る。またこの様な多段法は
主として母液の排泄のみによつて純化作業を達成する遠
心分離精製法にも勝る。言い替れば、優秀な方法が結晶
洗滌と結晶涸渇作業を適度に繰り返して行う事によつて
得れる。前節に説明した修正された第二方式の操作につ
いても同じ事が言える。The second type of operation involves washing and depleting alternately in multiple stages. It should be noted, however, that these procedures generally result in a high degree of purification with only a modest, mild washing and some depletion. Such a multi-stage method is superior to the existing purification method using a tubular crystallizer, which requires purification only by washing the oriented crystal. In addition, such a multi-stage method is superior to the centrifugal purification method in which the purification work is achieved mainly by excretion of the mother liquor. In other words, an excellent method can be obtained by appropriately repeating the crystal washing and the crystal depletion work. The same applies to the modified second method of operation described in the previous section.
本発明の方法は連続式でもあるいは回分式でも共に適用
出来る。回分式による純化法は一つあるいは一つ以上の
結晶洗滌器にて回分的に逆洗滌作業によつて純化作用を
達成する。ある分量の混合物原料は一つの容器に導入さ
れそれを最初床(KB)oとする。それは浸漬床かまたは涸
渇床である。その結晶床はそれから交互的にA型とB型
操作で洗滌される。回分操作においては第n次のA型操
作とB型操作を夫々A-n操作とB-n操作と称する。それで
A型操作は順次にA-1,A-2,-----、A-n、‐‐‐‐、A-M
操作;B型操作は順次にB-1,B-2、‐‐‐‐‐、B-n、‐‐
‐‐‐、B-N操作と表示する。A-n操作後の結晶床を(KA)
nと表示し、B-n操作後の結晶床を(KB)nと表示する。連
続方法で使つた術語をそのまま使つてこれらの結晶床を
“分区間に輸送される固体相(Inter sub−Zone transf
er solid phase)”または単に“固体相(solid phas
e)”と称する。多数の結晶洗滌器がある系列において
は、浄化区の前端と後端はそれぞれ原料混合物が導入さ
れる位置と初洗液の導入する位置を示す。それ故前端と
後端と称される位置は時間によつて移動する。この様な
系列では、結晶洗滌器は順次にA-1,B-1,A-2,B-2,----
-、A-n,B-n,-----、A-NとB-N分区となり、ある結晶洗滌
器内の結晶床は順次に(KA)1、(KB)1、(KA)2、(KB)2、‐
‐‐‐‐、(KA)n、(KB)n、‐‐‐‐‐、(KA)Nと(KB)Nと
なる。連続法に使つた術語に従い、これらの操作と実施
した後に結晶洗滌器内に存在する結晶床を同じく“分区
間に輸送される固体相”と称する。The method of the present invention can be applied to both a continuous system and a batch system. The batch-type purification method achieves the purification effect by backwashing batchwise in one or more crystal washers. Mixture material of a certain quantity is introduced into one container it the first bed (K B) o. It is a dipping bed or a depletion bed. The crystal bed is then washed in alternating A and B operations. In the batch operation, the nth-order A-type operation and the B-type operation are referred to as An operation and Bn operation, respectively. So type A operation is sequentially A-1, A-2, -----, An, ‐‐‐, AM
Operation; B type operation is B-1, B-2, -----, Bn, -----
---, BN operation is displayed. Crystal bed after An operation (K A )
It is indicated as n, and the crystal bed after Bn operation is indicated as (K B ) n. Using the terminology used in the continuous method as is, these crystal beds can be “inter-sub-zone transf
er solid phase ”or simply“ solid phas
e) ”. In a series with a large number of crystal washer, the front and rear ends of the purification zone indicate the position where the raw material mixture is introduced and the position where the first washing liquid is introduced. In such a series, the crystal washers are sequentially A-1, B-1, A-2, B-2, ----
-, An, Bn, -----, AN and BN subdivisions, and the crystal beds in a crystal washing machine are (K A ) 1 , (K B ) 1 , (K A ) 2 , (K B ) 2 ,-
---, (K A ) n, (K B ) n, ----------, (K A ) N and (K B ) N. In accordance with the nomenclature used for the continuous process, the crystal bed present in the crystal wash after these operations and implementations is also referred to as "solid phase transported to the section".
本発明を実施する第三方式は多数の結晶洗滌器を使つて
回分的に結晶を逆洗する方法である。ある量の結晶‐母
液混合物を原料混合物として一つの結晶洗滌器に入れ、
液体を排泄して初涸渇床(KB)0と母液(LB)0を作る。母液
(LB)0は系列から残渣液として排泄される。初涸渇床
(KB)0はそれから順次に洗滌液(LB)1、(LB)2、‐‐‐‐
‐、(LB)Nと(LB)N+1で洗滌し続いて、それぞれ母液(LB)
1、(LB)2、‐‐‐‐‐、(LB)N-1と(LB)Nを釈放して、涸
渇床(KB)1、(KB)2、‐‐‐‐‐、(KB)N-1と(KB)Nとな
る、という様な一系列の浸漬と涸渇作業を繰り返して洗
滌される。n回の浸漬と涸渇作業を行つた後の涸渇固体
相は浄化された固体相である。この浄化固体相は融解さ
れて熔融液となる。一部の熔融液は浄化製品とし、また
残りの部分は初洗液(LB)N+1にする。初母液(LB)1は残渣
液とし系統外に排出する。そこで注目される事は、涸渇
された結晶床、結晶床(KB)0、(KB)1、‐‐‐‐‐、(KB)
N-1と(KB)Nとの結晶間空間は殆ど気相で占められて居
る。それ故、これらの各涸渇床の固相量に対する母液量
の比は小である。第三方式の操作は別のA型操作で取替
える事が出来る。例えば、浸漬作業をする所で局部的撹
拌洗滌作業をする。あるいは別のB型操作で取替えるこ
とが出来る。例えば涸渇作業をする所で逆洗作業する。
操作手順は前にも述べたのとほぼ同じだが固体床
(KB)1、(KB)2、‐‐‐‐‐、(KB)Nは浸漬床である事だ
けが違う。The third method of practicing the present invention is a method of backwashing the crystals in batches using a large number of crystal washers. Put a certain amount of crystal-mother liquor mixture as raw material mixture into one crystal washing machine,
And excrete liquid create a first depletion floor (K B) 0 and a mother liquor (L B) 0. Mother liquor
(L B) 0 is excreted as the residual liquid from the series. First dry bed
(K B ) 0 is then the cleaning solution (L B ) 1 , (L B ) 2 , ----
-, Washed with (L B ) N and (L B ) N + 1 , followed by mother liquor (L B )
1 , (L B ) 2 , ‐‐‐‐‐, (L B ) N-1 and (L B ) N are released, and the dry bed (K B ) 1 , (K B ) 2 , ‐‐‐‐ -, (K B ) N-1 and (K B ) N, and so on. The depleted solid phase is the clarified solid phase after performing n immersions and depletion operations. This purified solid phase is melted and becomes a melt. Part of the melt is the purified product, and the rest is the first wash liquid (L B ) N + 1 . Hatsuhahaeki (L B) 1 is discharged to the system outside of the residual liquid. Therefore Noteworthy it is depleted crystals bed, crystal bed (K B) 0, (K B) 1, -----, (K B)
The intercrystalline space between N-1 and (K B ) N is mostly occupied by the vapor phase. Therefore, the ratio of the amount of mother liquor to the amount of solid phase in each of these depleted beds is small. The operation of the third method can be replaced by another type A operation. For example, local stirring and washing work is performed at the place where the dipping work is performed. Or it can be replaced by another B-type operation. For example, backwashing work is done at the place where the dry work is done.
The operating procedure is almost the same as described above, but with a solid bed
(K B) 1, (K B) 2, -----, (K B) N only it is immersed floor is different.
本発明を実施する第四方式は一組の撹拌結晶洗滌分区と
一組の固体相輸送分区とを交互に、順次に第一位置から
第二位置へと設置する浄化区で浄化精製を完成する。撹
拌結晶洗滌操作はA型操作で、固体輸送操作はB型操作
である。そしてその上に次の様な特徴がある: (a)固体相は順次に両組の分区を第一位置から第二位置
へと両方共通通過して輸送される。The fourth method for carrying out the present invention completes purification and purification in a purification zone in which a set of stirred crystal washing fractions and a set of solid phase transport fractions are alternately and sequentially installed from the first position to the second position. . The stirring crystal washing operation is the A type operation, and the solid transport operation is the B type operation. On top of that, there are the following features: (a) The solid phase is sequentially transported through both sets of compartments from both the first position to the second position in common.
(b)一部の自由液体は両組の分区を通過し殆ど固体相の
輸送方向と逆方向に両組の各分区を通じて輸送される。(b) Some free liquids pass through both sets of compartments and are transported almost in the opposite direction to the transport direction of the solid phase through each pair of compartments.
(c)残りの自由液体は浄化区を通過し、固体相輸送分区
をバイパスして、殆ど固体相の主なる輸送方向と逆方向
に輸送される。(c) The remaining free liquid passes through the purification zone, bypasses the solid phase transport zone, and is transported almost in the direction opposite to the main transport direction of the solid phase.
この方式での操作は洗滌効果が増進される上に系内の圧
力降下が小さい等の優点があり、しかも割に細かい結晶
を含む混合体をも処理が出来る。The operation of this system has the advantages that the cleaning effect is enhanced and the pressure drop in the system is small, and it is possible to treat a mixture containing relatively fine crystals.
本発明を実施する第五方式は一組の撹拌をしない洗滌分
区と一組の固体相輸送分区を交互に設置する浄化区で浄
化精製を完成する。固体相は撹拌をしない洗滌分区と固
体相輸送分区を両方共に通過する。大部分の自由液体
は、固体相輸送分区をバイパスし、ただ撹拌をしない洗
滌分区のみを通過する。この方式の操作は、A型操作と
B型操作を固体相輸送分区で同時に実施し、B型操作は
撹拌をしない洗滌分区で実施する。The fifth method for carrying out the present invention completes purification and purification in a purification zone in which a set of non-stirred washing zones and a set of solid phase transport zones are alternately installed. The solid phase passes through both the washing partition without stirring and the solid phase transport partition. Most free liquids bypass the solid phase transport compartment and only pass through the unwashed wash compartment. In this type of operation, the A-type operation and the B-type operation are simultaneously carried out in the solid phase transport section, and the B-type operation is carried out in the washing section without stirring.
ある方式の操作では、A型輸送操作とB型輸送操作の効
果が同時に実現される。使用例としては、横向方向に超
音震動で撹拌する逆洗洗滌塔、廻転する垂直細糸あるい
は薄片が附いている逆洗洗滌塔、静態撹拌器(スタチツ
クミキサー)の附いた逆洗塔等がある。これらの撹拌方
式を次に説明する。In one type of operation, the effects of type A and type B transport operations are realized simultaneously. Examples of use include a backwashing and washing tower that is agitated by supersonic vibration in the horizontal direction, a backwashing and washing tower that is equipped with rotating vertical filaments or flakes, and a backwashing tower that has a static mixer (static mixer). There is. These stirring methods will be described below.
(a)超音波震動で撹拌する逆洗器 結晶‐液体層を超音波震動で撹拌すると、滞留液体より
自由液体への雑質の輸送速度が増大し、流体が短路しな
い状態で結晶床を洗滌出来、第一と第二の基本条件を同
時に同じ処理圧内で満足する事が出来る。(a) Backwasher that stirs with ultrasonic vibration When the crystal-liquid layer is stirred with ultrasonic vibration, the transport rate of contaminants from the retained liquid to the free liquid increases, and the crystal bed is washed without the fluid short-circuiting. Yes, the first and second basic conditions can be satisfied simultaneously within the same processing pressure.
(b)薄片あるいは細糸で撹拌をする逆洗器 適当な断面のあるブレードで結晶床層を押し通すと、ブ
レードの前方にある固体と液体は外に押し出され、固体
と液体はブレードの後面へ移動する。固体と液体がブレ
ードの裏側に移り込む時、液体は割に早く移り込むので
短絡路(Channelling Passes)を形成する。形成する短
絡路の大小はブレードの断面と廻転数が増加するにつれ
て増加する。それ故、運動方向に垂直方向の断面が小さ
いブレードを使用し、適度の廻転速度で撹拌すると、余
り液体の短絡路(Channelling Path)を作らずに第一と
第二条件を同時に満足する事が出来る。(b) Backwasher that stirs with thin slices or fine threads When a crystal bed layer is pushed through with a blade having an appropriate cross section, solids and liquids in front of the blades are pushed out, and solids and liquids are transferred to the rear surface of the blades. Moving. When solids and liquids migrate to the backside of the blade, the liquids migrate relatively quickly and form short circuit paths. The size of the formed short circuit increases as the blade cross section and the number of turns increase. Therefore, if a blade with a small cross section in the direction perpendicular to the direction of motion is used and stirring is carried out at an appropriate rotation speed, it is possible to satisfy the first and second conditions at the same time without creating too much liquid channeling path (Channeling Path). I can.
(c)静態混合器の附いた逆洗器 (Couhter Washer with a static Mixer) 静態撹拌器(static mixer)または管内不動混合器(in
−line motionless mixer)はケニクス社(Kenics Corp
oration)とコツクエンヂニアリング社(Koch Engineer
ing Corporation)で製作販売されている。ケニクス混
合器は外管内面に一系列の螺旋形葉片を特定の位置に固
定する。その特別な管型設計で流体は分割され特有の形
状で流れ、同時に半径方向で混合(radisl mixing)さ
れる。(c) Couhter Washer with a static Mixer A static mixer or static mixer in pipe (in
-Line motionless mixer is Kenics Corp.
oration) and Koch Engineering (Koch Engineer
ing Corporation) is manufactured and sold. The Kenics mixer fixes a series of spiral leaflets on the inner surface of the outer tube in a specific position. With its special tubular design, the fluid is split and flows in a unique shape, while being radially mixed.
(i)流体の分流(Flow Division) 静態混合器の中においては、処理される流体は層流体
(laminar flow)で流れ一葉片の前端で二流に分割さ
れ、葉片の形状に従つて流れる。そして後部にある諸葉
片にて、更に分割され、指数函数的に多層を形成する。
nを葉片の数とすれば形成される層の数は2nである。こ
の操作で滞留液より自由液への雑質の拡散速度が増加さ
れる。(i) Flow Division In a static mixer, the fluid to be treated is a laminar flow and is divided into two streams at the front end of one leaf piece and flows according to the shape of the leaf piece. Then, the leaf pieces in the rear part are further divided into exponentially functioning multilayers.
The number of layers formed is 2 n, where n is the number of leaf pieces. By this operation, the diffusion rate of foreign substances from the retained liquid to the free liquid is increased.
(ii)半径方向の混合(Radial Mixing) 層流(laminar flow)でも乱流(turbulent flow)にお
いても、静態混合器内にて処理される流体はその各自の
流動中心(hydraulic center)の周囲で廻転循環をし、
そのために流体は半径方向にて混合(radial mixing)
される。全部の処理される物は連続的にまた完全にお互
いに混合しあう。その結果として半径方向の温度、速度
と処理される物の組成分の各因素は殆ど消滅される。多
数の葉片による流体の分割による多数層の生成と廻転循
環による半径方向の混合により静態混合器は雑質を滞留
液体区から自由液体区へ輸送することを増進する。静態
混合器は短絡路の形成も押える事が出来る。それ故、静
態混合器内で逆洗すれば第一条件と第二条件を同時に満
足させることが出来る。固体床を静態混合を通過して輸
送すると相当な摩擦力損失が生ずるので大きな推し通す
力が必要である。それ故、摩擦力損失と雑質輸送の増進
の程度の平衡を考慮する必要がある。多数の葉片が附い
た静態混合器を使つて結晶を浄化する事が出来る。(ii) Radial Mixing In both laminar flow and turbulent flow, the fluids treated in the static mixer are surrounded by their respective hydraulic centers. Circulates,
Therefore the fluids are mixed radially.
To be done. All the products to be processed are continuously and completely mixed with one another. As a result, the radial temperature, velocity, and constituent factors of the composition to be treated are almost eliminated. The static mixer enhances the transport of contaminants from the stagnant liquid compartment to the free liquid compartment by creating multiple layers by fluid splitting by multiple leaf pieces and radial mixing by tumbling circulation. The static mixer can suppress the formation of short circuit. Therefore, the first condition and the second condition can be satisfied at the same time by backwashing in the static mixer. Transporting a solid bed through static mixing results in considerable frictional loss and thus requires large thrust forces. Therefore, it is necessary to consider the equilibrium between the degree of frictional force loss and the degree of promotion of foreign matter transportation. Crystals can be purified using a static mixer with many leaf pieces.
固化法は二種類ある。第一種は溶剤の結晶化法(または
融解物からの結晶化)で、第二種は溶質の結晶化法であ
る。前者の例としては90%のパラ‐キシレンと10%のメ
タ‐キシレンを含む原料混合物を部分固化させる(frac
tional solidification)方法である。この例ではパラ
‐キシレンは溶剤でもあり、結晶化するのもパラ‐キシ
レンである。結晶の主成分を第一成分と申す。この例で
は固体‐液体の原料混合物の浄化において、殆ど純粋な
パラ‐キシレン(第一成分)を初洗液に使う。後者の例
としては第一溶質の結晶化をする。例えば塩化カリ(第
一溶質)と塩化ナリトウム(第二溶質)を含む水溶液か
ら結晶化をすると、結晶の主成分は塩化カリでこれが第
一成分である。この場合原料混合物の浄化は水あるいは
塩化カリの水溶液を初洗液に使う。使つた初洗液は第一
成分の融解物ではない。There are two types of solidification methods. The first type is a solvent crystallization method (or crystallization from a melt), and the second type is a solute crystallization method. As an example of the former, the raw material mixture containing 90% para-xylene and 10% meta-xylene is partially solidified (frac
tional solidification) method. In this example para-xylene is also a solvent and it is the para-xylene that crystallizes. The main component of the crystal is called the first component. In this example, almost pure para-xylene (first component) is used as the initial washing liquid in the purification of the solid-liquid raw material mixture. An example of the latter is crystallization of the first solute. For example, when crystallization is performed from an aqueous solution containing potassium chloride (first solute) and sodium chloride (second solute), the main component of the crystal is potassium chloride, which is the first component. In this case, for the purification of the raw material mixture, water or an aqueous solution of potassium chloride is used as the initial washing liquid. The first wash used is not a melt of the first component.
図面の簡単な説明 第1図は未だに緻密化(consolidate)されて居ない結
晶床を示す。それには結晶団塊(agglomerates of erys
tals)が団塊間の自由液体によつて分けられて居る所が
見られる。また各団塊内には結晶滞留液体と団塊内の自
由液体(intra agglomerata free liquid)がある。第
2図は緻密化された結晶床の構造を示して居る。BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 shows a crystal bed that has not yet been consolidated. It has agglomerates of erys
tals) can be seen divided by the free liquid between the nodules. Within each nodule there is a crystal retention liquid and an intra agglomerata free liquid. FIG. 2 shows the structure of the densified crystal bed.
第3図Aは第一基本条件として説明した滞留液体(reta
ined liquid)から雑質を自由液体(free liquid)に輸
送する情況を示す。第3図Bは第二基本条件として説明
した結晶間自由空間(intercrystalline free space)
から雑質の量を減らす情況を示す。第4図A乃至第4図
Cは撹拌による結晶洗滌と逆洗作業を示す。第5図A乃
至第5図Cは結晶浸漬操作(crystal soaking operatio
n)と母液排泄操作(mother liquor draining operatio
n)を示す。FIG. 3A shows the retained liquid (reta described as the first basic condition).
The situation of transporting miscellaneous materials from an ined liquid to a free liquid is shown. FIG. 3B shows the intercrystalline free space explained as the second basic condition.
It shows the situation to reduce the amount of miscellaneous substances. FIGS. 4A to 4C show crystal washing and backwashing operations by stirring. 5A to 5C show a crystal soaking operation.
n) and mother liquor draining operatio
n) is shown.
第6図は本発明を実施する第一方式(first mode)の浄
化区(purification zone)を示す。浄化区は一組の定
位洗滌分区(stationary washing sub−zones)(図に
は5分区ある)と一組の撹拌洗滌分区(agitated Washi
ng sub−zones)(図には同じく5分区ある)を交互に
排置し、撹拌分区は上下両組の定位分区に連接する。そ
こで旋廻ブレード(rotating blades)は撹拌エレメン
ト(agitation elements)であり、廻転軸(rotating s
haft)に連結している。第7図は普通の筒型結晶器(co
nventional columncrystallizer)と第6図に示した結
晶浄化塔で結晶洗滌操作を実施した場合の成績を比較し
た図である。第一本線と第二本線はそれぞれ普通の筒型
結晶器における滞留液体と自由液体中に含まれる雑質の
濃度分布を浄化段の深度の間にある函数関係を示して居
る。液体中の雑質濃度はある限界値に接近するのが見ら
れる。それ故、収穫する結晶の純度もその限界値に接近
するだけである。第三本線と第四本線はそれぞれ第6図
に示した精製塔における同じ様な濃度分布を区数の函数
として示したものである、分区中の相対点における雑質
濃度は持続的に幾何級数に近い関係で減少しているのが
見られる。それ故、この精製塔で高純度の結晶が収穫出
来る。FIG. 6 shows a first mode of purification zone for carrying out the present invention. The purification area consists of a set of stationary washing sub-zones (there are 5 areas in the figure) and a set of agitated Washi areas.
ng sub-zones) (there are also 5 subdivisions in the figure) are alternately discharged, and the agitation subdivision is connected to the stereotactic subdivisions of both upper and lower groups. Therefore, rotating blades are agitation elements, and
haft). Fig. 7 shows an ordinary tubular crystallizer (co
(nventional column crystallizer) and the crystal cleaning tower shown in FIG. The 1st main line and the 2nd main line show the function relationship between the concentration distributions of the impurities contained in the retained liquid and the free liquid in the ordinary tubular crystallizer, respectively, between the depths of the purification stage. The contaminant concentration in the liquid is seen to approach some limit. Therefore, the purity of the harvested crystals only approaches its limit. The third main line and the fourth main line respectively show the same concentration distribution in the purification column shown in Fig. 6 as a function of the number of plots. It can be seen that it is decreasing due to the relationship close to. Therefore, high-purity crystals can be harvested in this purification tower.
第8図は一つの主要処理区(main processing zone)と
一つの結晶融解区(crystal melting zone)から組合せ
た結晶浄化系統を示す。主要処理区には多数の処理段
(Processing stages)を含む。図上には1段乃至5段
の5ケの処理段を示している。主要処理区内にある一つ
の処理段、例えば第n段とすると、それには一つのA-n
分区と称する洗滌分区と一つのB-n分区と称する結晶涸
渇分区を含む。この二つの分区は一つの共軛分区組(co
njugated set of sub−zone)を形成する。涸渇された
原料混合物(KB)0を主要処理区に導入する。固相は継続
的に主要処理段を通過し、各段の洗滌分区とそれから涸
渇分区を経過して輸送される。これらの固体相物を夫々
(KA)1、(KB)1、(KA)2、(KB)2、(KA)3、(KB)3、(KA)4、
(KB)4、(KA)5と(KB)5とす。浄化され、涸渇された固体
相(KB)5は最終段から出て来る、それを結晶融解器で融
解し、晶融液(crystal melt)となる。晶融液の一部を
浄化製品Dとし、その残りを洗滌液(LB)6として主要処
理区にもどす。結晶涸渇分区には簡単な過装置が表示
されている。この浄化系統では撹拌洗滌はA型輸送操作
で、涸渇作業はB型輸送操作である。B-n分区を離れる
固体相は涸渇餅(draind cake)である。第9図は第8
図中の浄化系統の操作成績を表示する。最終段を離れる
雑質濃度(ZB)Nと原料混合物中の三滞留液の雑質濃度
(ZB)0にどういう関係があるか、洗滌比と段数の関係も
表示される。この図も高度の浄化が比較的小い洗滌比を
使つて実用に向く程度の段数を有する操作で達成される
ことがわかる。FIG. 8 shows a crystal purification system combining one main processing zone and one crystal melting zone. The main processing area includes a large number of processing stages. In the figure, five processing stages from 1 to 5 are shown. If there is one processing stage in the main processing area, for example, the nth stage, it has one An
It includes a cleaning partition called a partition and a crystalline depletion partition called one Bn partition. These two subdivisions are combined into one group (co
njugated set of sub-zone). The depleted raw material mixture (K B ) 0 is introduced into the main treatment area. The solid phase continuously passes through the main treatment stages and is transported through the washing and depletion zones of each stage. Each of these solid phase products
(K A ) 1 , (K B ) 1 , (K A ) 2 , (K B ) 2 , (K A ) 3 , (K B ) 3 , (K A ) 4 ,
(K B ) 4 , (K A ) 5 and (K B ) 5 . The purified, depleted solid phase (K B ) 5 emerges from the final stage, it is melted in a crystal melter and becomes a crystal melt. Some of AkiraTorueki a purification product D, back to the main processing ku the remainder as washing liquid (L B) 6. A simple pass-through device is displayed in the crystal depletion zone. In this purification system, agitation and washing is type A transportation operation, and depletion work is type B transportation operation. The solid phase leaving the Bn subdivision is a drained cake. FIG. 9 is the eighth
The operation results of the purification system in the figure are displayed. Contaminant concentration (Z B ) N leaving the final stage and contaminant concentration of the three retained liquids in the raw material mixture
The relation between the washing ratio and the number of steps is also displayed, showing how (Z B ) 0 is related. This figure also shows that a high degree of purification is achieved by using a relatively small washing ratio and an operation having a number of stages suitable for practical use.
第10図に示した処理区中では多数の軸を廻転させ、それ
に連結する多数の小さい撹拌ブレードの運動によつて区
内の二相混合物に横切方向の撹拌作業を給える。この図
は第6図に示した撹拌分区と非撹拌分区を大幅に縮小し
た型のものである。それは撹拌結晶洗滌と逆洗が同時に
実施される系統でもある。第11図は撹拌洗滌と逆洗が各
分区内で同時に実施される処理区を示す。それは単一連
続式浄化区あるいは幾多の浄化分区であつてもよい。固
体と自由液体は相対方向に輸送される、二相は横切る方
向に撹拌され、二相の局部化混合を引き起すことも示
す。横切向撹拌区域における液体量と結晶量の比は低い
値に維持するがよい、2:1より小であるかあるいはもつ
と減して1.5:1より小でも良いが充填床(packed bed)
のその比例値よりは高いことである。そうすると二相混
合物の粘性(consistency)が高くなる。第12図に示し
た浄化区では区内の二相混合物の横切向撹拌が超音波震
動(ultrasonic vibrations)によつて達成されて居
る。第13図に示される浄化区では二相の局部的撹拌と逆
洗作業が同時に実施されることを示す。局部的撹拌は多
数の細糸を廻転するかあるいは薄片を回転させ、流体の
短絡路(channelling paths)の形成を抑制する。In the treatment zone shown in FIG. 10, a large number of shafts are turned around and the movement of a number of small stirring blades connected thereto feeds the two-phase mixture in the zone with a transverse stirring operation. This figure is a greatly reduced type of the stirring and non-stirring sections shown in FIG. It is also a system in which the stirring crystal washing and back washing are carried out simultaneously. FIG. 11 shows a treatment area in which stirring and washing and backwashing are simultaneously performed in each division. It may be a single continuous purification zone or multiple purification zones. It is also shown that the solid and free liquid are transported in relative directions, the two phases are agitated transversely, causing localized mixing of the two phases. The liquid-to-crystal ratio in the transverse agitation zone should be kept low, but may be less than 2: 1 or even reduced to less than 1.5: 1 but packed bed
Is higher than its proportional value. This will increase the consistency of the two-phase mixture. In the purification area shown in Fig. 12, the transverse stirring of the two-phase mixture in the area is achieved by ultrasonic vibrations. In the purification area shown in Fig. 13, it is shown that two-phase local agitation and backwashing work are performed simultaneously. Local agitation rotates a large number of fine threads or spins the flakes, suppressing the formation of fluid channeling paths.
第14図は原料送入区、結晶浄化区と結晶融解区とがある
結晶浄化系(crystal purification unit)を示す。浄
化区は一組の静態洗滌分区(図中には5個ある)と一組
の撹拌洗滌分区(図中には4個ある)を含むそれらは交
互に配置される。そうすると一つの撹拌分区は上下二つ
の静態分区に連接される。第14図aは静態分区における
横断面を示す。そこには調節板が分区に設置され、緻密
床(compacted bed)の維持を助けると同時に隣接の撹
拌分区の撹拌器により撹拌される事を妨げる。第14図b
は撹拌分区内の固体と液体の局部撹拌を促進する撹拌器
を示す。第14図cは静態分区内で結晶床を緻密化する傾
斜翼のついた廻転器を示す。第14図dは削刀のついた廻
転多孔板を示す。それは静態分区中の床を支持すると共
に分区から固体相を輸送もする。FIG. 14 shows a crystal purification unit having a raw material feeding zone, a crystal purification zone and a crystal melting zone. The purification zone includes a set of static washing divisions (5 in the figure) and a set of stirring washing divisions (4 in the figure), which are alternately arranged. Then, one agitated subdivision is connected to the upper and lower two static subdivisions. FIG. 14a shows a cross section in the static segment. There is a control plate installed in the partition to help maintain a compacted bed and prevent it from being agitated by an agitator in an adjacent agitated partition. Figure 14b
Indicates an agitator that promotes local agitation of solid and liquid in the agitation section. FIG. 14c shows a rotator with inclined blades that densifies the crystal bed in the static section. FIG. 14d shows a rotating perforated plate with a sword. It supports the bed in the static compartment and also transports the solid phase from the compartment.
第15図は一つの結晶浄化系(crystal purification uni
t)を示す。この系には削刀がついて居る廻転多孔皿で
静態分区と次に隣接する撹拌分区から分隔する。静態分
区の結晶床は廻転多孔皿で支持され、また廻転翼で緻密
化される。分区間の固体相輸送は廻転皿に附着する削刀
の削切によつて達成される。第16図は非常に簡単な結晶
浄化系を示す。これには分区を分隔する多孔皿もなけれ
ば、静態分区の床を緻密にする廻転翼もない、その上分
区間の固体相輸送に使う廻転削刀もない。ただ一つある
のは塔の頂上から緻密化する方法(compacting means)
のみである。この系統において撹拌分区を含む全部の分
区内の結晶が連続に結晶による架橋(continuous bridg
ed structure)を形成し、それによつて力が下部に伝送
される。それ故、浄化区の頂部にて結晶床を緻密化する
為に加えた下向きの力とある水平面以上の固体床の全重
量は架橋を伝つてその水平面へかかり、結晶床の緻密化
をする。Figure 15 shows a crystal purification uni
t) is shown. This system is separated from the static section and the adjoining stirring section by a rotating perforated plate with a sword. The crystal bed in the static section is supported by a rotating porous plate and densified by a rotating blade. The solid phase transportation in the minute section is achieved by cutting the sword attached to the turning plate. Figure 16 shows a very simple crystal purification system. It does not have a perforated plate that separates the compartments, there are no rotating blades that make the floor of the static compartments dense, and there is no sword that can be used to transport the solid phase in the upper compartments. There is only one method, compacting means from the top of the tower.
Only. In this system, crystals in all fractions including agitated fractions are continuously bridged by crystals (continuous bridg).
ed structure), whereby the force is transmitted to the lower part. Therefore, the downward force applied to densify the crystal bed at the top of the purification zone and the total weight of the solid bed above a certain horizontal plane are transmitted to the horizontal plane through the bridge, and the crystal bed is densified.
第17図は涸渇床洗滌塔を示す。それにはA-1乃至A-5分区
で表示される一組の撹拌分区とB-1乃至B-5分区で表示さ
れる様な一組の非撹拌分区よりなる。それら二組の分区
は交互に上向きに配置される。結晶‐母液原料混合物は
底部から送入する。固体相は撹拌分区内にあるブレード
で上に推し上げる。洗滌液は頂部から加え、下向きに床
層を通過し排泄する。第17図aは撹拌分区の横断面を示
す。第17図bは非撹拌分区の横断面を示す。第17図cは
塔の展開図を示す。撹拌分区内の回転葉片で分区内の二
相混合体を撹拌し、涸渇床を上向きに推し上げる。大型
の涸渇床結晶洗滌器では、その撹拌洗滌分区内に幾つか
の洗滌輪(washing rings)をつけるとよい。図に示し
た塔は浸漬床洗滌器(submerged bed washer)として使
うこともある。この場合、結晶‐母液の原料混合は塔の
頂分かあるいは底部かのどちらから送入してもよい。Figure 17 shows the depletion bed washing tower. It consists of a set of stirred fractions labeled A-1 to A-5 and a set of non-stirred fractions labeled B-1 to B-5. The two sets of sections are alternately arranged facing upward. The crystal-mother liquor feed mixture is introduced at the bottom. The solid phase is pushed up by the blade in the stirring section. The washing liquid is added from the top and passes downward through the bed layer for excretion. FIG. 17a shows a cross section of the stirring section. FIG. 17b shows a cross section of the non-stirred section. FIG. 17c shows a developed view of the tower. The two-phase mixture in the compartment is agitated by the rotary leaf pieces in the agitated compartment, and the depletion bed is pushed upward. For large dry bed crystal washers, it is advisable to provide several washing rings in the stirred washing section. The tower shown may also be used as a submerged bed washer. In this case, the crystal-mother liquor raw material mixture may be fed from either the top or the bottom of the column.
第18図は遠心分離結品浄化系(centrifugal crystal pu
rification unit)を示す。それには第一回転体と第二
回転体がある。第一回転体は回転筒体とそれに附着する
回転網(あるいは回転碗)を含む。第二回転体は回転
軸、回転腕とブレードを含む。浄化区は初涸渇区(Bo
区)を含み、主要処理区は多数の処理段1,2----,N-1,N
を含む(図中のNは4である)。第n段は一つのA-n結
晶洗滌分区とB-n結晶涸渇分区から組成される。そこの
回転網あるいは回転碗は各涸渇分区中の結晶から母液を
排出するのである。各結晶洗滌分区内にブレードのつい
た回転腕があり、それは結晶を撹拌し、尚その結晶を各
自の共軛涸渇分区に輸送する。第一回転体は第一転速
(first rpm)で回転する。その回転速度涸渇分区にお
いて、母液を適度に結晶群から排泄する転速である。第
二回転体は第2転速(second rpm)で回転する。それ
は、やや第1転速より高いか、もしくはやや低いか、ど
つちでもよい。洗滌分区において回転腕が結晶液体の混
合体を撹拌し、結晶を各自の共軛涸渇分区に輸送するの
である。固体相は左から右へ輸送され、段間輸送液は右
から左へ輸送される。Figure 18 shows the centrifugal crystal pu
rification unit). It has a first rotating body and a second rotating body. The first rotary body includes a rotary cylinder and a rotary net (or rotary bowl) attached to the rotary cylinder. The second rotating body includes a rotating shaft, a rotating arm and a blade. The purification zone is the first dry zone (Bo
The main treatment area is a large number of treatment stages 1,2 ----, N-1, N
(N in the figure is 4). The nth stage is composed of one An crystal washing section and a Bn crystal depletion section. The rotating net or rotating bowl there discharges the mother liquor from the crystals in each depleted zone. Within each crystal washing section there is a rotating arm with blades that stirs the crystal and still transports it to its co-depletion zone. The first rotating body rotates at a first rpm. The rotation speed is the speed at which the mother liquor is appropriately excreted from the crystal group in the depletion zone. The second rotating body rotates at the second rolling speed (second rpm). It may be slightly higher than or slightly lower than the first speed. In the washing section, the rotating arm agitates the mixture of crystal liquids and transports the crystals to their co-existing depletion section. The solid phase is transported from left to right and the interstage transport liquid is transported from right to left.
第19図は板型結晶洗滌塔(plate−type crystal washin
g column)を示す。それは見かけ上板型蒸溜塔(plate-
type distillation column)によく似ている。その中に
は第一組の板、第二組の板と一組の輸送段がある。各輸
送段は固体相輸送管と液体輸送管を含む。固体相の輸送
は第一組の板上では放射状に外向きに輸送されるが第二
組の板上では逆に放射状で内向きに輸送され、固体相輸
送管内では下向きに通過する。自由液体の輸送は第一組
の板上で放射状で内向きに輸送され、第二組の板上では
放射状で外向きに輸送され、液体輸送管内では上向きに
流れる。Figure 19 shows a plate-type crystal washer.
g column). It is apparently a plate-type distillation tower (plate-
Similar to type distillation column). Among them are a first set of plates, a second set of plates and a set of transport stages. Each transport stage includes a solid phase transport tube and a liquid transport tube. The solid-phase transport is radially outwardly transported on the first set of plates, but is radially radially inwardly transported on the second set of plates, and passes downward in the solid-phase transport pipe. Free liquid transport is carried radially inward on the first set of plates, radially outward on the second set of plates, and upward in the liquid transport tube.
5.本発明の実施形態 5−I序言 第1図は未緻密化の結晶床(unconsolidated bed of cr
ystals)を示し、第2図は緻密化された結晶床(consol
idated bed of crystals)を示す。未緻密化床には結晶
団(agglomerates of crystals)1があり結晶団間の自
由液(inter agglomerate free liquid)2によつて分
隔される。結晶団内には結晶3とある量の液体がある。
結晶団から容易に排泄できるかあるいはそこを通過でき
る部分の液体を結晶団内自由液(intra−agglomerate f
ree liquid)4と称す。結晶に保持された残りの液体を
滞留液(retained liquid)5と称す。未緻密化床を逆
洗するのは効率が低い何故ならば、置換液(displacing
liquid)は選択的に結晶団間自由液の占有する道すじ
を選んで通過するからである。この現象を短絡化(chan
nelling)と称する。未緻密化床を圧し詰めると第2図
の様な緻密化した結晶床が得れる。ある圧し詰め法によ
つて結晶団が推し寄せられると短絡路(channelling pa
sses)の数と大きさが大いに減小される。緻密床には結
晶3、自由液4、滞留液5がある。5. Embodiments of the Present Invention 5-I Introduction FIG. 1 shows an unconsolidated bed of cr
ystals), and Fig. 2 shows the densified crystal bed (consol).
idated bed of crystals). The undensified bed has crystal groups (agglomerates of crystals) 1 and is separated by an inter agglomerate free liquid 2. Within the crystallite there are crystals 3 and a certain amount of liquid.
The part of the liquid that can be easily excreted from the crystal group or that can pass through it is the intra-agglomerate
ree liquid) 4. The remaining liquid retained by the crystals is referred to as retained liquid 5. Backwashing an uncompacted bed is inefficient because the displacing solution
liquid) selectively passes through the path occupied by the free liquid between crystal groups. This phenomenon is short-circuited (chan
nelling). If the undensified bed is compressed, a densified crystal bed as shown in FIG. 2 can be obtained. When a crystal group is attracted by a certain compaction method, a short circuit (channeling pa
The number and size of sses) are greatly reduced. The dense bed contains crystals 3, free liquid 4, and retained liquid 5.
結晶洗滌作業を有効的に実施するには適度な圧し詰めの
度数範囲がある。ある程度以上の圧し詰めは短絡化の抑
制に必要であり、結晶床に適当な可透性(permeabilit
y)がある事は実用的な置換速度(rate of displacemen
t)を得るのに必要である。In order to effectively carry out the crystal washing work, there is an appropriate pressing frequency range. Compressing more than a certain amount is necessary to suppress short-circuiting, and is suitable for the crystal bed.
y) means that there is a practical rate of displacemen.
needed to get t).
第3図Aは第一基本条件である滞留液から不純物を自由
液に輸送する操作を示す。図中、結晶団内の結晶を皆集
めて円盤区域5で示し、滞留液を輪6で示す。結晶団間
と結晶団内の自由液は滞留液の輪外の区域7で示す。第
一条件の操作は不純物を滞留液区域6から自由液区域7
に輸送することである。第3図Bは第二基本条件である
結晶間自由空間から不純物の量を減小する操作を示す。
図中、結晶は区域5、滞留液は区域6、自由液は区域7
で示す。FIG. 3A shows an operation of transporting impurities from the retained liquid to the free liquid, which is the first basic condition. In the figure, all the crystals in the crystal group are collected and shown by the disc area 5, and the retained liquid is shown by the ring 6. The free liquid between the crystal groups and inside the crystal groups is indicated by the area 7 outside the retention liquid. The operation of the first condition is to remove impurities from the retained liquid section 6 to the free liquid section 7
Is to transport to. FIG. 3B shows an operation of reducing the amount of impurities from the free space between crystals, which is the second basic condition.
In the figure, the crystal is zone 5, the retained liquid is zone 6, and the free liquid is zone 7.
Indicate.
第4図A、BとCはある結晶床を順次に軽く局部的に撹
拌し(A型操作)、更に逆洗(B型操作)した効果を示
す。本発明の方法ではこの二段階の操作を繰り返し実施
する。第4図AはA型操作を実施する前の床の状態を示
し、第4図BはA型操作を実施した後の結晶床の状態を
示す。それはまたB型操作を実施する前の床の状態でも
ある。第4図cはB型操作を実施した後の結晶床の状態
を示す。第4図Aと第4図BとでA型操作により滞留液
内の不純物濃度が(CR)1から(CR)2までに減小したことを
示し、同時に自由液内の不純物濃度が(CB)1から(CB)2ま
でに増加したことを示して居る。第4図BとCとでB型
操作により自由液内の不純物の濃度はB型操作によつて
(CB)2から(CB)3に減小し滞留液中の不純物の濃度は少し
ばかり変化し(CR)2から(CR)3に変ることを示して居る。FIGS. 4A, 4B and 4C show the effect of sequentially and locally agitating a certain crystal bed (type A operation) and further backwashing (type B operation). In the method of the present invention, this two-step operation is repeated. FIG. 4A shows the state of the bed before performing the type A operation, and FIG. 4B shows the state of the crystal bed after performing the type A operation. It is also the floor condition prior to performing Type B operations. FIG. 4c shows the state of the crystal bed after carrying out the type B operation. Fourth indicates that the reduced small in Figure A and the at the impurity concentration in the retentate by A type operation from (C R) 1 Figure 4 B to (C R) 2, the impurity concentration in the free liquid in the same time It shows that it increased from (C B ) 1 to (C B ) 2 . 4 B and C, the concentration of impurities in the free liquid by the B-type operation depends on the B-type operation.
It shows that (C B ) 2 is reduced to (C B ) 3 and the concentration of impurities in the retained liquid changes slightly and changes from (C R ) 2 to (C R ) 3 .
第5図A、BとCは涸渇された(drained)結晶床に浸
漬操作(soaking operation)によるA型操作と排泄操
作(Draining operation)によるB型操作を順次に適用
した場合の効果を示して居る。一つの結晶床にこれらの
二操作を反復実施される。第5図AとBはそれぞれ浸漬
操作前後の結晶床の状態を示し、第5図BとCはそれぞ
れ排泄操作前後の結晶床の状態を示す。第5図Aは涸渇
床において結晶間自由空間(intercrystalline free sp
ace)7は気相にて充填されていることを示す。第5図
Bは浸漬作業後結晶間自由空間は液相で占められている
ことを示す。この操作により滞留液内の不純物濃度は(C
R)1から(CR)2に減小していることを示す。第5図Cは排
泄作業後の結晶間自由空間は再度気相で占められて居る
事を示す。自由空間内の自由液の量が減小したため、自
由空間内の不純物量も減小している。FIG. 5 A, B and C show the effect of sequentially applying the A-type operation by the soaking operation and the B-type operation by the draining operation to the drained crystal bed. I'm here. These two operations are repeated for one crystal bed. 5A and 5B show the state of the crystal bed before and after the dipping operation, and FIGS. 5B and C show the state of the crystal bed before and after the excretion operation, respectively. Fig. 5A shows the intercrystalline free sp
ace) 7 indicates that it is filled in the gas phase. FIG. 5B shows that the intercrystalline free space is occupied by the liquid phase after the immersion operation. By this operation, the impurity concentration in the retained liquid is (C
It shows that R ) 1 is reduced to (C R ) 2 . FIG. 5C shows that the free space between crystals after the excretion work is again occupied by the vapor phase. Since the amount of free liquid in the free space is reduced, the amount of impurities in the free space is also reduced.
本発明の浄化塔における静態分区で結晶床を形成する状
態を説明する為には懸濁状態から結晶床が形成される機
構を検討することが重要なことである。便宜上、次の術
語を定義する:“自然形成床”(naturally formed be
d)、“強化緻密床”(bed with enhanced compactio
n)と“未強化緻密床”(bed without enhanced compac
tion)。In order to explain the state in which the crystal bed is formed in the static section in the purification tower of the present invention, it is important to study the mechanism by which the crystal bed is formed from the suspended state. For convenience, the following terminology is defined: “naturally formed bed”.
d), "bed with enhanced compactio"
n) and “bed without enhanced compac”
tion).
懸濁物がある槽内で回分的に(batch−wise)沈澱する
時一定時間内に大小各異の粒子の沈降する距離は各異で
ある。一つの粒子は他粒子の架橋によつて支持されるま
で沈降を続ける。粗大な粒子は小粒子より先に沈降を停
止する。小粒子は大粒子の上に暫くとどまることもある
が、また大粒子の隙間にも入つて行く。この運動をコン
ソリデーシヨントリクリング(consolidation tricklin
g)と称し、小粒子の沈澱過程の特徴である。そのかわ
り、大粒子は架橋支持され更に沈降する事が出来ない。
コンソリデーシヨン(consolidation)過程中の小粒子
の沈澱は懸濁状態の時のそれよりはずつとのろい、しか
し、その結果形成される結晶床の緊密程度(degree of
compaction)が大部高くなる。最終的には、全数の粒子
が大小をとわず全部沈降する。そして粒子自己支持の架
橋が出来る。形成された結晶床の緊密度は結晶床の多孔
性(porosity)で測定される。床の多孔性が低い程緊密
度は高い。自然に形成された結晶床に対して静圧力を加
えても実際上緊密度には大した影響がない。それは、加
えた力は粒子表面の各部位に伝るのでお互いに消去しあ
つてしまうからである。而し自己支持の構造に伝る力は
構造を崩潰し、結晶床をもつと強固の構造にする。それ
故に緊密度が増加する事になる。粒子に重力以外の外力
を加えないで懸濁体から沈澱を形成させた床を“自然形
成床”(naturally formed bed)あるいは“未強化緻密
床”(bed without enhanced compaction)と称する。
自然に形成た深い床では底部の緊密度はその上部の緊密
度より高い。それは床の重量は床の構造を伝て底部の床
を緊密にするからである。したがつて自然形成床の平均
緊密度は床の深度の函数である。When the suspension is batch-wise settled in a tank, the settling distance of particles of different sizes is different within a certain time. One particle continues to settle until it is supported by the crosslinking of the other particles. Coarse particles stop settling before small particles. The small particles may stay on top of the large particles for a while, but they also enter the gaps between the large particles. Consolidation trickling (consolidation tricklin
g), which is a characteristic of the precipitation process of small particles. Instead, large particles are supported by cross-linking and cannot settle further.
The precipitation of small particles during the consolidation process is more mellow than that in suspension, but the degree of compaction of the resulting crystal bed.
compaction) is mostly higher. Eventually, the total number of particles settle down regardless of size. Then, self-supporting cross-linking of particles is possible. The tightness of the formed crystal bed is measured by the porosity of the crystal bed. The lower the porosity of the bed, the higher the tightness. Applying static pressure to the naturally formed crystal bed has practically no effect on compaction. This is because the applied force is transmitted to each part on the surface of the particle and they are erased by each other. Therefore, the force transmitted to the self-supporting structure collapses the structure, and if the crystal bed is provided, it becomes a strong structure. Therefore, the tightness increases. A bed in which a precipitate is formed from a suspension without applying an external force other than gravity to particles is called a "naturally formed bed" or "bed without enhanced compaction".
In a naturally formed deep bed, the tightness at the bottom is higher than that at the top. This is because the weight of the floor is transmitted through the structure of the floor to make the bottom floor tight. Therefore, the average tightness of a naturally formed bed is a function of the depth of the bed.
本発明の浄化塔においては一組の静態洗滌分区と一組の
撹拌洗滌分区が交互に配置されている。各静態分区にお
ける緊密度は結晶洗滌効果と分区間の固体相の輸送の
際、液体の持越し量に対して重要な因子である。静態洗
滌分区における結晶床の特徴を正確につかむ為、便宜上
参考床を引用する。実用床の緊密度を参考床の緊密度と
比較する。本書に使用した参考床は“定状自然形成床”
(steady state naturally formed bed)である。この
参考床を次の節で規定をする。In the purification tower of the present invention, a set of static washing divisions and a set of stirring washing divisions are alternately arranged. The tightness in each static segment is an important factor for the effect of washing the crystals and the carry-over amount of the liquid during the transportation of the solid phase in the segment. For the purpose of accurately grasping the characteristics of the crystal bed in the static washing section, the reference bed is used for convenience. Compare the tightness of the practical bed with that of the reference bed. The reference floor used in this book is a "naturally formed floor"
(Steady state naturally formed bed). This reference floor is specified in the next section.
静態の洗滌分区の前端は多孔板をもつて前の撹拌分区に
連接し、後端は別の多孔板で後の撹拌分区と連接する。
固体相は分区の前端から導入して後端から出していく。
自由液は分区の後端から導入して前端から出していく、
そうすると分区において安定な状態が保たれる。この分
区に形成された床を“定状自然形成床”(steady state
naturally formed bed)と称し、あるいは“自然形成
床”(naturally formed bed)と称する。この分区に形
成した床は結晶の自己支持構造でそれには流動液体の摩
擦力と、床にかかる重力以外、全然他の外力がこの構造
に作用をあたえないことである。The front end of the static washing section has a perforated plate and is connected to the previous stirring section, and the rear end is connected to the latter stirring section with another perforated plate.
The solid phase is introduced from the front end of the partition and goes out from the rear end.
The free liquid is introduced from the rear end of the division and comes out from the front end.
Then, the stable state is maintained in the division. The floor formed in this section is called "steady state natural formation floor" (steady state
Naturally formed bed) or "naturally formed bed". The bed formed in this section is a self-supporting structure of crystals, in which no other external force acts on this structure except the frictional force of the flowing liquid and the gravity applied to the bed.
静態の洗滌分区に形成した床の緊密度を増進あるいは強
化して自然緊密度を著しく超過するには二つの方法があ
る。前にも述べた通り、床内の固体粒子からなる自己支
持構造に力を伝導させる事によつて床を緊密にすること
ができる。一つの方法として、機械的方法で床の構造に
力をかけることである。機械的方法とはピストン、螺旋
運送器(screw conreyon)及傾斜ブレードのついた回転
機などで結晶床を緊密にすることができる。別の一つの
方法はある分区より高い所にある諸静態床と諸撹拌床を
含めた床の総重量が床の構造に力を伝え、その分区の床
を緊密にする事である。高い分区の重要をこの分区の床
の構造に伝わせる為にはその分区とその前の撹拌分区間
に分隔する多孔板を使わないことである。自然に形成さ
れる結晶床の緊密度よりずい分緊密度の高い結晶床を強
化緻密床と称する。There are two methods for increasing or strengthening the tightness of the bed formed in the static washing section to significantly exceed the natural tightness. As previously mentioned, the bed can be made tight by conducting forces to the self-supporting structure of solid particles within the bed. One way is to apply a mechanical force to the floor structure. The mechanical method is to use a piston, a screw conreyon, and a rotary machine equipped with an inclined blade to make the crystal bed tight. Another method is to convey the force to the structure of the bed by the total weight of the beds including static beds and agitated beds located higher than a certain section, and to make the floor of the section closer. In order to convey the importance of the higher section to the structure of the floor of this section, it is not necessary to use a perforated plate separating the section and the stirring section before it. A crystal bed that is denser than the naturally formed crystal bed is called a reinforced dense bed.
5−II本発明を実施する第一方式および第二方式の操作
成績 本発明を実施する第一方式と第二方式の操作成績をこの
節で解説する。5-II Operation Results of First Method and Second Method for Implementing the Present Invention The operation results of the first method and the second method for implementing the present invention are described in this section.
5−IIa第一方式による操作の成績 大6図は第一方式操作が実施できる一般系統を示す。第
7図は本方法と現行の塔結晶器(column crystallize
r)操作成績の比較図である。この系内には浄化塔8が
あり、上端9と下端10があり、それぞれA-1よりA-5分区
と称される第一組の撹拌洗滌分区11aより11eとそれぞれ
B-1よりB-5分区と称される一組の静態洗滌分区12aより1
2eがある。各静態分区において、輻射状に垂直の分隔板
13が分区を幾つかの小室に分ける。各撹拌分区内には撹
拌翼片14が軸15に連続され、それと共に回転する。撹拌
翼片をねじって結晶床の緊密化をはかる事も出来る。そ
れで翼片は撹拌分区で床の撹拌をする作用があり、静態
分区では床を緊密する作用がある。尚前に記述した静態
混合器もこの静態混合区に設置して不純物の輸送を促進
することができる。5-IIa Results of operation by the first method Figure 6 shows a general system that can be operated by the first method. Figure 7 shows this method and the existing column crystallizer.
r) A comparison chart of operation results. There is a purification tower 8 in this system, and there are an upper end 9 and a lower end 10, and the first set of stirring and washing subdivisions 11a to 11e, which are called A-5 subdivisions, respectively.
1 from a set of static washing subdivisions 12a called B-5 subdivision from B-1
There is 2e. Separator plate that is perpendicular to the radial direction in each static section
13 divides the subdivision into several small rooms. In each stirring section, a stirring blade piece 14 is connected to the shaft 15 and rotates with it. It is also possible to twist the stirring blade to make the crystal bed tighter. Therefore, the blades have a function of stirring the floor in the stirring section, and have a function of making the floor tight in the static section. The static mixer described above can also be installed in this static mixing section to promote the transport of impurities.
結晶‐母液の原料混合物16は塔の上端から導入し初洗滌
液17は底部から導入する。ある量の浄化された固体相18
は底部から排出され、不純液19は上端から取出される。
固体相は静態分区と撹拌分区を通過して続々と降下す
る。自由液は上向きに分区を流通する。固体相はA-1乃
至A-5の撹拌分区に移され、それぞれ(KB)0より(KB)4流
体と称す。撹拌分区A-1乃至A-5からでて来る固体相をそ
れぞれ(KA)1乃至(KA)5流体と称する。撹拌分区A-5乃至A
-1に入る自由液をそれぞれ(LB)5より(LB)1流体と称す
る。撹拌分区A-5ないしA-1をはなれる自由液をそれぞれ
(LA)5乃至(LA)1流体と称す。浄化された固相18は融解さ
れ、一部の融液は浄化製品とし、残りは洗滌液(LA)6と
する。The crystal-mother liquor raw material mixture 16 is introduced from the upper end of the column, and the first washing liquid 17 is introduced from the bottom. A certain amount of purified solid phase 18
Is discharged from the bottom, and the impure liquid 19 is taken out from the upper end.
The solid phase passes through the static and agitated compartments and descends one after another. The free liquid flows upward through the compartments. Solid phase was transferred to a stirred partial Zone A-1 to A-5, referred respectively from (K B) 0 and (K B) 4 fluid. The solid phases emerging from the stirring fractions A-1 to A-5 are referred to as (K A ) 1 to (K A ) 5 fluids, respectively. Stirring division A-5 to A
Free liquid entering -1 is referred to, respectively from the (L B) 5 and (L B) 1 fluid. Free liquids that can be separated from the stirrer sections A-5 to A-1
It is called (L A ) 5 to (L A ) 1 fluid. Solid phase 18, which is purified is melted, part of the melt and purify the product, the rest is a washing liquid (L A) 6.
ある静態分区で有効的な結晶洗滌作業をするには、その
分区内の結晶床が自然緊密度より随分高い緊密度になる
様に押し詰める必要がある。この系統の床の緊密度を強
化するには前に述べた二つの方法がある。不純物の濃度
が下向き方向に従つて逓減するので不純液をこの方向に
輸送すると、この浄化塔の操業効果を減低する。但しさ
けられないのは、この分区間で輸送されている固体相に
滞留する液体は丁度この不利な方向で移動している事で
ある。この滞留液の移動による不利な影響は次の方法の
一つか又は両方を使つて減小することが出来る。In order to carry out an effective crystal washing operation in a static zone, it is necessary to press the crystal bed in the zone so that the crystal bed has a tightness much higher than the natural tightness. There are two methods previously mentioned to increase the bed tightness of this line. Since the concentration of impurities gradually decreases in the downward direction, transporting the impure liquid in this direction reduces the operation effect of this purification tower. What is unavoidable, however, is that the liquid that stays in the solid phase transported in this section travels exactly in this unfavorable direction. The detrimental effect of this movement of stagnant liquid can be reduced using one or both of the following methods.
(i)分区間に輸送する固相内の滞留液の量を減小する。(i) Reduce the amount of retained liquid in the solid phase transported to the minute section.
(ii)両分区間で輸送中の固相を逆洗する。(ii) Backwash the solid phase being transported in both sections.
両方法とも上記の浄化塔に使れる。Both methods are used in the purification tower above.
フイリプツ法(phillips process)は逆流式塔部分結晶
法を商業的に並用して成功した一例である。使われた塔
には一つの結晶形成区(crystal forning zone)、一つ
深い非撹拌(a deep non−aggitated)結晶浄化区と結
晶融解区(crystal melting zone)を含む。浄化区の結
晶床は撹拌されない。固体相と自由液を相対方向に輸送
するので浄化区内に不純物の濃度分布が出来る。第7図
において曲線I、20-21-22は滞留液内の不純物濃度と塔
の深度の関係を示す。曲線II、23-24-25は自由液中の不
純物濃度と塔の深度の関係を示す。図中、この両曲線は
ある限界値に接近するのが見られる。塔の底部から排出
される固体相は融解され、浄化製品となるのと固体相が
滞留液を含むので、滞留液に含む不純物は浄化製品の不
純物になる。それ故、現行の塔型結晶器で達成できる純
度には実際上の限度がある。塔型結晶器の長さを加えて
もそれで得られる効果は段々小くなる。その主な理由は
塔内に形成された結晶床は撹拌されていないし、ただ塔
中で沈降するのみでは結晶団中に滞留する不純物は速か
に自由液に放出されないのと、形成した短絡路はそのま
ま短絡路として残る為である。The phillips process is an example of the successful successful commercial application of the countercurrent column partial crystallization method. The tower used includes one crystal forning zone, one a deep non-aggitated crystal purification zone and one crystal melting zone. The crystal bed in the purification area is not agitated. Since the solid phase and the free liquid are transported in the relative direction, the concentration distribution of impurities can be formed in the purification zone. Curve I, 20-21-22 in FIG. 7 shows the relationship between the impurity concentration in the retained liquid and the depth of the column. Curves II and 23-24-25 show the relationship between the impurity concentration in the free liquid and the depth of the tower. In the figure, both curves are seen to approach some limit. The solid phase discharged from the bottom of the column is melted and becomes a purified product, and since the solid phase contains the retention liquid, the impurities contained in the retention liquid become the impurities of the purification product. Therefore, there is a practical limit to the purity that can be achieved with current tower crystallizers. Even if the length of the tower type crystallizer is added, the effect obtained by it becomes smaller. The main reason for this is that the crystal bed formed in the tower is not agitated, and the impurities staying in the crystal group are not rapidly released to the free liquid only by settling in the tower. Is to remain as a short circuit.
図中、曲線III20-26-27-28と曲線IV23-29-30-31、はそ
れぞれ本発明の浄化塔内の滞留液と自由液中の不純物濃
度の分布を示す。塔内には8個の撹拌洗滌分区(A-1、A
-2、‐‐‐‐‐、A-7とA-8分区と称す)と8個の静態分
区(B-1、B-2、‐‐‐‐‐、B-7とB-8分区と称す)を含
む。(ZB)0と(XA)9はそれぞれ原料固体−液体混合物中の
滞留液と洗滌液内の不純物濃度を代表する。(ZA)iと
(ZB)iはそれぞれA-iとB-i分区の低い一端で輸送される
固体相の滞留液に含む不純物濃度を代表する。(XA)iと
(XB)iはそれぞれA-iとB-i分区の上端で輸送される自由
液中の不純物の濃度を表す。図示の通り、これら分区内
の相当する位置の液体中に含れる不純物の濃度で作られ
た数列はほぼ幾何数列に近い。そこで〔(ZB)0、(ZB)1‐
‐‐‐、(ZB)8〕、〔(ZA)1、(ZA)2‐‐‐‐、(ZA)8〕、
〔(XB)1、(XB)2‐‐‐‐、(ZB)8〕、〔(XA)1、(XA)2‐
‐‐‐、(XA)8、(XA)9〕は4組の数列が作られる。各組
中液体に含む不純物の濃度は順次に低減していく。しか
もある極限に接近しないことが注目されるべきである。
それ故適当な数の分区があれば不純物の濃度は非常に低
い程度に減す事ができる、例えば百万分の一かあるいは
もつと低い水準まで低下できる。In the figure, curve III20-26-27-28 and curve IV23-29-30-31 show the distributions of the impurity concentrations in the retained liquid and the free liquid in the purification tower of the present invention, respectively. Eight stirring and washing subdivisions (A-1, A
-2, ---------- A-7 and A-8 subdivisions) and eight static subdivisions (B-1, B-2, -----), B-7 and B-8 subdivisions Including). (Z B ) 0 and (X A ) 9 represent the concentration of impurities in the stagnant liquid and the washing liquid in the raw material solid-liquid mixture, respectively. (Z A ) i and
(Z B ) i represents the concentration of impurities contained in the solid phase retention liquid transported at the lower ends of the Ai and Bi compartments, respectively. (X A ) i
(X B ) i represents the concentration of impurities in the free liquid transported at the upper ends of the Ai and Bi sections, respectively. As shown in the figure, the sequence formed by the concentration of the impurities contained in the liquid at the corresponding position in these sections is close to the geometric sequence. Then [(Z B ) 0 , (Z B ) 1-
‐‐‐, (Z B ) 8 ], [(Z A ) 1 , (Z A ) 2 ‐‐‐, (Z A ) 8 ],
((X B ) 1 , (X B ) 2 ------, (Z B ) 8 ], ((X A ) 1 , (X A ) 2-
---, (X A ) 8 , (X A ) 9 ], four sets of sequences are created. The concentration of impurities contained in the liquid in each set is sequentially reduced. Moreover, it should be noted that we do not approach a certain limit.
Therefore, with a suitable number of subdivisions, the concentration of impurities can be reduced to a very low degree, for example to one part per million or even lower.
後に示すが各分区の深さは浅いのである。静態分区の深
さは数インチ乃し1または2フイート程度で、撹拌分区
の深さは更に小である。それ故、一つの超純度の化学品
を生産する事の出来る、効果の良い塔は比較的短小な塔
である。それからまた撹拌分区では比較的に温和な撹拌
で局部的撹拌を促進するだけで充分である。要約する
と、本発明の浄化塔は静態洗滌と撹拌洗滌を交互に操作
するのと分区間の固体相と自由液の輸送を適宜に実施す
ることによつて、結晶床が塔内を移り通る時自分で新し
くなり、塔の操作効果を上げる事ができる。As will be shown later, the depth of each subdivision is shallow. The depth of the static section is about a few inches and 1 or 2 feet, and the depth of the stirring section is even smaller. Therefore, the effective column that can produce one ultra-pure chemical is a relatively short column. Then, also in the stirring section, it is sufficient to promote local stirring with relatively mild stirring. In summary, the purification tower of the present invention can be operated when the crystal bed moves through the tower by alternately operating static washing and stirring washing, and by appropriately carrying out the transportation of the solid phase and the free liquid in the interval section. You can renew yourself and improve the effect of operating the tower.
5−IIb第二方式による操作の成績 第8図は第二方式過程が実施できる一般系統を示し、第
9図はこの系統の操作成績を示す。5-IIb Operation results by the second system Fig. 8 shows a general system in which the second system process can be carried out, and Fig. 9 shows the operation results of this system.
第二方式の操作は次に説明する発見による。洗滌操作を
交互に重複多段処理するのと固体相と自由液体を大体反
対方向に輸送する事によつて各段階における洗滌作用の
程度と涸渇作用の程度が随分に低い程度で高い洗滌効果
が得られる事が分つた。これに必要な洗滌作用の程度と
涸渇作用の程度は夫々洗滌作用のみによる場合(例えば
塔結晶器とか遠心沈澱法の如き)と涸渇作用のみによる
場合(例えば重力過や遠心過の如き)に随分に低い
程度で充分である。その故、本発明の結晶浄化法は普通
の結晶の浄化法と比べて全体的に改良され、経済的であ
る。本文中“相当程度に減小した洗滌”(substantiall
y reduced degree of washing)と“適度の洗滌”(mod
erate degree of washing)は本法の各段階においてそ
の洗滌目的を達成するに充分な洗滌度を示し、同様に
“相当に減小した涸渇度”(substantially reduced de
gree of draining)と“適度の涸渇度”(moderate deg
ree of draining)は本法の各段階においてその洗滌目
的を達成するのに充分な涸渇度を示す。The operation of the second method is based on the discovery described below. A high level of cleaning effect can be obtained with a relatively low level of cleaning and depletion at each stage by carrying out alternating multi-stage cleaning operations and transporting the solid phase and free liquid in roughly opposite directions. I understand that I will be. The degree of cleaning action and the degree of depletion action required for this are, respectively, depending only on the washing action (such as a tower crystallizer or centrifugal precipitation method) and only on the depletion action (such as gravity or centrifugal excess). A low level is sufficient. Therefore, the crystal purification method of the present invention is an overall improved and economical method as compared with the conventional crystal purification method. “Substantiall” in the text
y reduced degree of washing and “moderate washing” (mod
The erate degree of washing indicates the degree of washing sufficient to achieve the purpose of washing at each step of the method, and likewise “substantially reduced depletion degree”.
gree of draining) and “moderate dryness” (moderate deg
ree of draining) indicates the degree of depletion sufficient to achieve its cleaning purpose at each stage of the method.
沈澱式遠心機(sedimentation centrifuges)と遠心式
過器(centrifugal filters)の性能は“Handbook of
separation technique for Chemical Engineers"の4,5
節に紹介がある。これらの性能は参考性能とする。The performance of sedimentation centrifuges and centrifugal filters is described in "Handbook of
4,5 of separation technique for Chemical Engineers "
There is an introduction in the section. These performances are reference performances.
第8図は第二方式過程の結晶の浄化系統を示す。この系
統は一つの主要処理区31と一つの結晶融解区32から成つ
ている。主要処理区は号数の処理段を含む。図には段1
より段5がある。主要処理区内の一つの処理段(第n段
とする)に洗滌分区(A-n分区で示す)及結晶涸渇分区
(B-n分区で示す)がある。二つの分区は一つの共軛組
の分区を形成する。それ故、段1ないし5、33aより33e
に五つの結晶洗滌分区34aより34e、と五つの涸渇分区35
aより35eがある。これらの洗滌分区を夫々A-1よりA-5で
表示し、これらの涸渇分区を夫々B-1よりB-5で表示す
る。主要処理区は点線で示した限界内に包まれ、頂部の
第一端及底部の第二端がある。各洗滌分区内の結晶洗滌
は撹拌洗滌かまたは逆洗操作である。各涸渇分区内の結
晶涸渇は単純な重力過作業かあるいは遠心過操作で
ある。図中の涸渇分区内には単に重力過を示してあ
る。固体‐液体の混合原料(KA)0は図には示していない
が初涸渇区B-0内で涸渇され、過物(LB)0を形成する。
それを系統から排出される。涸渇固相(KB)0は主要処理
区の第一端から其の中に導入される。結晶融解器で出来
た一部の融解液(LB)6は主要処理区の第二端から其の中
に導入される。B-1からB-5までの分区より放出される涸
渇された固体相を夫々(KB)1より(KB)5で表示しA-1からA
-5までの分区より放出される固液混合物を夫々(KA)1よ
り(KA)5で表示する。B-1からB-5までの分区より出る液
体を夫々(IB)1より(IB)5で表示する。(IB)1の一部は段
内回流(JB)1となる、それをA-1分区に回流させる。残り
(LB)1は系統から排出される。同様に(IB)2、(IB)3、
(IB)4と(IB)5流液の一部は夫々段内回流液(JB)2、
(JB)3、(JB)4と(JB)5となりそれらを夫々A-2、A-3、A-4
とA-5分区に回流させる。残留物は段間輸送液(LB)2、(L
B)3、(LB)4と(LB)5となつて夫々A-1、A-2、A-3とA-4分
区に輸送される。最終段からの涸渇固体相(KB)5は結晶
融解器32で融解される。一部の融解物は浄化製品Dとな
る。残りは洗滌液(LM)6となりA-5分区に導入される。概
して、第n処理段で実施される操作は次の如し: (a)第n−1段から来た涸渇固体相、第n+1段から来
た段間輸送液(LB)n+1と段間回流液(JB)nはA-n分区に持
ちこまれ、その結果の混合物は固相(KA)nとして排出さ
れる。FIG. 8 shows a crystal purification system of the second process. This system consists of one main treatment zone 31 and one crystal melting zone 32. The main treatment area includes a number of treatment stages. In the figure, step 1
There are 5 more steps. There is a washing section (denoted by An section) and a crystal depletion section (denoted by Bn section) in one treatment stage (referred to as nth stage) in the main treatment section. The two subdivisions form one shared subdivision. Therefore, steps 1 to 5, 33e rather than 33a
5 crystal washing subdivisions 34a to 34e, and 5 depletion subdivisions 35
There is 35e than a. These washing subdivisions are labeled A-1 through A-5, respectively, and these depletion subdivisions are labeled B-1 through B-5, respectively. The main treatment area is enclosed within the limits shown by the dotted line and has a top first end and a bottom second end. Crystal washing in each washing subdivision is stirring washing or back washing operation. Crystal depletion within each depletion zone is a simple gravity overwork or centrifugal overwork. In the depletion subdivision in the figure, only gravity is shown. Although not shown in the figure, the solid-liquid mixed raw material (K A ) 0 is depleted in the first-depleted zone B- 0 to form excess (L B ) 0 .
It is discharged from the grid. The depleted solid phase (K B ) 0 is introduced into the main treatment zone from the first end. Part of the melt (L B ) 6 made in the crystal melter is introduced into the main treatment zone from the second end. The depleted solid phases released from the fractions B-1 to B-5 are represented by (K B ) 1 to (K B ) 5 , respectively, and are indicated from A-1 to A
The solid-liquid mixtures released from the compartments up to -5 are represented by (K A ) 1 to (K A ) 5, respectively. The liquid exiting from the minute-ku, from B-1 to B-5 is displayed in each (I B) 1 than (I B) 5. (I B) Some of the 1 becomes stage in circumfluence (J B) 1, to flow it A-1 minute ku twice. remaining
(L B ) 1 is discharged from the grid. Similarly, (I B ) 2 , (I B ) 3 ,
(I B) 4 and (I B) 5 portion of the flowing liquid are each Dan'nai circumfluence solution (J B) 2,
(J B ) 3 , (J B ) 4 and (J B ) 5 , which are A-2, A-3 and A-4, respectively.
And divert to A-5. The residue is the interstage transport liquid (L B ) 2 , (L
B ) 3 , (L B ) 4 and (L B ) 5 are transported to A-1, A-2, A-3 and A-4 subdivisions, respectively. Depleted solid phase from the last stage (K B) 5 is melted by crystal fusion 32. Some of the melt becomes purification product D. The rest becomes the washing liquid (L M ) 6 and is introduced into the A-5 division. In general, the operations carried out in the nth treatment stage are as follows: (a) the depleted solid phase from the n-1th stage, the interstage transport liquid (L B ) n + 1 from the n + 1th stage. The interstage circulating liquid (J B ) n is brought to the An compartment and the resulting mixture is discharged as solid phase (K A ) n.
(b)(KA)n固体相B-n分区で涸渇され、涸渇固体相(KB)nと
母液(IB)nとなる。(b) (K A) is depleted in n solid phase Bn min Ward, a depletion solid phase (K B) n and a mother liquor (I B) n.
(c)一部分の母液は段内回流液(JB)nとなり、それをA-n
分区に回流させる。残留部分は段間輸送液(LB)nとなりA
-(n-)分区に導入される。(c) Part of the mother liquor becomes the in-stage circulating liquid (J B ) n, which is
Divert to a division. The remaining portion becomes the interstage transport liquid (L B ) n and A
-Introduced in (n-) subdivision.
B-0とB-1分区から得られる液流(LB)0と(LB)1は残渣とな
る。それには原料混合物中の不純物の殆ど全部が入つて
いる。The liquid streams (L B ) 0 and (L B ) 1 obtained from the B-0 and B-1 fractions are residues. It contains almost all of the impurities in the raw mixture.
段間輸送液量と涸渇固体相内の滞留液量の比、即ち(LB)
nの量対(MB)nの量の比値は結晶浄化操作効率を決定する
のに一つの重要な因子である: (LB)n/(MB)nの比値が増加するにつれて効率も増加す
る。この比値は洗滌比(wash ratio)Rnで表す。洗滌比
は(LB)nを増加するか、(MB)nを減少するか、あるいは両
方共にするかによつて増加することができる。高い(LB)
n値は大量の結晶融液の回流を要する。したがつてエネ
ルギーの消費の増大を要す。それゆえ、必要の希望洗滌
比を(MB)nの減小によつて達成する。即ち、B-n分区内の
涸渇度を増大することである。実用上には適当な涸渇度
がある:高い涸渇度を得るには余分の遠心力作業を要
し、低度の涸渇度を使えば洗滌比が小になり結晶浄化の
効果が悪くなる。Retentate volume ratio of interstage transport fluid volume and depleted in solids phase, i.e. (L B)
The ratio of the amount of n to the amount of (M B ) n is one important factor in determining the operation efficiency of crystal cleaning: as the ratio of (L B ) n / (M B ) n increases. Efficiency also increases. This ratio value is represented by the wash ratio Rn. Washing ratio may be due connexion increases or the (L B) or increasing n, or reducing (M B) n, or both. High (L B )
The n value requires a large amount of circulation of the crystal melt. Therefore, increased energy consumption is required. Therefore, the desired desired cleaning ratio is achieved by reducing (M B ) n. That is, to increase the degree of depletion within the Bn subdivision. There is a suitable degree of dryness for practical use: extra centrifugal force work is required to obtain a high degree of dryness, and if a low degree of dryness is used, the washing ratio becomes small and the effect of crystal purification becomes poor.
製品中の不純物濃度XDは最終段の滞留母液の不純物の濃
度(ZB)Nと関係がある。最終段を離れる不純物濃度(ZB)N
は固液原料混合物(feed)中の滞留液の不純物濃度(ZB)
0、洗滌比R1、R2、‐‐‐‐、RN及段の数Nと関係があ
る。第9図は(ZB)NとRn及N間の関係を示す。尚、図中
の値は(ZB)0=0.1と仮定し、洗滌比は全部同値であると
仮定して得られた。The impurity concentration X D in the product is related to the impurity concentration (Z B ) N in the final stage mother liquor. Impurity concentration leaving the final stage (Z B ) N
Is the impurity concentration (Z B ) of the stagnant liquid in the solid-liquid raw material feed
0, washed ratio R 1, R 2, ----, related to the number N of R N及段. FIG. 9 shows the relationship between (Z B ) N and R n and N. The values in the figure were obtained by assuming that (Z B ) 0 = 0.1 and that the washing ratios were all the same.
曲線36aないし36iは夫々(ZB)0=0.1及Rnが夫々1、1.
5、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0と10.0の時、ZNと夫
々の段数Nの関係を示す。図示の通り、適当に低い洗滌
比と適当な段数をもつて、高度の浄化が得れる。例え
ば、(ZB)N=0.1、Rn=2.0、である時(ZB)Nを百万分の一
(1ppm)までに減小するに要する段数は18である。同様
の結果はRn=3.0の時Nは11位で、Rn=4の時Nは8位
である。(MB)N/(KB)N=0.1である時Rn=2.0を得るには2
0%の結晶融液を洗滌液(LM)Nとして回流することによつ
て達成される。同様にRn=3.0を得るには30%の結晶融
液を回流することによつて得れる。−−−等等。本発明
の系統において一段の設備費と一段についての運転費は
相当に低いので多段系統を運転する総費用が低い。それ
でこの系統は結晶の高度浄化が達成される。毎段の運転
費用を低くするには各涸渇分区での涸渇度を適宜に維持
することである。Curves 36a to 36i have (Z B ) 0 = 0.1 and R n are 1, and 1, respectively.
When 5, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 8.0 and 10.0, the relationship between Z N and the respective number N of stages is shown. As shown, a high degree of purification can be obtained with an appropriately low wash ratio and an appropriate number of stages. For example, when (Z B ) N = 0.1 and R n = 2.0, the number of steps required to reduce (Z B ) N to one part per million (1 ppm) is 18. Similar results show that N is 11th when R n = 3.0 and N is 8th when R n = 4. 2 to get R n = 2.0 when (M B ) N / (K B ) N = 0.1
This is achieved by circulating 0% of the crystal melt as a wash (L M ) N. Similarly, R n = 3.0 can be obtained by circulating 30% of the crystal melt. --- etc. In the system of the present invention, the equipment cost for one stage and the operating cost for one stage are considerably low, so that the total cost of operating the multistage system is low. So this system achieves a high degree of purification of crystals. To reduce the operating cost for each stage, it is necessary to maintain the degree of depletion in each depletion subdivision appropriately.
既に述べた通り、本発明を実施する第三方式は多数の結
晶洗滌器で回分式(botchwise)に逆洗作業によつて浄
化操作が達成される。最初の涸渇床(KB)0に一系列の浸
漬と液の排泄操作をかける。第三方式操作の成績も第二
方式操作のそれと同様である。As already mentioned, in the third method for carrying out the present invention, the cleaning operation is achieved by backwashing operation in a botchwise manner with a large number of crystal washers. The first depleted bed (K B ) 0 is subjected to a series of immersion and liquid excretion operations. The results of the third method operation are similar to those of the second method operation.
5−III本発明を実施する其の他の方式 第10図に示される処理区37においては二相混合物の横切
方向の撹拌は多数の軸39で駆動されて旋回する多数の小
撹拌翼片38によつて達成される。輸送方向で両相が長程
混合(Long range mixing)されるのを抑制する。これ
は区内二相物のM/S比を低い値を保ち且つ小い翼片で局
部的撹拌をする事により達成される。5-III Another Method for Carrying Out the Invention In the treatment section 37 shown in FIG. 10, the transverse stirring of the two-phase mixture is driven by a plurality of shafts 39 and swirled by a plurality of small stirring vanes. Achieved by 38. Inhibits long range mixing of both phases in the transport direction. This is achieved by keeping the M / S ratio of the two-phase product in the zone low and performing local agitation with small blades.
第11図は既述のAB型操作が実施される一般系統を示す。
この系統において、固体相は第一端40から第二端41に向
けて輸送され、自由液は第二端から第一端に向けて輸送
される。横切方向の撹拌と逆洗はAB-1ないしAB-10分区
にて同時に実施される。これらの分区は個別的に分離さ
れた分区かあるいは連続した一区を形成することもあ
る。FIG. 11 shows a general system in which the AB operation described above is performed.
In this system, the solid phase is transported from the first end 40 to the second end 41 and the free liquid is transported from the second end to the first end. Agitating in the transverse direction and backwashing are simultaneously performed in the AB-1 to AB-10 divisions. These subdivisions may form individual subdivisions or a continuous subdivision.
第12図は第11図の一種で所要の横切方向の撹拌は超音波
震動によつて達成される。幾多の変換器(transducer)
40を管壁41に連接する。第13図は第11図の別の一系統で
所要の局部化撹拌は回転腕43に連結した細線42あるいは
薄い翼片を回転させて達成される。FIG. 12 is a kind of FIG. 11 and the required transverse stirring is achieved by ultrasonic vibration. Numerous transducers
40 is connected to the pipe wall 41. FIG. 13 is another system of FIG. 11, and the required localized agitation is achieved by rotating the thin wire 42 or the thin blade piece connected to the rotating arm 43.
第14図に示す結晶浄化系統にはA-1区として表示される
原料給入区44a、第6図に示したのと類似な主要結晶浄
化区45とM-6分区として表示される結晶融解区がある。
浄化区にはA-1ないしA-5分区として表示される一組の撹
拌分区44a−44eとB-1ないしB-5分区として表示される一
組の静態分区47a−47eがある。各静態分区においては輻
射方向でまた垂直の調節板48で分区を分隔して小室にす
る。そこには中央軸49があり、結晶給入器50、第一組の
固体相輸送器51、一組の撹拌器52、第二組の固体相輸送
器53、一つの固体相排出器54及もう一つの結晶を撹動し
て融解器に入れる撹拌器55がある。図示の通り、給入
器、撹拌、輸送器は全部中央軸に附着し、それに従つて
回転される。結晶融解区には加熱管(heating coil)56
が設けられ、それには熱媒の入口57とその出口58があ
る。In the crystal purification system shown in FIG. 14, the raw material supply zone 44a indicated as A-1 zone, the main crystal purification zone 45 similar to that shown in FIG. 6 and the crystal melting indicated as M-6 zone There is a ward.
The purification zone has a set of stirred zones 44a-44e labeled as A-1 to A-5 and a set of static zones 47a-47e labeled as B-1 to B-5. In each static division, the division is divided into small chambers in the radiation direction and by the vertical adjusting plate 48. There is a central shaft 49, which comprises a crystal feeder 50, a first set of solid phase transporters 51, a set of stirrers 52, a second set of solid phase transporters 53, a solid phase discharger 54 and There is a stirrer 55 which agitates another crystal to enter the melter. As shown, the feeder, agitator, and transporter are all attached to the central shaft and rotated accordingly. Heating coil 56 in the crystal melting zone
Is provided with a heat transfer medium inlet 57 and its outlet 58.
静態分区において結晶洗滌作業を有効にするには分区内
の結晶床を自然緊圧度より相当に高い緊密度に圧し詰め
る必要がある。これは給入器50及固体相輸送器を作用さ
せることによつて達成される。それ故これら固体輸送器
も結晶床の緊圧手段に使える。In order to make the crystal washing work effective in the static zone, it is necessary to press the crystal bed in the zone to a compaction density considerably higher than the natural compression degree. This is accomplished by operating the feeder 50 and solid phase transporter. Therefore, these solid transporters can also be used as a pressure means for the crystal bed.
第14図aは静態分区の横断面を示す。そこには垂直で輻
射方向の壁48が分区を分隔して小室59a−59fを形成す
る。結晶床はこれらの小室を経て降下する。この壁は結
晶床の緊密度を維持を助成するのと隣接の分区の撹拌器
により結晶床が撹拌されるのを防止する。FIG. 14a shows a cross section of a static segment. A vertical, radial wall 48 separates the compartments to form chambers 59a-59f. The crystal bed descends through these chambers. This wall helps maintain the tightness of the crystal bed and prevents the crystal bed from being agitated by the agitator in the adjacent section.
第14図bとcは一種の撹拌器を示す。それは撹拌分区で
結晶‐液体群の局部的混合を促進し、その結晶団を壊す
のに使れる。かくして不純物を結晶群から釈放し自由液
に移し、結晶の再結晶を助成する。結晶群と自由液の局
部撹拌はこの操作において重要なことである。図示の撹
拌器44には放射腕60と翼片61があり、翼はその運行方向
に対して傾斜せしめられている。撹拌器の回転はその運
動が大体同面である様にする。第一と第三腕についてい
る翼片は一つの方向に傾斜し、第二と第四腕についてい
る翼片は反対方向に傾斜する。結晶床から降下して撹拌
分区を通過する時これらの結晶は交互に内向きと外向き
に移動し、上向きに移動する自由液と密接に混合するこ
とができる。注意すべきことは降下床に従つて下向きに
移動する成分もあるが分区中の結晶群の運動は大体同面
的である。Figures 14b and c show a type of stirrer. It promotes local mixing of crystals-liquid groups in the agitated compartment and is used to break the crystallites. Thus, the impurities are released from the crystal group and transferred to the free liquid, which aids in the recrystallization of the crystal. Local stirring of the crystal groups and the free liquid is important in this operation. The illustrated stirrer 44 has a radiating arm 60 and a blade piece 61, and the blade is inclined with respect to the traveling direction. The rotation of the stirrer causes its movement to be approximately coplanar. The wings attached to the first and third arms are inclined in one direction, and the wings attached to the second and fourth arms are inclined in opposite directions. As they descend from the crystal bed and pass through the stirred compartment, these crystals alternate inwardly and outwardly and can be intimately mixed with the upwardly migrating free liquid. It should be noted that the movement of the crystal groups in the compartments is generally coplanar, although some components move downward along the falling bed.
第14図cは第14図中の固体相輸送器51,53の構造を示
す。翼片62は下向き方向に傾斜する。静態分区の底部に
ある第一輸送器51はこの分区の結晶床より結晶群を削切
し、それを次の撹拌分区へ輸送する。撹拌分区の底部に
ある第二輸送器53はこの分区から結晶‐液体混合体を取
入れて、それを圧し詰め大部分の液体を放出し、緊圧し
た結晶群を次の静態分区に輸送する。第二輸送器はまた
次の静態分区の結晶床を翼圧する。FIG. 14c shows the structure of the solid phase transporters 51, 53 in FIG. The wing piece 62 is inclined downward. The first transporter 51 at the bottom of the static zone cuts the crystal group from the crystal bed of this zone and transports it to the next stirred zone. A second transporter 53 at the bottom of the stirred compartment takes in the crystal-liquid mixture from this compartment, presses it in, packs out most of the liquid, and transports the pressurized crystals to the next static compartment. The second transporter also impinges on the crystal bed in the next static segment.
第14図dは多孔64で削刀65がついている回転盤63を示
す。この様な回転多孔盤は静態分区内の床を支持すると
同時に固体相をこの分区から取り出す。それ故それは第
14図中の第一固体輸送手段の替りに使える。第14図中、
回転多孔盤54は固体輸送手段として最終静態分区から結
晶を融解区へ輸送する。FIG. 14d shows a turntable 63 with perforations 64 and a sword 65. Such a rotary perforated plate supports the bed in the static zone and at the same time takes out the solid phase from this zone. Therefore it is
14 Can be used in place of the first solid transportation means in the figure. In Figure 14,
The rotary perforated plate 54 transports the crystals from the final static zone to the melting zone as a solid transportation means.
第15図に改造型の結晶浄化ユニットを示す。このユニッ
トは第14図に示したのと類似するが次の様に改造されて
いる:第14図dに示したのと類似の削刀63を有する回転
多孔盤66によつて一静態分区を次の撹拌分区から分隔す
る。静態分区中の結晶床は回転多孔盤66に支持され、第
14図c中に示した回転翼片で圧し詰められる。撹拌分区
にある結晶‐液体混合体は撹拌器68で撹拌される。Figure 15 shows a modified crystal purification unit. This unit is similar to that shown in FIG. 14 but modified as follows: A static perforated plate 66 with a sword knife 63 similar to that shown in FIG. Separate from the next stirring section. The crystal bed in the static section is supported by the rotary porous plate 66,
14 It is compressed with the rotary blades shown in Fig. C. The crystal-liquid mixture in the stirring section is stirred by the stirrer 68.
第16図は別の改造型結晶浄化ユニットを示す。この単元
もまた第14図中に示したのと類似で次の様な特徴があ
る:(1)そこには静態分区をその隣接の撹拌分区から分
隔する回転あるいは非回転の多孔盤がない。(2)静態分
区の床の圧し詰めに使う回転翼片がない。及(3)分区間
に固体相を輸送に使う回転削刀がない。FIG. 16 shows another modified crystal purification unit. This unit is also similar to the one shown in Fig. 14 and has the following characteristics: (1) There is no rotating or non-rotating perforated plate separating the static section from its adjacent stirring section. (2) There are no rotor blades used for compressing the floor of the static section. (3) There is no rotary sword used for transporting the solid phase in the 3-minute section.
撹拌器68は撹拌分区の撹拌に使れる。第16図の例では只
一つの床緊密器69が塔の頂端にあるだけである。この系
において、撹拌分区を含む総べての分区中の結晶は連続
的に架橋構造を形成し、それを通して床を圧し詰める力
が伝わる。それゆえ、浄化区の頂端で圧し詰め器で付与
した下向きの力及その水平面以上の固体床の総重量はそ
の水平面にある床へ与えられ、架橋した構造を通してそ
この結晶床を圧し詰める。尚傾斜翼片をつけた撹拌器を
使つて一層結晶床を押し詰める事も出来る。The stirrer 68 is used to stir the stirring section. In the example of FIG. 16, there is only one floor compactor 69 at the top of the tower. In this system, the crystals in all the sections including the stirring section continuously form a crosslinked structure, through which the force for compressing the bed is transmitted. Therefore, the downward force exerted by the compactor at the top of the clarification zone and the total weight of the solid bed above that horizontal plane is imparted to the bed at that horizontal plane, compressing the crystal bed there through the bridged structure. The crystal bed can be further packed by using a stirrer equipped with inclined blades.
第17図は一つの涸渇床洗滌塔を示す。それにはA-1よりA
-5分区を表示される一組の撹拌分区とB-1よりB-5分区と
表示される一組の静態分区がある。この両組の分区は上
向きに交互に配置される。結晶‐母液の原料混合は底部
から給入する、固体相は撹拌分区内の翼片によつて上向
きに押し上げられる。洗滌液は上端から加えられ下向き
に結晶床を通過し、最後には排泄させる。第17図aは撹
拌分区の横断面を示し、第17図bは非撹拌分区の横断面
を示す。第17図cは塔の展開図を示す。撹拌分区におい
て回転翼片70は分区中の両相混合物を撹拌し、涸渇床を
上向きに推し上げる。静態分区においては調節板71はこ
の分区中の結晶床回転を防止する。前記の直列静態混合
器(In−line motionless mixer)あるいは静態混合器
を静態分区に設置することが出来る。尚この浄化塔を浸
漬床洗滌器として使うことも出来る。但し、この際には
結晶‐母液の原料混合物を上端から導入し、初洗滌液を
底部から導入してもよい。Figure 17 shows one dry floor cleaning tower. For that, A rather than A-1
-There is a set of agitated subdivisions that are displayed as 5 subdivisions and a set of static subdivisions that are displayed as B-5 subdivisions from B-1. The divisions of both sets are alternately arranged upward. The raw material mixture of crystal-mother liquor is fed from the bottom, and the solid phase is pushed upward by the blades in the stirring section. The washing liquid is added from the upper end, passes downward through the crystal bed, and is finally excreted. FIG. 17a shows a cross section of the stirring section, and FIG. 17b shows a cross section of the non-stirring section. FIG. 17c shows a developed view of the tower. In the stirring section, the rotor blade 70 stirs the two-phase mixture in the section and pushes the depleted bed upward. In the static zone, the control plate 71 prevents the crystal bed rotation in this zone. The above-mentioned in-line motionless mixer or static mixer can be installed in the static section. It should be noted that this purification tower can also be used as an immersion floor cleaning device. However, in this case, the raw material mixture of the crystal-mother liquor may be introduced from the upper end, and the initial washing liquid may be introduced from the bottom.
第18図は本発明の遠心式結晶浄化系を示す。それは第一
回転数(rpm)1にて回転される第一回転体72と第二回転数
(rpm)2にて回転される第二回転体73がある。その上B-0
分区と称する最初涸渇区と主要処理区が第一回転体内に
ある。第一回転体は調節板75a,75bにて分区に分られて
居る。図中には4つの処理段が示されている洗滌分区76
a,76b,76c,76dを夫々A-1ないしA-4分区で表示し、涸渇
分区77a,77b,77c,77dをそれぞれB-1ないしB-4分区で表
示する。遠心過器79が最初涸渇区と全部の涸渇分区内
に設けられてある。これらの過器は第一回転体の一部
で、一緒に第一回転数(rpm)1で回転されて居る。結晶の
粒子が小い場合、遠心過の代りに沈澱遠心器(sedime
ntary centrifuges)を使つてよい。回転腕80、撹拌器8
1と結晶輸送器82が洗滌分区に含まれてある。これは第
二回転体の部品で、第二回転数(rpm)2で回転される。第
一回転数は適度であり涸渇分区に導入された固体相も適
当の程度にしか涸渇されない。遠心機に使用する遠心力
も適当な程度でよい。第二回転数は第一回転数よりやや
高いかまたはやや低い。それで洗滌分区内に含まれてい
る物体は適当な撹拌器81で撹拌されると共に固体相(KA)
nは輸送器82で相当する涸渇分区に輸送される。FIG. 18 shows the centrifugal crystal purification system of the present invention. It is the first rotating body 72 rotated at the first rotation speed (rpm) 1 and the second rotation speed.
There is a second rotating body 73 rotated at (rpm) 2 . Besides, B-0
The first depletion zone and the main treatment zone, called subdivisions, are in the first rotating body. The first rotating body is divided into sections by the adjusting plates 75a and 75b. Washing division 76 with four treatment stages shown in the figure
The a, 76b, 76c, and 76d are represented by A-1 to A-4 subdivisions, respectively, and the depleted subdivisions 77a, 77b, 77c, and 77d are represented by B-1 to B-4 subdivisions, respectively. Centrifugal filter 79 is installed in the first depletion zone and all the depletion zones. These transformers are part of the first rotating body and are rotated together at the first rotating speed (rpm) 1 . If the crystal particles are small, use a sedimentation centrifuge (sedime centrifuge) instead of centrifugation.
ntary centrifuges) may be used. Rotating arm 80, stirrer 8
1 and the crystal transporter 82 are included in the washing section. This is a part of the second rotating body and is rotated at the second rotation speed (rpm) 2 . The first rotation speed is moderate, and the solid phase introduced into the depletion zone is also depleted only to an appropriate degree. The centrifugal force used in the centrifuge may be an appropriate degree. The second speed is slightly higher or slightly lower than the first speed. Therefore, the objects contained in the washing subdivision are stirred by a suitable stirrer 81 and the solid phase (K A )
n is transported by the transporter 82 to the corresponding depletion zone.
操作において、固体‐液体の原料混合物(KA)0はB-0区に
導入され、涸渇され、(KB)0と(LB)0となる。(LB)0は不
純液で系統から排出される。固相(KB)0は処理区に導入
される、涸渇固体相は最終段(KB)4から結晶融解器78へ
持つていかれてその中で融解される。一部の融解液は浄
化製品Dとなり、残留部(LB)5はA-4分区へ輸送される。
第n段で実施される操作は前に第8図の系統で解説した
のとほぼ類似であり、例として次に簡単に第二段に関し
て説明する: (1)(KB)1を(LB)3と(JB)2とA-2分区で混合する。それを
撹拌器81で撹拌して固体‐液体混合体(KA)2となる。In operation, the solid-liquid starting mixture (K A ) 0 is introduced into the B-0 zone and is depleted to (K B ) 0 and (L B ) 0 . (L B) 0 is discharged from the system in impure solution. The solid phase (K B ) 0 is introduced into the treatment zone, the depleted solid phase is taken from the final stage (K B ) 4 to the crystal melter 78 and melted therein. A part of the melted liquid becomes the purified product D, and the residual portion (L B ) 5 is transported to the A-4 division.
Operations performed at the n-th stage is substantially similar to that described in strains of FIG. 8 before, it will be described next briefly second stage as an example: (1) (K B) 1 to (L B ) 3 and (J B ) 2 and A-2 are mixed. It is stirred with stirrer 81 to form a solid-liquid mixture (K A ) 2 .
(2)A-2分区から固体‐液体混合体(KA)2を削り取り、輸
送器82でB-2分区に輸送する。(2) The solid-liquid mixture (K A ) 2 is scraped off from the section A-2 and transported by the transporter 82 to the section B-2.
(3)(KA)2は遠心過器79によつてB-2分区内で涸渇さ
れ、涸渇固体相(KB)2と母液(IB)2となる。(3) (K A) 2 is depleted in Yotsute B-2 minutes wards the centrifugal excessive vessel 79, a depletion solid phase (K B) 2 and the mother liquor (I B) 2.
(4)(IB)2の一部分は段内の回流液(JB)2となり、調節板7
5b上の開口81aを通してA-2分区に戻される。(4) (I B) circumfluence solution of 2 of a portion within the stage (J B) 2, and the adjusting plate 7
It is returned to the A-2 division through the opening 81a on the 5b.
(5)残留の母液は段間輸送液(LB)2となり、A-1分区に輸
送される。(5) The mother liquor of residual interstage transport liquid (L B) 2, and the is transported to A-1 min-ku.
其の他の段の操作も類似である。注目すべきは第二回転
体の回転速度を第一回転体の回転速度より高めにするか
あるいは低めにして回転を続けることによつて洗滌分区
の撹拌と段間の(KA)nの輸送ができる。また注目すべき
点は、第一回転体を適当なrpmで回転すると固体‐液体
の混合体(KA)nも適度に涸渇され、固体相(KB)nになる。
第一回転体のrpmは第7図を作るのに用いた計算にもと
ずく簡単な最適化の研究で選定する。高いrpmを使用せ
ば、高い程度の液排泄度(即ち低い(MB)n/(SB)n比)と
高い洗滌比が得られる。然し、高い回転数はまた高い設
備費用と高い運転費用が必要となる。The operation of the other steps is similar. It should be noted that the rotation speed of the second rotor is higher or lower than that of the first rotor, and the rotation is continued by stirring the washing section and transporting (K A ) n between stages. You can Also noteworthy is that when the first rotor is rotated at a suitable rpm, the solid-liquid mixture (K A ) n is also depleted to a solid phase (K B ) n.
The rpm of the first rotor is chosen in a simple optimization study based on the calculations used to make FIG. Higher rpm results in a higher degree of excretion of liquid (ie a lower (M B ) n / (S B ) n ratio) and a higher wash ratio. However, high rpm also requires high equipment costs and high operating costs.
多段操作であるので、適度な液排泄度でもかなり高度の
結晶の浄化が達成できる。使われる遠心力も同じ程度の
浄化を達成する普通の遠心機に比べるとはるかに低い。
最終段(KB)4からできる涸渇固体相は固定室83に収集さ
れ、結晶融解器78に送られる。一部分の融解液は浄化製
品となり、残留部(LB)4はポンプ84でA-4分区に輸送され
る。(LB)0と(LB)1は固定環85に収集され、そこから排出
される。Since it is a multi-step operation, a fairly high degree of purification of crystals can be achieved even with an appropriate degree of excretion of liquid. The centrifugal force used is also much lower than a normal centrifuge that achieves the same degree of purification.
The depleted solid phase from the final stage (K B ) 4 is collected in the fixed chamber 83 and sent to the crystal melter 78. Part of the melt becomes a purified product, and the remaining portion (L B ) 4 is transported by pump 84 to the A-4 section. (L B ) 0 and (L B ) 1 are collected in the stationary ring 85 and discharged therefrom.
第19図は板塔結晶洗滌系統を示す。そこにはA-1ないしA
-5分区と称する一組の撹拌結晶洗滌分区86,B-1ないしB-
4分区と称す一組の輸送分区87及M-6分区と称する結晶融
解器88がある。A-2分区にはA-2aとA-2bと称する二つの
構成分区がある。同様にA-3とA-4分区も夫々A-3aとA-3b
分区及A-4a,A-4b分区と称する各二つの構成分区があ
る。B-1,B-2,B-3及B-4と称する輸送分区にはB-1a,B-2a,
B-3aとB-4aと称する固体輸送分区89とB-1b,B-2b,B-3bと
B-4bと称する液体輸送分区90がある。B-1cないしB-4cと
称する輸送分区の残る部分91は空にしたまま使用しな
い。固体相は順次にA-1b,B-1a,A-2a,A-2b,B-2a,A-3a,A-
3b,B-3a,A-4a,A-4b,B-4aとA-5a分区を通過して輸送さ
れ、融解器M-6に入れる。自由液はB-4aないしB-1a分区
をバイパスして順次A-5a,B-4b,A-4b,A-4a,B-3b,A-3b,A-
3a,B-2b,A-2b,A-2a,B-1bとA-1b分区を通過して輸送され
る。固体相はA-1b,A-2b,A-3bとA-4b内の板上で内向きに
移動され、A-2a,A-3aとA-4a分区内の板上では外向きに
移動される。小量の自由液流(LA)2a,(LA)3a,(LA)4aと(L
A)5aは両相混合体からA-2a,A-3a,A-4aとA-5a分区に設置
してある過器によつて分離され、夫々B-1a,B-2a,B-3a
とB-4aの分区をバイパスして、A-1b,A-2b,A-3bとA-4b分
区に導入される。B-1a分区に入る両相混合体は緊迫さ
れ、その為一部液体(LB)1aは分区を離れ、B-1b分区を通
過してA-1a分区に入る。類似の操作もB-2a及B-3a分区で
行れる。この系統内の圧力降下は小い、何故ならば大部
分の液相はB-1,B-2,B-3とB-4分区内の緊迫床をバイパス
している。同じ様な理由で、この系統は小粒子結晶を含
む固体‐母液の混合体を浄化する事ができる。Figure 19 shows the plate tower crystal washing system. There A-1 or A
-A set of stirring crystal washing subdivisions 86, B-1 to B-, which are called subdivisions
There is a set of transport sections 87 called Section 4 and a crystal melter 88 called Section M-6. The A-2 subdivision has two constituent subdivisions called A-2a and A-2b. Similarly, A-3 and A-4 subdivisions are A-3a and A-3b, respectively.
There are two constituent divisions, called divisions A-4a and A-4b. B-1, a-2, B-2a,
Solid transport section 89 called B-3a and B-4a and B-1b, B-2b, B-3b
There is a liquid transport section 90 called B-4b. The remaining portion 91 of the transport section, called B-1c or B-4c, is left empty and not used. The solid phase is sequentially A-1b, B-1a, A-2a, A-2b, B-2a, A-3a, A-
Transported through the 3b, B-3a, A-4a, A-4b, B-4a and A-5a sections and placed in the melter M-6. Free liquid bypasses the B-4a or B-1a subdivision and sequentially A-5a, B-4b, A-4b, A-4a, B-3b, A-3b, A-
Transported through 3a, B-2b, A-2b, A-2a, B-1b and A-1b subdivisions. The solid phase moves inward on the plates in A-1b, A-2b, A-3b and A-4b, and moves outward on the plates in A-2a, A-3a and A-4a compartments. To be done. A small amount of free liquid flow (L A ) 2a , (L A ) 3a , (L A ) 4a and (L
A ) 5a was separated from the two-phase mixture by a filter installed in the A-2a, A-3a, A-4a and A-5a sections, and B-1a, B-2a and B-3a respectively.
Bypassing subdivisions A and B-4a, they are introduced into subdivisions A-1b, A-2b, A-3b and A-4b. Both phases mixture entering the B-1a min Zone was tense Therefore some liquid (L B) 1a leaves a minute ward, it enters the A-1a min Ward through the B-1b content Ward. Similar operations can be performed in the B-2a and B-3a subdivisions. The pressure drop in this system is small because most of the liquid phase bypasses the compression beds in the B-1, B-2, B-3 and B-4 compartments. For the same reason, this system is able to purify solid-mother liquor mixtures containing small particle crystals.
6.産業上の利用可能性 本発明の方法はエネルギー節約出来る方法で、化学品中
の結晶成分を高度に精製(Super purification)する事
が出来る。それゆえ、本方法は高純度の単体を製造して
重合物工業(Polymer industries)に貢献出来ると共
に、高純度の化学品を製造して電子工業、医薬品工業、
農薬工業と其の他諸工業にも大なる貢献する事が出来
る。尚本方法は共沸混合物(Ajeotropic mixtures)の
分離精製にも使用される。6. Industrial Applicability The method of the present invention is an energy-saving method and can highly purify crystal components in chemical products (Super purification). Therefore, this method can produce high-purity simple substance to contribute to Polymer industries, and also produce high-purity chemicals to produce electronic industry, pharmaceutical industry,
It can make a great contribution to the agrochemical industry and other industries. This method is also used for separation and purification of azeotropic mixtures.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チエング,チエン‐エン 米国,ニユーメキシコ 87111,アルバカ ーキー,ノースイースト,ラ プラヤ ス トリート 9605 (56)参考文献 特開 昭58−199002(JP,A) 米国特許3681932(US,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventors Chieng, Chien-En USA, New Mexico 87111, Albuquerque, Northeast, La Playa Treat 9605 (56) References JP-A-58-199002 (JP, A) US Patent 3691832 (US, A)
Claims (40)
む不純結晶を洗滌して第一成分の純化結晶と一種または
多種の溶質を含む残留物を得る浄化方法であって、この
方法に使用される浄化区はA型分区とB型分区の二組の
分区よりなり、第一組を構成する分区は順次にA−1,A
−2,−−−−−,A−M分区であり、第二組を構成する分
区は順次にB−1,B−2−−−−−,B−N分区であり、
この浄化区と各分区とには前端と後端があり、A型分区
とB型分区とを前端から後端への方向に一つおきに浄化
区内に設置し、かくして或るA型分区の前端と後端はそ
れぞれ前のB型分区の後端と後継のB型分区の前端に接
続され、一つのA型分区と後接のB型分区との組合せで
一つの処理段(Processing Stage)を形成し、原料混合
物と初洗滌液をそれぞれ浄化区の前端と後端に導入し、
結晶と液体が各分区内に存在し、各分区内には二相混合
物(Two phase mixture)と結晶間空間(Intercrystall
ine space)とが存在して各分区内の液体の一部は自由
液体(Free liquid)となり、残りは滞留液体(Retaine
d liquid)となっている浄化方法において、 (a)A型分区で、撹拌翼付きの固型撹拌器をやや狭い範
囲内で浄化区の前端から後端に向う方向に対して横切る
方向にて局部的に撹拌し、各分区内の不純物を滞留液体
から自由液体に移動する事を増進する第一段階、 (b)B型分区で、逆洗操作(Counterwashing)かまたは
緻密化操作(Compaction)または両操作の兼用により、
結晶間の自由空間より不純物の量を減少する第二段階、 (c)固体相を浄化区の前端から後端に向けて移動する第
三段階、 (d)分区を通過して大部分の自由液体を浄化区の後端か
ら前端へ連続輸送する第四段階 を含み、尚更に (i)各B型分区の入口の前端より後端に輸送される母液
の量は共に輸送される結晶の量の二倍より少なく、且つ (ii)大部分のA型及びB型分区内の結晶間の空間は殆ど
完全に液体で充填され、浸湿床(Sub−merged bed)を
形成する ことを特徴とする浄化方法。1. A purification method for washing an impure crystal containing a mother liquor with a washing liquid in one purification zone to obtain a purified crystal of a first component and a residue containing one or more solutes. The purification zone used consists of two sets of divisions, type A and type B, and the divisions that make up the first set are A-1, A in sequence.
−2, −−−−−−, A−M subdivision, and the subdivisions constituting the second set are B−1, B-2 -−−−−, B−N subdivision in sequence,
This purification zone and each subdivision have a front end and a rear end, and every other A-type subdivision and B-type subdivision are installed in the purification subdivision in the direction from the front end to the rear end, and thus a certain A-type subdivision The front end and the rear end of are connected to the front end of the front B-type partition and the front end of the succeeding B-type partition, respectively, and one A-type partition and the following B-type partition are combined into one processing stage (Processing Stage). ) Is formed, and the raw material mixture and the first washing liquid are introduced into the front end and the rear end of the purification zone, respectively.
A crystal and a liquid exist in each compartment, and in each compartment, a two phase mixture and an intercrystal space
ine space) and a part of the liquid in each compartment becomes a free liquid (Free liquid), and the rest is a retained liquid (Retaine
d)) in (a) Type A section, a solid stirrer with a stirring blade is crossed within a narrower range from the front end to the rear end of the purification section. The first step to enhance the transfer of impurities in each subdivision from the stagnant liquid to the free liquid by local agitation, (b) Backwash operation (Counterwashing) or densification operation (Compaction) in type B subdivision Or, by combining both operations,
The second stage of reducing the amount of impurities from the free space between crystals, (c) the third stage of moving the solid phase from the front end to the rear end of the purification zone, and (d) the majority of the free space passing through the division. It also includes the fourth step of continuously transporting the liquid from the rear end to the front end of the purification zone, and further (i) the amount of mother liquor transported from the front end to the rear end of the inlet of each type B partition is the amount of crystals transported together. And (ii) the spaces between crystals in most of the A-type and B-type compartments are almost completely filled with liquid to form a sub-merged bed. How to purify.
過させて前端より後端に輸送する様にした請求の範囲第
1項の方法。2. The method according to claim 1, wherein, in the third step, the solid phase is transported from the front end to the rear end through a large number of sections.
を変更する事によって達成する請求の範囲第1項の方
法。3. The method of claim 1 wherein the third step is accomplished by changing the feed points of the feed mixture and the primary wash liquor.
用される初洗滌液は相当に純なる第一成分である請求の
範囲第2項の方法。4. A process according to claim 2 in which the first component is the solvent of the mixture and the first washing liquor used is the substantially pure first component.
り、その緻密度は自然形成床の緻密度より高く、B型操
作は逆洗操作によって達成される請求の範囲第2項の方
法。5. The two-phase mixture in the B-type compartment forms a dense bed, the density of which is higher than that of the naturally formed bed, and the B-type operation is achieved by a backwash operation. Method.
り小である請求の範囲第2項の方法。6. The method according to claim 2, wherein the ratio of the amount of the mother liquor to the crystals in each A type fraction is smaller than 2: 1.
より小である請求の範囲第2項の方法。7. The amount ratio of the mother liquor and the crystals in each B-type compartment is 2: 1.
The method of claim 2 which is less than.
分区内の撹拌作用がB型分区内の結晶床をあまり撹拌し
ない様にした請求の範囲第2項の方法。8. The method according to claim 2, wherein the B-type partition is divided by a partition plate so that the stirring action in the adjacent A-type partition does not significantly agitate the crystal bed in the B-type partition.
型分区内の結晶床は浄化区の前端にかけられる力とこの
分区より上の諸区から来る重力作用との力を受ける様に
し、それで緻密度が自然形成緻密度よりかなり高い様に
した請求の範囲第2項〜第8項のいずれか一の方法。9. A B-type partition and an A-type partition are directly connected to each other, and B
The crystal bed in the mold zone is subjected to the force applied to the front end of the purification zone and the force of gravity coming from the zones above this zone, so that the compactness is much higher than the naturally formed compactness. The method according to any one of claims 2 to 8.
で隔てられ、B型分区内の静態床は可動加圧器にて圧し
詰められる様にした請求の範囲第2項〜第8項のいずれ
か一の方法。10. The B type section and the A type section are separated by one movable perforated plate, and the static bed in the B type section is compressed by a movable pressurizer. The method of any one of the paragraphs.
求の範囲第10項の方法。11. The method according to claim 10, wherein the movable pressurizer and the perforated plate are integrated.
接し、B型分区内の結晶床は可動加圧器によって圧し詰
められる様にした請求の範囲第2項〜第8項のいずれか
一の方法。12. The B-shaped section and the A-shaped section are connected by a fixed plate, and the crystal bed in the B-shaped section is compressed by a movable pressurizer. One way.
る撹拌器にて撹拌される様にした請求の範囲第2項〜第
8項のいずれか一の方法。13. The method according to any one of claims 2 to 8, wherein the A-type section is agitated by an agitator having an operation method which is almost on the same plane.
は回転運動をする様にした請求項第13項の方法。14. The method according to claim 13, wherein the stirrer is connected to a rotator, so that the stirrer has a rotational movement.
り落すか、剃る方法によって実施する請求の範囲第2項
〜第8項のいずれか一の方法。15. A method according to any one of claims 2 to 8 wherein the transport of the solid phase is carried out by a scraping or shaving method by means of a movable leaf.
分区からなり、大部分の自由液体は浄化区の後端から前
端の方向に固定相輸送分区をバイパスして輸送される様
にした請求の範囲第2項〜第8項のいずれか一の方法。16. The B-type partition further comprises a solid transport partition and a liquid transport partition, and most free liquid is transported in the direction from the rear end to the front end of the purification zone bypassing the stationary phase transport partition. The method according to any one of claims 2 to 8.
送道からなり、大部分の自由液体は固体相輸送分区をバ
イパスして後端から液相輸送道を経由して前端へ輸送さ
れる様にした請求の範囲第2項〜第8項のいずれか一の
方法。17. The type A section further comprises a solid phase transport section and a liquid phase transport path, and most free liquid bypasses the solid phase transport section and is transported from the rear end to the front end via the liquid phase transport path. The method according to any one of claims 2 to 8, wherein the method is performed.
を含む様にした請求の範囲第2項〜第8項のいずれか一
の方法。18. The method according to any one of claims 2 to 8, wherein two or more processing stages are included in one container.
を有する板塔(plates column)であり、一つのA型分
区は塔内の一つまたは多数の板の上にある様にした請求
の範囲第2項〜第8項のいずれか一の方法。19. The purification area has one or many plates.
9. A method according to any one of claims 2-8, wherein the plate column comprises a plate column with one A-type section on one or a number of plates in the column.
体水平面上にて相対方向に輸送される様にした請求の範
囲第19項の方法。20. The method according to claim 19, wherein the A type partition is a horizontal partition and the solid phase and the liquid phase are transported in a relative direction on a substantially horizontal plane.
径方向に内向きと外向きで相対方向に輸送される様にし
た請求の範囲第20項の方法。21. The method according to claim 20, wherein the A-type compartment is circular and the solid phase and the liquid phase are transported in the radial direction inward and outward in relative directions.
時に実施され、A型操作は横断方向に作用する超音波振
動(ultrasonic vibration)で達成される様にした請求
の範囲第2項〜第8項のいずれか一の方法。22. The A-type operation and the B-type operation are simultaneously performed in one section, and the A-type operation is achieved by ultrasonic vibration acting in a transverse direction. Item 9. A method according to any one of items 8 to 8.
時に実施され、A型操作は、例えば細い線または薄い刃
物の様に運行方向と垂直方向の断面積が小さい撹拌器に
よって撹拌される様にした請求の範囲第2項〜第8項の
いずれか一の方法。23. The A-type operation and the B-type operation are simultaneously carried out in one section, and the A-type operation is carried out by a stirrer having a small cross-sectional area in the direction perpendicular to the traveling direction, such as a thin line or a thin blade. The method according to any one of claims 2 to 8, wherein the method is performed.
時に実施され、A型操作は二相混合物を静態混合器(St
atic mixer、スタチックミキサー)を通過せる事により
達成させる請求の範囲第2項〜第8項のいずれか一の方
法。24. The A-type operation and the B-type operation are simultaneously performed in one section, and the A-type operation is performed by mixing the two-phase mixture with a static mixer (St.
A method according to any one of claims 2 to 8, which is achieved by passing through an atic mixer.
不純結晶を洗滌し、純化結晶と不純溶質を含む残渣物を
得る方法であって、結晶は精純に近い第一成分であり、
その母液は第一成分と一種または一種以上の溶質を含
み、その浄化区はA型分区とB型分区の二組の分区から
構成され、第一組の分区は順次にA−1,A−2,−−−−
−,A−M分区であり、第二組の分区は順次にB−1,B−
2,−−−−−,B−N分区であり、浄化区及び各分区には
それぞれ前端と後端があり、A型分区とB型分区を前端
から後端へ向って順次一つおきに浄化区内に設置し、か
くして或るA型分区の前端と後端はそれぞれ先のB型分
区の後端と後継のB型分区の前端に連接され、一つのA
型分区と後接のB型分区との組合せで一つの処理段(Pr
ocess stage)を形成し、固体と液体の混合物原料と初
洗滌液をそれぞれ浄化区の前端と後端に導入し、ある量
の結晶とある量の液体が各分区内に存在し、各区内には
二相混合体と結晶間空間とが存在して、一部分の液体は
自由液体となり、残りは滞留液となっている方法におい
て、 (a)各B型分区(B−n分区)内の二相混合体から大部
分の結晶間自由液(intercrystalline free liquid)を
排泄する事によって結晶間自由空間内の不純物量を減少
しそしてB−n分区より結晶間自由空間に気相と母液を
含む涸渇塊(drained calse)(KB)nを排出する第一段、 (b)各A型分区の涸渇塊を洗滌液に漬けて滞留液中の不
純物を自由液に移送させる第二段、 (c)固体相を順次に各分区を通過させ、浄化区の前端か
ら後端に輸送させる第三段、 (d)自由液を順次に各分区を通過させ、浄化区の後端か
ら前端に輸送させる第四段 を含むことを特徴とする浄化方法。25. A method of washing an impure crystal containing a mother liquor with a washing liquid in one purification zone to obtain a residue containing a purified crystal and an impure solute, wherein the crystal is a nearly pure first component. Yes,
The mother liquor contains the first component and one or more solutes, and the purification section is composed of two groups of A-type and B-type compartments, and the first group of compartments are sequentially A-1, A- 2, −−−−
-, A-M subdivision, and the subdivisions of the second set are sequentially B-1, B-
2, −−−−−, B−N subdivisions, each of the purification subdivisions and each subdivision has a front end and a back end, and the A type subdivision and the B type subdivision are alternately arranged from the front end to the rear end. It is installed in the purification zone, and thus the front end and the rear edge of a certain type A section are connected to the rear edge of the previous B type section and the front edge of the succeeding B type section, respectively.
One processing step (Pr
, the solid and liquid mixture raw material and the first washing liquid are introduced into the front end and the rear end of the purification zone, respectively, and a certain amount of crystals and a certain amount of liquid are present in each zone and within each zone. In the method in which a two-phase mixture and an inter-crystal space exist, a part of the liquid is a free liquid and the rest is a retained liquid, (a) the two B-type fractions (B-n fractions) Depleting most of the intercrystalline free liquid from the phase mixture to reduce the amount of impurities in the intercrystalline free space and to deplete the intercrystalline free space from the Bn partition containing the vapor phase and mother liquor A first stage for discharging a drained calse (K B ) n , (b) a second stage for immersing the depleted lumps of each type A section in a washing liquid to transfer impurities in the retained liquid to a free liquid, (c) ) The third stage, in which the solid phase is sequentially passed through each section and transported from the front end to the rear end of the purification section, (d) The free liquid is sequentially passed through each section. A purification method, including a fourth stage for transporting from the rear end to the front end of the purification zone.
B−n分区内において涸渇し、固体相(KB)nと母液(IB)n
になり、母液の一部は段間の輸送液(LB)nとなり、残り
の部分(JB)nは段中(Intrastage)の回流液となり、A
−n分区に回流させる請求の範囲第25項の方法。26. The solid phase discharged from A-n partial ku (K A) n is depleted in B-n partial wards, the solid phase (K B) n and a mother liquor (I B) n
Then, a part of the mother liquor becomes the inter-stage transport liquid (L B ) n , and the remaining part (J B ) n becomes the intra-stage circulating liquid.
-The method according to claim 25, wherein the method is carried out by dividing into n sections.
り、また使われる最初の洗滌液も相当純粋な第一成分で
ある請求項第25項の方法。27. The method of claim 25, wherein the first component is the solvent of the liquid mixture and the first wash used is also a substantially pure first component.
であり浸漬操作を運用するA型操作と涸渇操作を運用す
るB型操作を含む請求の範囲第27項の方法。28. The method of claim 27, wherein the cleaning step is a batch-wise operation and includes an A-type operation that operates a dipping operation and a B-type operation that operates a depletion operation.
達成される請求の範囲第25項〜第28項のいずれか一の方
法。29. The method according to any one of claims 25 to 28, wherein the crystal depletion operation is achieved by moderate centrifugation.
充填床(Packed bed)を使用する事により達成される請
求の範囲第25項〜第27項のいずれか一の方法。30. The method according to any one of claims 25 to 27, wherein the crystal depletion operation is accomplished by using a packed bed of crystals of suitable height.
回転円筒内にある様にした請求の範囲第29項の方法。31. The method of claim 29, wherein the processing stage is in a rotating cylinder rotated at a suitable initial velocity (rpm) 1 .
回転数(rpm)2で回転される輸送器(transfer means)で
達成され、その回転数は第一回転数より稍高いか、稍低
い様にされた請求の範囲第29項の方法。32. Transport of at least a portion of the solid phase is accomplished by a transfer means rotated at a second speed (rpm) 2, which speed is either higher or lower than the first speed. A method as claimed in claim 29.
数(rpm)2で回転する撹拌手段で撹拌され、そしてその回
転数は第一回転数より稍高いか稍低い様にされた請求の
範囲第29項の方法。33. The solid phase and the liquid phase in the A-n section are stirred by a stirring means rotating at a second rotation speed (rpm) 2 , and the rotation speed is higher or lower than the first rotation speed. The method of claim 29, wherein the method is:
rained beds)を形成し、 (d)固体相は活動葉翼(moving blades)によって押し上
げられ、 (e)大部分のB型分区は固体壁で間どりし其の中の二相
混合体が其の隣接のA型分区内の撹拌手段によって過度
に撹拌されるのを防止する、 特徴を有する請求の範囲第25項〜第27項いずれか一の方
法。34. Further, (a) the treatment zone is an upright zone, (b) the mixed feed is introduced from the lower end of the purification zone, and (c) the two-phase mixture is contained in most of the A and B type zones. In the dry bed (d
(d) The solid phase is pushed up by the moving blades, and (e) most of the B-type compartments are interspersed with the solid walls and the two-phase mixture in it. 28. The method according to any one of claims 25 to 27, characterized in that it is prevented from being excessively agitated by the agitating means in the adjacent type A section.
区内にて回分法(batch Process)により混合供給料を
ある量の初洗滌液で洗滌して純化結晶と不純物を含む残
留物を得る方法であって、その混合供給料は第一成分の
結晶と、第一成分と不純物とを含む液体混合物を含んで
いる方法において、 (a)ある量の混合供給料を各洗滌区に導入して、初床
(KB)oを形成し、 (b)洗滌区内に形成する初床に多段洗滌操作を実施し、
例えば第n段においては、固体相(KB)n-1を置き、洗滌
液Ln+1を使って不純物を滞留液から自由液に移行させる
事を強調するA−型操作と結晶間自由空間の不純物量を
減少させるB−型操作とによって結晶洗滌をして固体相
(KB)nと液相Lnを形成し、固体相(KB)nは次の(n+1)
次洗滌段階にかけられ、液相Lnは(n−1)次の洗滌操
作に使われる 段階を含むことを特徴とする方法。35. A method for obtaining a residue containing purified crystals and impurities by washing a mixed feed with a certain amount of a first washing liquid in a batch process in a purification zone containing at least one crystal washing zone. Wherein the mixed feed contains crystals of the first component and a method comprising a liquid mixture containing the first component and impurities, (a) introducing a certain amount of the mixed feed into each washing section. , First floor
(K B) o is formed and conducted a multistage washing operation first floor to form a (b) washing wards,
For example, in the nth stage, the solid phase (K B ) n-1 is placed and the washing liquid L n + 1 is used to emphasize the transfer of impurities from the retained liquid to the free liquid. B-type operation to reduce the amount of impurities in the space and washing the crystals to obtain a solid phase.
(K B ) n forms a liquid phase L n , and the solid phase (K B ) n is (n + 1)
Subjected to the following washing step, the liquid phase L n method characterized by comprising the steps used for (n-1) following washing operations.
on)であって、それで固体相(KB)nは涸渇固体相(Drain
ed Solid Phase)であり、そしてA型操作は浸漬操作よ
りなる請求の範囲第35項の方法。36. The B-type operation is a draining operati
on), so the solid phase (K B ) n is the depleted solid phase (Drain
ed Solid Phase) and the A-type operation comprises a dipping operation.
B)nは浸漬固体相(Submerged Solid Phase)である請求
の範囲第35項の方法。37. The type B operation is a backwash operation, and the solid phase (K
The method of claim 35, wherein B ) n is a Submerged Solid Phase.
含み、その初洗滌液は水溶液である請求の範囲第36項の
方法。38. The method according to claim 36, wherein the mixed feed contains crystals of the first component and an aqueous solution, and the first washing liquid is an aqueous solution.
液体との混合物より結晶を浄化する結晶洗滌法におい
て、 (a)A−1,A−2,−−−−−,A−M分区からなる一組の撹
拌洗滌分区(agitated washing subzones)があり、各
分区内にはそれぞれ多数の撹拌翼片があり固体物上に保
持させてあり; (b)B−1,B−2,−−−−−,B−n分区からなる一組の非
撹拌洗滌分区があり、各分区内には仕切板を設置して含
まれる固体−液体の混合体が過度に撹拌される事を防止
し; (c)上記両組の分区は前端から後端の方向に順次に且つ
一つおきに設置し; (d)固体相は前端から後端に向け、液相は逆に後端から
前端に向けて輸送される; 特徴を有する結晶洗滌法。39. A crystal washing method having a front end and a rear end, wherein crystals are purified from a mixture of the crystals and the liquid with an initial washing liquid, comprising: (a) A-1, A-2, ----- , A set of agitated washing subzones consisting of A-M subdivisions, and within each subdivision there are a large number of agitating blade sub-pieces which are held on a solid material; (b) B-1, There is a set of non-stirring and washing subdivisions consisting of B-2, -----, and B-n subdivisions, and a partition plate is installed in each subdivision and the solid-liquid mixture contained is excessively agitated. (C) The above-mentioned divisions of both sets are installed in sequence from the front end to the rear end in sequence and at alternate intervals; (d) The solid phase is directed from the front end to the rear end, and the liquid phase is reversed. Transported from rear end to front end; Characterized crystal washing method.
多種の不純物を含む液体との混合物をある量の初洗滌液
にて洗滌し、純化された結晶と不純物を含む残留物を形
成させる装置において、 (a)装置中にA−1,A−2,−−−−−,A−M分区からなる
第一組と、B−1,B−2,−−−−−,B−N分区からなる
第二組の分区を含む浄化区域があり、そして浄化区域と
各分区とも前端と後端があり、A型分区とB型分区を前
端から後端への方向に一つおきに浄化区内に設置し、そ
してA型分区の前端と後端はそれぞれ前のB分区の後端
と後継のB型分区の前端に接続させ、一つのA型分区と
後接のB型分区の組合せで一つの処理段を形成し、 (b)前記処理段を内蔵し、適当な第一速度(rpm)1で回転
される回転筒を備え、結晶と液体の混合体供給料および
最初の洗滌液をそれぞれ浄化区の前端と後端に導入し、
それである量の結晶とある量の液体が各分区内に存在
し、各分区内にはその二相混合体と結晶間空間が存在
し、一部の液体は自由液体となり、残りは滞留液体とな
り、そして少なくとも一部分の固体相を輸送するために
第一回転数より少しばかり早いかまたは少しばかり遅い
第二回転数(rpm)2で回転する部材を備えた ことを特徴とする装置。40. A mixture of the crystal of the first component and the liquid of the first component and one or more impurities is washed with a certain amount of a first washing liquid to form a purified crystal and a residue containing the impurity. In the device, (a) the first set consisting of A-1, A-2, -----, and AM subdivisions, and B-1, B-2, -----, B in the device. -There is a purification zone that includes a second set of N zones, and each zone has a front edge and a rear edge, and every other A-type and B-type edge in the direction from the front edge to the rear edge. Installed in the purification zone, and the front and rear ends of the A-type partition are connected to the rear edge of the front B-segment and the front end of the succeeding B-type partition, respectively, and one A-type partition and the trailing B-type partition are connected. of forming a single process stage in combination, (b) incorporating the processing stage, comprising a rotary cylinder which is rotated at an appropriate first speed (rpm) 1, crystal and mixture supply fee and the first liquid Was introduced at the front end and the rear end of each purification District 滌液,
That is, a certain amount of crystals and a certain amount of liquid are present in each compartment, the two-phase mixture and intercrystalline space are present in each compartment, some of the liquid becomes free liquid, and the rest becomes stagnant liquid. And a member rotating at a second rotational speed (rpm) 2 slightly faster or slightly slower than the first rotational speed for transporting at least a part of the solid phase.
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