cristalizadores industriais.docx

7/28/2019 Cristalizadores Industriais.docx

1/13

Cristalizadores

Os cristalizadores so utilizados na indstria para conseguir a separaoslido-lquido. Eles so equipamento importante no processamento qumico,

porque so capazes de gerar produtos de alta pureza, com um gastorelativamente baixo de energia.

TIPOS DE CRISTALIZAO E DE EQUIPAMENTO

A forma de atingir a sobresaturao num cristalizador, partindo de umasoluo saturada do componente a separar, pode ser diversa: Arrefecimento da soluo saturada;

Evaporao do diluente da soluo saturada;

Adio de um segundo solvente (anti-solvente) que reduz a solubilidadedo soluto (drowning);

Promoo de uma reaco qumica que leva precipitao do soluto;

Alterao do pH do meio.

O mais comum a nvel industrial que a cristalizao ocorra devido aoarrefecimento ou evaporao da soluo me. Nestes casos a cristalizaoacontece, muitas vezes, nas paredes do cristalizador, em particular na

superfcie dos permutadores, dado ser a que a sobressaturao surgeprimeiro.O equipamento de cristalizao ser diferente dependendo da forma como seatinge a sobressaturao. Os equipamentos mais comuns so:

Tanques de cristalizao (ainda muito usados na produo de acar);

Cristalizadores com permutador externo (scrapped surfacecrystalizers), tambm conhecidos por Cristalizadores Swenson-Walker cujodesenvolvimento data de 1920 (ver Figura). Normalmente a sobresaturaoatinge-se por arrefecimento;

Evaporador-Cristalizador de circulao forada, tambm conhecido porCristalizador Oslo. A sobresaturao atingida atravs de uma evaporaoflash;

Cristalizador de vcuo com circulao de magma (Cristalizador DTB,Draft, Tube and Baffle).


2/13

(Cortesia da GEA Process Engineering Inc., Columbia, MD)

De circulao forada (Cristalizador Oslo)

Cristalizao de circulao forada o mtodo mais amplamente utilizado naindstria.

(Cortesia de Swenson Process Equipment, Inc., Harvey, IL)

INFORMAO GERAL

Cristalizadores de circulao forada so evaporadores-cristalizadores. Criamuma soluo supersaturada por evaporao do solvente de uma soluosaturada. Os solutos desta soluo supersaturada resfria formando os cristais.Estes tipos de cristalizadores so classificados como misturado suspenso,cristalizadores remoo do produto de mistura (MSMPR). O pressupostofundamental de um cristalizador MSMPR que a suspenso perfeitamente

misturada e uniforme em todo o sistema.


3/13

(Cortesia da Vobis LLC, Easton, PA)

PROJETO EQUIPAMENTOSA suspenso de alimentao aquecida em primeiro lugar um trocador decalor, em seguida bombeado para o corpo principal do cristalizador. Avaporizao ocorre na superfcie superior da suspenso, enquantoanucleaoocorre perto do fundo do cristalizador. Os cristais so removidos e osolvente vaporizado, condensado e retornado para o cristalizador.


Existem vrias adaptaes que podem ser adicionados a um cristalizador decirculao forada para ajudar a limitar a distribuio de tamanho decristal. As opes incluem defletores, uma entrada cnica, e uma etapa dedecantao. A entrada cnica promove a mistura mais completa, o que criauma mistura pastosa mais uniforme. Defletores so usados para removerpequenas partculas a partir da mistura, de modo que eles podem serrecirculado para o crescimento. Elutriao, como desconcertante, remove aspartculas pequenas a partir da suspenso, a no ser elutriao separa aspartculas com base no peso vez de tamanho. Elutriao o processo de fluxode ar sobre as partculas. Partculas mais leves so apanhados pela corrente

de ar, enquanto os mais pesados permanecem no local.
http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation.html


4/13

Exemplos de usoCristalizadores de circulao forada so comumente usados para produzirsais e produtos qumicos na indstria. O cristalizador de circulao foradamostrada esquerda utilizada para a produo de sulfato de sdio,enquanto que do lado direito utilizado na indstria agrcola.


Cristalizadores de circulao forada so muitas vezes organizados emfases. O cristalizador de dois estgios mostrado abaixo usado por um grupoqumico agrcola para evaporar o cido fosfrico a partir de uma mistura epara recuperao de slidos.


5/13


VANTAGENS DESVANTAGENS Relativamente barato Vrios tamanhos disponveis Alta taxa de circulao reduz osdepsitos de partculas nas

paredes dos vasos

Dificuldade em controlar otamanho dos cristais

Cristalizadores de tubos e defletores DTB (Draft, Tubeand Baffle)

Cristalizadores de tubos e defletores so usados para controlar caractersticase tamanho do cristal.


6/13


INFORMAO GERALCristalizadores Draft Tube Baffle (DTB) so usados em aplicaes nas quaisocorre excessivanucleao. Pequenos cristais indesejados, chamados finos,so removidas a partir de partculas maiores, usando a sedimentao ereciclada atravs do cristalizador, novamente, resultando na recuperaomxima de cristais e grandes cristais.


PROJETO EQUIPAMENTOSCristalizadores DTB tm duas partes. Na regio da sedimentao separa-se oscristais maiores dos finos. Os cristais maiores instalam-se entre o deflector etubo de aspirao, como mostrado abaixo, e so removidos da suspenso doproduto, enquanto que os finos so recirculados aps ser dissolvido em umtrocador de calor. O solvente evaporado em seguida condensado, resfriado,e devolvido para a regio ativa da cristalizao.
http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation2.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation2.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation2.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Nucleation2.html


7/13


Cristalizadores DTB normalmente tm taxas de circulao de 1 a 4 vezes / mine um tempo de residncia total de 4 a 6 horas.

Exemplos de usoOs dois cristalizadores DTB mostrados abaixo so utilizados para a produode sulfato de amnio. Cristalizadores DTB so tambm utilizados para apurificao de compostos orgnicos, bem como a produo de sais.


Exemplos de cristais que so formadas usando um cristalizador DTB.


8/13


9/13


Exemplos de uso

Cristalizadores de superfcie resfriada so usados para a produo de cloretode sdio a partir de solues de soda custica, carbonato de sdio deca-hidratado a partir de solues residuais, e de clorato de sdio a partir desolues saturadas de cloreto de sdio.



10/13

A Vacuo

INFORMAES / EQUIPAMENTO GERAL PROJETOCristalizadores a vcuo utilizam um condensador com umimpulsionadorpara

manter um vcuo no interior do cristalizador. Este vcuo torna possvel geraruma soluo supersaturada, quando as temperaturas de funcionamento sobaixas muito baixas. Cristalizadores a vcuo podem ser contnuo oudescontnuo. O cristalizador a vcuo particularmente til quando osmateriais tendem a crescer nas paredes do equipamento de processamento decristalizao contnua.


Exemplos de usoO cristalizador a vcuo mostrado a seguir utilizado para a produo desal deGlauberem uma planta de indstria mineral. O corpo do cristalizador pode servisto no lado esquerdo, e com o condensador impulsionador de cima eligeiramente para a direita.

http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Booster.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Booster.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Booster.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/GlaubersSalt.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/GlaubersSalt.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/GlaubersSalt.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/GlaubersSalt.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/GlaubersSalt.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/GlaubersSalt.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Booster.html


11/13

Com permutador externo (scrapped surfacecrystalizers)INFORMAO GERALCristalizadores scrapped surface crystalizers so utilizados como baixoconsumo de energia, baixo custo de cristalizao e para operaes depequena escala. Eles so utilizados principalmente para a cristalizaodederrete.

(Cortesia de Armstrong Chemtec Group, West Chester, PA)

PROJETO EQUIPAMENTOSUm cristalizador scrapped surface crystalizers consiste de um tubo

encamisado, em que um meio de resfriamento est entre a parede do tubo derevestimento para remover o calor da suspenso, causando acristalizao. Dentro do tubo h grandes raspadores para a limpeza dosdepsitos slidos na parede para evitar a incrustao. Cristalizadoresscrapped surface crystalizers so frequentemente usados em conjuntos, talcomo mostrado abaixo.
http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Melts.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Melts.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Melts.htmlhttp://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Crystallizers/Hotspot/Melts.html


12/13

(Cortesia de Armstrong Chemtec Group, West Chester, PA)

AGRADECIMENTOS

Armstrong Chemtec Grupo, West Chester, PAGEA Process Engineering Inc.,Columbia, MDSwenson Process Equipment, Inc., Harvey, ILVobis LLC, Easton,PA

Referncias

Genck, Wayne J.A viso clara de Cristalizadores . Engenharia Qumica. 7(2011): 28-32.Imprimir.Mersmann, A. Cristalizao Manual de tecnologia . New York, NY: MareeiDekker, Inc., 1995.Imprimir.Mullin, JW cristalizao . 3rd ed. Stoneham, MA: Butterworth-Heinemann,1993. Imprimir.Myerson, Allan S. Manual de cristalizao industrial . Stoneham, MA:

Butterworth-Heinemann, 1993. Imprimir.Perry, Robert H., e Don W. Verde. Handbook Perry Chemical Engineers '. 7ed. New York: McGraw-Hill Inc., 1997. Imprimir.Walas, Stanley M. Qumica Seleo de Equipamentos de Processo eProjeto . Stoneham, MA: Butterworth-Heinemann, 1990. Imprimir.

COLABORADORES

Matthew SkindzierKelsey KaplanAndrea Roberts
http://www.rmarmstrong.com/http://www.rmarmstrong.com/http://www.niroinc.com/http://www.niroinc.com/http://www.niroinc.com/http://www.swensontechnology.com/http://www.swensontechnology.com/http://www.vobisllc.com/http://www.vobisllc.com/http://www.vobisllc.com/http://www.vobisllc.com/http://www.swensontechnology.com/http://www.niroinc.com/http://www.rmarmstrong.com/


13/13

cristalizadores industriais.docx

Documents