Precipitation of barium ions with solid ammonium sulfate continuous DTM crystallizer with a liquid jet pump of ascending suspension flow in a mixing chamber

• Autorzy: Koralewska J.

Warianty tytułu

PL

Strącanie siarczanu baru stałym siarczanem amonu w krystalizatorze ciągłego działania typu DTM ze strumienicą cieczową o wstępującym ruchu zawiesiny w komorze mieszania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of investigation of the kinetics of barium ions precipitation by means of crystalline ammonium sulfate addition in a reaction-crystallization process have been presented. The experiments were performed in a continuous laboratory DTM crystallizer with inner circulation of suspension forced by a liquid jet-pump device generating ascending flow of medium in a mixing chamber. The influence of barium chloride concentration in a feeding solution on the crystal size distribution of barium sulfate product and on its reaction-crystallization kinetics were investigated. Nucleation and crystal growth rates were elaborated on the basis of the kinetic model of the MSMPR crystallizer, in two versions: a simplified one - making assumption that in the BaSO4 crystals population a size-independent growth (SIG) is fulfilled, and the enhanced one, incorporating the size dependent growth (SDG) phenomena observed in a real system. Rojkowski exponential SDG kinetic model was recognized as the practical design equation which is fitted the best to the experimental data in a whole L range tested. Both test data and the kinetic expressions with their parameter values can be practically utilized for the improvement of constructions of liquid jet-pump DTM crystallizers, recommended for complex, coupled processes of precipitation and crystallization of sparingly soluble salts.

PL

Przedstawiono wyniki badań krystalizacji z reakcją chemiczną strącania jonów baru krystalicznym siarczanem amonu. Proces prowadzono w krystalizatorze o działaniu ciągłym z wewnętrzną cyrkulacją zawiesiny wymuszaną strumienicą o ruchu wstępującym w komorze mieszania. Badano wpływ stężenia chlorku baru w roztworze zasilającym na rozkład rozmiaru kryształów siarczanu baru i kinetykę jego krystalizacji. Do obliczenia szybkości zarodkowania i wzrostu kryształów wykorzystano modele kinetyczne dla krystalizatora MSMPR. W obliczeniach zakładano, że szybkość wzrostu kryształów BaSO4 nie zależy bądź zależy od ich rozmiarów. Stwierdzono, że najlepiej opisującym dane doświadczalne okazał się wykładniczy model SDG Rojkowskiego. Wyniki badań mogą być wykorzystane do doskonalenia konstrukcji krystalizatora DTM ze strumienicą, zalecanego do prowadzenia procesów strącania i krystalizacji trudno rozpuszczalnych soli.

Słowa kluczowe

EN

liquid jet pump; sulfate; precipitation

PL

DTM; krystalizacja; siarczan; strumienica cieczowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 27, z. 4
• Strony: 1555--1579
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz.,Rys., fot, tab., w

Twórcy

autor

Koralewska J.

• Wydział Chemii Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• [1] ROJKOWSKI Z., SYNOWIEC J., Krystalizacja i krystalizatory, Warszawa, WNT, 1991.
• [2] MULLIN J.W., Crystallization, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1993.
• [3] MYERSON A.S., Handbook of Industrial Crystallization, Boston, Butterworth-Heinemann, 1993.
• [4] MERSMANN A., Crystallization Technology Handbook, New York, Marcel Dekker, 1995.
• [5] GOLIŃSKI J.A., TROSKOLAŃSKI A.T., Strumienice, Warszawa, WNT, 1979.
• [6] MATYEENKO P.S., STABNIKOY V.N., Strujnye apparaty v piśćevoj promyślennosti, Moskva, Pisćevaja Promysl, 1980.
• [7] MATYNIA A.,, Inż. Ap. Chem., 1997, 36, 9.
• [8] Pol. Pat. No. 96631, 1978.
• [9] NIELSEN A.E., Kinetics of Precipitation, Oxford, Pergamon Press, 1964.
• [10] KLEIN J.P., David R., Reaction Crystallization: Crystallization Technology Handbook, A. Mersmann (Ed.), New York, Marcel Dekker, 1995, 359-400.
• [11] SÓHNEL O., GARSIDE J., Precipitation: Basic Principles and Industrial Applications, Boston, Butterworth-Heinemann, 1993.
• [12] MATYNIA A., WLAZŁO P., KORALEWSKA J., Pol. J. Appl. Chem., 2001, 14, 91.
• [13] MATYNIA A., PIOTROWSKI K., KORALEWSKA J., Chem. Eng. Proc., 2005, 44, 485.
• [14] MATYNIA A., Environ. Protection Eng., 2002, 28, 77.
• [15] MATYNIA A., Pol. J. Chem. Technol., 2002, 4, 19.
• [16] MATYNIA A., PIOTROWSKI K., KORALEWSKA J., WIERZBOWSKA B., Chem. Eng. Technol., 2004, 27, 559.
• [17] MATYNIA A., WLAZŁO P., GÓRECKI H., HOFFMANN J., Sposób wytwarzania ciekłego nawozu mineralnego, Pol. Pat. No. 186 629, 2004.
• [18] MATYNIA A., HOFFMANN J., WLAZŁO P., Chem. Inż. Ekol., 1999, 207.
• [19] BECHTOLD Z., MATYNIA A., MAŁASIŃSKA M., Inż. Ap. Chem., 2001, 40, 9.
• [20] BECHTOLD Z., MATYNIA A., MAŁASIŃSKA M., Inż. Chem. Proc., 2001, 22, 229.
• [21] BECHTOLD Z., MATYNIA A , MAŁASIŃSKA M., Inż. Ap. Chem., 2003, 42, 13 .
• [22] BECHTOLD Z., MATYNIA A., SYNOWIEC J., Inż. Ap. Chem., 1977, 16, 14 .
• [23] MATYNIA A., BECHTOLD Z., WIERZBOWSKA B., Application ofajet pump in crystallizer with inner circulation, Prace Nauk. Inst. Techn. Cieplnej i Mech. Płynów P. Wr., 53, Wrocław 1998, 627.
• [24] BECHTOLD Z., MATYNIA A., MUSIOŁ M., Inż. Ap. Chem., 2004, 43, 13.
• [25] MAŁASIŃSKA M., Hydrodynamics of crystallizers with a jet pump, Ph. D. Thesis, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology, Wrocław 2004 .
• [26] MATYNIA A., WIERZBOWSKA B., KORALEWSKA J., PIOTROWSKI K., BECHTOLD Z., ĆWIERTNIA E., Chem. Agricult., 2005, 6, 879.
• [27] MATYNIA A., WLAZŁO P., KORALEWSKA J., Pol. J. Chem. Technol., 2001, 3, 14.
• [28] BECHTOLD Z., MAŁASIŃSKA M., KORALEWSKA J., PIOTROWSKI K., MATYNIA A., Chem., Agricult., 2005, 6, 887.
• [29] LAUFHUTTE H.D., MERSMANN A., Chem. Eng. Technol., 1987, 10, 56.
• [30] GIERCZYCKI A., Formation and Breakage of Solid Aggregates Suspended in Liquid; Zeszyty Nauk. Politech. Śl., 1663, 16, Gliwice 2005 .
• [31] RANDOLPH A.D., LARSON M.A., Theory of Particulate Processes: Analysis and Techniąues of Continuous Crystallization, New York, Academia Press, 1988.
• [32] BRANSOM S.H., Brit. Chem. Eng., 1960, 5, 838.
• [33] CANNING T.F., RANDOLPH A.D., AIChE J., 1967, 13, 5.
• [34] ABEGG C.F., STEYENS J.D., LARSON M.A., AIChE l, 1968, 14, 118.
• [35] ROJKOWSKI Z., Kristall Technik, 1977, 12, 1121.
• [36] ROJKOWSKI Z., New hyperbolic empirical model of size dependent crystal growth, Bulletin de L'Academie Polonaise des Sciences - Serie des sciences chimiques, 1978, XXVI, 265.
• [37] ROJKOWSKI Z., Kristall Technik, 1978, 13, 1277.
• [38] MYDLARZ J., JONES A.G., Chem. Eng. Commun., 1990, 90, 47.
• [39] MYDLARZ J., A hyperbolic crystal growth ratw model, 13th Symposium on Industrial Crystallization, Toulouse 1996, 275.
• [40] KAMIEŃSKI J., Mieszanie układów wielofazowych, Warszawa, WNT, 2004.