УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГАЗА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ Российский патент 1999 года по МПК B29C47/76 B29B7/84 B29B7/42 

Изобретение касается устройства для удаления газа, которое охарактеризовано следующими признаками (конструктивными элементами), размещенными в направлении течения продукта, соответственно:
- патрубком загрузки продукта,
- охлаждаемым транспортирующим участком,
- устройством для измельчения,
- обогреваемым транспортирующим участком и
- патрубком выгрузки продукта, так что все устройство
- газонепроницаемо и предпочтительным образом также
- устойчиво против скачков и давления
и
- в зоне охлаждаемого транспортирующего участка и/или
- в зоне устройства для измельчения имеет отверстие для выпуска газа.

Устройство согласно изобретению пригодно для удаления газов из фторполимеров, которые были подвержены термическому разложению, в частности, для приготовления политетрафторэтиленовых восков. Эти продукты получают путем разложения высокомолекулярного политетрафторэтилена, ниже обозначенного как PTFE (описание изобретения к заявке Великобритании N 1035566). Они используются для получения многочисленных антиадгезионных покрытий, обладающих сопротивлением слипанию.

При термическом разложении фторполимеров таких, как PTFE, возникают в значительной степени горючие, газообразные побочные продукты, в том числе высокотоксичный изо-перфторбутилен, которые до сих пор должны были уничтожаться. Если технологические операции по приготовлению проводятся в раздельных агрегатах, то для их проведения имеется необходимость в обширных и дорогостоящих мероприятиях. Согласно изобретению такое приготовление производится очень эффективно в аппаратуре, которая позволяет производить регенерацию и переработку газов. Эта аппаратура очень компактна и вследствие своего веса предъявляет небольшие требования к производственным площадям.

На чертеже представлен в схематичном виде предпочтительный вариант выполнения изобретения. Другие предпочтительные варианты выполнения поясняются ниже, на примере переработки воска - PTFE. Однако, само собой разумеется, изобретение не ограничивается этим использованием, а может служить и другим целям применения, к которым предъявляются аналогичные требования.

На чертеже позицией 1 обозначена загрузка продукта для жидкого сырого воска - PTFE, каким его получают после термического разложения, например, из эструдера. Этот сырой продукт содержит газы, которые образовались как побочный продукт.

Охлаждаемый транспортирующий участок 2 состоит предпочтительным образом из охлаждаемого шнека, у которого целесообразным образом охлаждается также и шнек. Предпочтительное выполнение детали устройства представляет собой так называемый "скребковый охладитель", в котором как кожух, так и охлаждаемый шнек охлаждаются охлаждающей жидкостью, такой как вода или рассол. Транспортирующий участок 2 может быть размещен горизонтально, с подъемом или с уклоном.

К транспортирующему участку 2 примыкает устройство 3 для измельчения. Переход от позиции 2 к позиции 3 может происходить непосредственно, это означает, что все агрегаты могут быть размещены на том же валу или ступенчато, как представлено на чертеже, и могут работать потом с разной скоростью. Буквой "М" обозначены приводные двигатели. В зависимости от расположения к транспортирующему действию в данном случае охлаждаемого шнека может добавляться действие силы тяжести.

В устройстве 3 затвердевший расплав измельчается до образования сыпучего продукта. Пригодны все устройства, которые могут измельчать относительно хрупкий материал до состояния сыпучего, легко транспортируемого порошка с размером частиц от 0,1 до 1 мм, такие как дробилки, например валковые дробилки, молотковые дробилки, валковые мельницы, шнековые дробилки или кулачковые дробилки, мельницы, например ударно-отражательные мельницы, крестовые мельницы, стержневые мельницы или центробежные мельницы и, в частности, молотковые мельницы; далее, ножевые аппараты, такие как резательные грануляторы или валковые станки.

Материал, выходящий из устройства для измельчения 3, вновь нагревается на обогреваемом транспортирующем участке 4 для облегчения процесса удаления газов. В случае воска - PTFE происходит нагрев до температуры, лежащей вблизи точки плавления, целесообразным образом в зоне от 150 до 250^oC, предпочтительно в районе приблизительно 200^oC. При этих условиях освобождаются остаточные количества адсорбированных газов, так что продукт удовлетворяет требованиям.

Продукт после удаления из него газа выгружают через выпускное отверстие 5 и подают, например, в резервуар для хранения.

Газ, попавший, в случае воска - PTFE, вместе с сыром продуктом, удаляют через выпускное отверстие 6 для газа. Удаление газа через выпускное отверстие 6 может происходить только за счет понижения давления в нем. Однако предпочтительным образом в зоне обогреваемого транспортирующего участка 4 вводят несущий газ, целесообразным образом инертный газ, например азот. Для этого достаточны относительно небольшие объемы, чтобы в случае уничтожения он незначительно мешал бы сжиганию отходящих газов, а в случае рекуперации ценных веществ примешивалось бы лишь небольшое количество балластного газа. Для этого предусмотрено впускное отверстие 7 для газа, которое целесообразным образом расположено в конце обогреваемого транспортирующего участка 4, так что газ подводят к продукту противотоком.

Размещение выпускного отверстия 6 для газа в начале горячей зоны (если смотреть в направлении течения продукта) является целесообразным постольку, поскольку в этой зоне незначительная пылевая загруженность отходящего газа. Возможно также, само собой разумеется, размещение выпускного отверстия 6 для газа в зоне 1 загрузки продукта или в любом месте охлаждаемого транспортирующего участка 2.

Если устройство согласно изобретению используют для другой цели, например для реакции, при протекании которой образуется или высвобождается газ, то размещение выпускного отверстия 6 для газа должно быть приведено в соответствие с мнением специалиста.

Устройство согласно изобретению требует меньше приводных валов и подвергаемых уплотнению поверхностей, чем комбинация из различных аппаратов, и повышает в случае токсичных газов эксплуатационную надежность. В любом случае значительно сокращаются затраты на отвод газов, прежде всего уже за счет того, что объем уничтожаемых отходящих газов резко сокращается. В остальном конструкция согласно изобретению легче в обслуживании и требует меньше контроля по сравнению с обычными аппаратами.

В последующем примере изобретение поясняется более подробно.

Пример.

В экструдере ежечасно подвергаются термическому разложению при температуре 500-600^oC 150 кг PTFE с образованием воска - PTFE. Образующийся при этом расплав - PTFE загружают через загрузочное отверстие 1 устройства согласно изобретению, затем охлаждают на охлаждаемом транспортирующем участке 2, измельчают в молотковой мельнице 3 и удаляют газы на обогреваемом транспортирующем участке 4 приблизительно при температуре 200^oC в течение 30 минут. Удаление газов поддерживают путем отгонки легких фракций с помощью азота, поступающего через впускное отверстие 7 для газа.

В час получают около 15 кг перфторированных газообразных соединений, которые направляют для использования. Удаляемый из дегазирующего устройства газ имеет следующий газохроматографический состав (в процентах, отнесенных к единице поверхности):
30% N₂
0,5% O₂
15% тетрафторэтилена
40% гексафторпропилена
14,5% прочеег

Устройство для удаления газов содержит реактор и последовательно размещенные по направлению течения продукта патрубок загрузки продукта, охлаждаемый транспортирующий участок, патрубок выгрузки продукта, отверстие для выпуска газа. Устройство выполнено газонепроницаемым. Устройство снабжено устройством для измельчения, а отверстие для выпуска газа выполнено в зоне охлаждаемого транспортирующего участка и/или в зоне устройства для измельчения. В зоне обогреваемого транспортирующего участка выполнено отверстие для впуска газа. Устройство выполнено устойчивым против скачков давления. Продуктом для загрузки патрубка является фторполимер. Отверстие служит для выпуска газа реакции разложения фторполимера. Устройство надежно в эксплуатации, легко в обслуживании и требует меньше контроля. 3 з.п. ф-лы. 1 ил.

1. Устройство для удаления газов, содержащее реактор и последовательно размещенные по направлению течения продукта патрубок загрузки продукта, охлаждаемый транспортирующий участок, обогреваемый транспортирующий участок, патрубок выгрузки продукта, отверстие для выпуска газа, причем устройство выполнено газонепроницаемым, отличающееся тем, что оно снабжено устройством для измельчения, а отверстие для выпуска газа выполнено в зоне охлаждаемого транспортирующего участка и/или в зоне устройства для измельчения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в зоне обогреваемого транспортирующего участка выполнено отверстие для впуска газа. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно выполнено устойчивым против скачков давления. 4. Устройство по любому из вышеприведенных пп.1 - 3, отличающееся тем, что продуктом для загрузки патрубка является фторполимер и отверстие служит для выпуска газа реакции разложения фторполимера.