Аппарат для выделения полимеров из растворов Советский патент 1983 года по МПК B29H1/00 B01J19/00 

Изобретение относится к аппаратам непрерывного действия, предназначенным для выделения полимеров преимущественно синтетических каучуков из растворов водным способом в виде крошки. Известен аппарат для выделения полимеров из растворов, содержащий вертикальный корпус с днищами, нижний и верхний патрубки для ввода и вывода парожидкостной смеси с полимером. В аппарате корпус образован полыми телами вращения 1. Недостатками известного аппарата являются значительные механические колебания конструкции и щум, возбуждаемые восходящим однородным материальным потоком, проходящим через переменные в сечениях полости. Кроме того, аппарат сложен в изготовлении, металлоемок, а его рабочий орган уменьщен вставками в виде полых тел вращения. Причем объем барботируемой пульпы (воды и крощки полимера) составляет около 50% рабочего объема аппарата. Наиболее близким, к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является аппарат для выделения полимеров из растворов, содержащий вертикальный корпус с днищами, патрубок для вывода крошки полимера, расположенный в нижней части корпуса патрубок для ввода газопаровой смеси с полимером и установленную концентрично в корпусе циркуляционную обечайку. Известная конструкция предусматривает циркуляцию содержимого за счет фонтанирующего аксиального потока, поступающего из нижнего входного патрубка. Причем, для предохранения от комкования (слипания) крощки ее содержание в воде в момент ввода потока в аппарат не должна превышать 1-2%. Препятствием для повышения концентрации в воде крошки полимера в объеме установки является локальный момент взаимодействия поступающего потока (крошки) со средой, заполняющей аппарат 2. Недостатком известного аппарата является то, что он не предусматривает возможности увеличения водосодержания в момент приема потока, поступающего через нижний входной патрубок. В этих условиях, например, повышение производительности по полимеру требует соответственно повышения расхода нагретой воды. Потребность же снижения легколетучих в крошке удовлетворяется путем повышения температуры проведения процесса или снижения производительности. Все это снижает экономичность процесса выделения полимеров. Цель изобретения - повышение экономичности проведения процесса выделения за счет повышения концентрации крошки полимера в водной фазе на выходе из аппарата. Поставленная цель достигается тем, что аппарат, содержащий вертикальный корпус с днищами, патрубок для вывода крощки полимера, расположенный в нижней части корпуса патрубок для ввода газопаровой смеси с полимером и установленную концентрично в корпусе циркуляционную обечайку, снабжен смонтированной соосно обечайке направляющей, выполненной в виде усеченного конуса, соединенного больщим основанием с нижним торцом обечайки, а патрубок для вывода газопаровой смеси с полимером соединен с направляющей и расположен тангенциально относительно последней и под углом к горизонтальной плоскости, причем его входной конец расположен ниже выходного конца. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый аппарат, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, другой вариант выполнения; на фиг. 4 .- узел I на фиг. 1; на фиг. 5 - то же, другой вариант вы6 - разрез Б-Б на полнения; на фиг. фиг. 5; на фиг. 7 - узел II на фиг. 1. Аппарат для выделения полимеров из растворов содержит вертикальный корпус 1 в виде колонны с нижним 2 и верхним 3 днищами. Корпус имеет нижний, входной патрубок 4 для ввода газопаровой смеси с поли.мером и верхний патрубок 5 вывода крошки полимера. Аппарат снабжен концентрично установленной циркуляционной обечайкой 6, к нижнему торцу которой большим основанием прикреплена усеченная конусная направляющая 7 с центральным углом 15-60°, образующая с обечайкой 6 сепарационный канал 8. Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность обечайки 6 с направляюшей 7 образуют периферийно-кольцевой канал 9 для возврата осветленной (сепарированной) воды на циркуляцию. В нижней торцовой входной части конусная направляющая 7 (у нижнего дниша 2) может иметь (фиг. 4) наливную кольцевую ванну 10, образованную конусной направляюшей 7, основанием 11 и входным циркуляционным конусным насадком 12. Усеченная конусная направляющая 7 (фиг. 1 и 4) установлена непосредственно над нижним днищем 2, причем расстояние Н между нижним торцом направляющей 7 и днищем 2 выбрано в пределах 0,25-1 внутреннего диаметра меньшего основания направляющей 7. Расстояние Н, равное 0,25 диаметра меньшего основания направляющей 7, выбрано из условия равных проходных площадей на входе циркуляционной воД( и еличение же расстояния Н за верхний предел, равный диаметру меньщего основания направляющей 7, приводит к уменьшению полезного, (рабочего) объема аппарата. Нижний входной патрубок 4 для ввода газопаровой смеси с полимером (фиг. 2) установлен тангенциально к усеченной направляющей 7 и под углом сИ к горизонтальной плоскости так, что входной участок 13 патрубка 4 расположен ниже выходйого участка 14. Угол « выбран в пределах 5-30°. При угле ос меньщим 5° увеличивается центробежный (сепарационный) фактор и уменьщается кратность циркуляции воды. При угле Л больщим 30° - наоборот. Патрубок 4 может быть выполнен в виде неразрывной прямолинейной трубы (фиг. 2). Входной 13 и выходной 14 участки патрубка 4 выполнены разобщёнными в периферийно-кольцевом канале 9 (фиг. 3). В месте соосного разобщения площадь поперечного сечения входного участка 13 меньще поперечного сечения выходного участка 14. Причем выходной участок 14 выполнен криволинейным, где один его конец тангенциально подсоединен -к направляющей 7, а другой конец расположен соосно с входным участком 13. В нижней части аппарата может быть установлен нагреватель 15 воды (фиг. 5 и 6). Он представляет собой полый диск, который образован днищем 2, крыщкой 16 и боковой стенкой 17. В центральной части нагревателя 15 установлен расширяющийся патрубок 18, введенный в нижнее торцовое отверстие направляющей 7. Тангенциально к боковой стенке 17 прикреплена воронка 19, с введенным соосно последней патрубком 20 для подвода греющего пара. Воронка 19 и патрубок 20 образуют инжектор-смеситель для нагревания воды, закручивания в нагревателе 15 и подачи закрученного потока воды в канал 8. Причем патрубок 20 имеет то же направление подсоединения (правое или левое), что и патрубок 4. Размер Н в аппарате (фиг. 5 и 6) измеряется от крыщки 16. В верхней части аппарата установлен сепаратор 20 (фиг. 7). Он включает конусный колпак 21, который смонтирован концентрично верхнему выходному патрубку 5 на верхнем конусном днище 3. Сепаратор имеет центральный патрубок 22 для вывода газопаровой фазы и патрубок 23 для вывода сепарированнЬй пульпы. Патрубок 23 тангенциально подсоединен к оболочке колпачка 21. Причем направление тангенциального подсоединения патрубка 23 противоположное по отношению к подсоединению патрубка 4. Аппарат для выделения полимеров из растворов работает следующим образом. Поток газообразного растворителя, крошки полимера, водяного пара и воды, выходящий из крошкообразователя или эмульгатора (не показан) со. скоростью 50- 100 м/с, поступает в патрубок 4. В направляющей 7 скоростной напор потока создает одновременно вращение и вертикальное перемещекие. Имеющаяся в нижней части аппарата вода увлекается потоком по каналу 8 и по спирали перемещается в верхнюю часть аппарата. Вращение распределяет восходящий спиральный поток по плотности в виде кольцевых слоев от периферии к центру (вода, крощка полимера, газопаровая У верхнего торца циркуляционной обечайки 6 закрученный поток воды переходит в периферийно-кольцевой канал 9. Непрерывный принудительный отвод воДы из сепарационного канала 8 и принудительная подача ее в периферийно-кольцевой канал 9 приводит к перемещению воды и крощки и осуществляется за счет конусности направляющей 7, наклонного размещения входного патрубка (угол ot ) и газ j, лифтного эффекта. В верхней части аппарата газопаровой поток флотирует крошку и увлекает ее к выходному патрубку 5 на выгрузку. В результате дросселирования потока, взаимодействия поверхностей крощки с водои, содержащей антиагломератор, и центробежной обработки, крощка полимера дегазируется и приобретает защитные свойства к слипанию. В момент взаимодействия входного потока с циркуляционной, осветленной водой предлагаемое устройство позволяет создать принятое (1-2%) содержание крошки в воде, однако на выходе из аппарата содержание крошки в воде будет превышать принятое значение (2-4%). В аппарате с исполнением узла, указанному на фиг. 3, подвод воды в сепарационный канал 8 производится из периферийнокольцевого канала 9 через выходной участок 14 патрубка 4 и через нижнее торцовое отверстие в направляющей 7. Водокольцевой слой в канале 9 является экраном от вибрации и щума. Экономичность в предлагаемом устройстве достигается за счет повышения концентрации пульпы (процентного содержания крошки полимера в воде) на выходе из аппарата, а также ускорения вывода из него центростремительно отделяемого газообразного растворителя.

АППАРАТ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ИЗ РАСТВОРОВ, содержащий вертикальный корпус с днищами, патрубок для вывода крошки полимера, расположенный в нижней части корпуса патрубок для ввода газопаровой смеси с полимером, и установленную концентрично в корпусе циркуляционную обечайку, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса выделения за счет повыщения концентрации крошки полимера в водной фазе на выходе из аппарата, последний снабжен смонтированной соосно обечайке направляющей, выполненной в виде усеченного конуса, соединенного большим основанием с нижним торцом обечайки, патрубок для ввода газопаровой смеси с полимером соединен с направляющей и расположен тангенциально относительно последней и под углом к горизонтальной плоскости, причем его входной конец расположен ниже выходного конца. (Л 01 ю 4