Аппарат для непрерывного выделения полимерных материалов из растворов Советский патент 1984 года по МПК B29H1/10 B01J19/00 

Изобретение относится к аппаратам непрерывного действия, предназначенных для выделения полимеров, в том числе синтетического каучука из растворов в углеводородных растворителях водным способом в виде крошки.

Известен аппарат для непрерывного вьщеления полимерных материалов из растворов, содержащий корпус с нижним входным и верхним выходным патрубками Cl3.

Недостаток известного аппарата заключается в малой интенсивности обработки полимера при его всплыти

НаибйЛее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является аппарат для непрерывного выделения полимерных материалов из растворов, содержащий корпус в виде колонны с нижним входным и верхним выходным патрубками и закрепленные внутри корпуса кольцевые поперечные вставки с наклонными к продольной оси боковыми поверхностями и с центральными отверстиями С 2 1.

В известном аппарате вставки выполнены в виде примыкающих друг к другу полых тел вращения переменного по высоте сечения (усеченных конусов) и образуют гидродинамический корпус, который размещен во внутренней полости основного цилиндрического прочного корпуса. Между внешними поверхностями усеченных конусов образованы изолированные полости на 25-30% уменьшающие полезный объем аппарата и соответственно повышающие его удельную металлоемкость.

В условиях проведения процесса вьщеления, например, синтетического каучука СКИ-3 из 10-15%-ного раствора в изопентане объем, занимаемый пульпой (водой и крошкой полимера), составляет около 50% рабочего объема аппарата, остальное газообразный растворитель и частично водяной пар.

Избыток, барботирующий пульпу, газопаровой фазы дополнительно сокращает время пребывания крошки в аппарате, интенсифицирует нежелательное насыщение воды растворителем и сопровождается малоэффективным контактом крошки с имеющим низкую теплоемкость газообразным изопентаном.

Целью изобретения является углубление отгонки растворителя из крошки полимера за счет увеличения полезного объема аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем копус в виде колонны с нижним входным и верхним выходным патрубками и закрепленные внутри корпуса кольцевые поперечные вставки с наклонными к продольной оси боковыми поверхностями и с центральными отверстиями, боковая поверхность вставок выполнена с продольными гофрами, имеющими уменьшающуюся в радиальном направлении от центральног отверстия к периферии глубину.

На фиг.1 схематически изображен аппарат, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - узел на фиг.1; на фиг.5 и б - то же, варианты исполнения.

Аппарат для непрерывного выделения полимерных.материалов из растворов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 в виде колонны с нижним 2 и верхним 3 днищами, на которых размещены входной 4 и выходной 5 патрубки соответственно. Имеются дистанционно установленные по высоте и закрепленные на корпусе 1 кольцевые поперечные встаки б с наклонными к продольной оси боковыми поверхностями.

Боковая поверхность вставок выполнена с продольными гофрами, глубина которых уменьшается в радиальном направлении от глубины центрального отверстия 7 до глубины у периферии.

Конструкция кольцевой поперечной вставки б .(фиг.2 и 3) образована из ребра 8, нижних и верхних листов 9 и 10.

Ребра.. 8 имеют вид равнобочных трапеций, прикрепленных к корпусу вдоль его образующих своими меньшими основаниями.

Листы 9 и 10 прикреплены к боковым сторонам ребер 8 попеременно с нижних и верхних сторон последних. Наклон листов 9 и 10 к оси аппарата соответствует наклону боковых сторон ребер 8.

Образуемые ребрами 8 и листами 9 и 10 гофры придают вставкам б повышенную жесткость, что дает возможность применять ее при больших диаметрах без дополнительных опор-ных элементов.

Граница центрального отверстия 7 каждой вставки б разделяющего аппарат на секции, расположена по кольцевой пространственной волнообразной линии, образованной кромками листов 9 и 10 и большими основаниями трапеций ребер 8.

Поверхности листов 9 и 10 и ребер 8 образуют чередующиеся между собой, сужающиеся к центру и наклонные к оси аппарата нижний опорный и верхний потолочный желобы 11 и 12 соответственно.

Внешние поверхности листов 9 и 10 образуют с корпусом 1 острые углы. cJi н fb

Для ликвидации местных застойных -зон у корпуса 1 плоские листы 9 и 10 отогнуты вниз и вверх по линиям 13 соответственно.

Листы 9 и 10 могут иметь выпуклые в наружные стороны вставок 6 . поверхности криволинейного профиля например дуги (фиг.4), полуокружности (фиг.6) или угол (фиг.6). В этих случаях экстремумы волнообразных линий вставок 6 представляют собой радиально расположенные и наклонные к продольной оси гребни (ребра). При этом кривизна профиля может увеличиваться с уменьшением радиуса аппарата (например, при изготовлении листов 9 и 10 из вальцованных усеченных конусных обечаек). В исполнениях согласно фиг.4,5 и 6 отгибы по линиям 13 не требуются.

Ребра 8 могут устанавливаться наклонно к образующей корпуса 1 (фиг.6).

Ребра 8 могут быть изогнуты по спирали, при этом боковые стороны листов 9 и 10, смежные с ребрами, вырезают по кривым, соответствующим спиралям ребер 8.

Аппарат для непрерывного выделения полимерных материалов из растворов работает следующим образом.

Полимерный материал,например 10-15%-ный раствор каучука СКИ-3 в изопентане, обрабатывают водным паром. Образующаяся смесь газообразного растворителя, водяного пара и крошки полимера смешивается с заплавленной антиагломератором водой и поступает через патрубок 4 в нижнюю секцию аппарата.

За счет тепла, вносимого водяным паром, отгонка растворителя от крошки продолжается и в вышерасположенных секциях аппарата.

Из-за различных плотностей многфазной среды и ее дросселирования возникают вихри, что способствует смешению содержимого и предотвра.щает слипание крошки.

Газопаровая фаза, опережающе по отношению к пульпе (воде и крошке полимера) собирается в верхних потолочных желобах 12 вставок б и радиально перемещается от периферии к центральным отверстиям 7, где огибая преимущественно верхнюю часть волнообразной границы последнего, дискретно поступает в последующую секцию аппарата, причем

0 переход газопаровой фазы из одной секции в другую осуществляется при обтекании как горизонтальных (верхних), так и вертикальных участков отверстий 7. Газопаровой поток ув5 лекает вместе с собой пульпу, которая совершая с газопаровой фазой вихревые движения, выносится в последующие секции аппарата.

Часть пульпы в секциях собираетQ ся в нижних опорных желобах 11, по которым она радиально стекает в первую секцию аппарата на повторную обработку. При увеличении расходов газопаровой фазы соответст5 венно уменьшается возврат пульпы в предыдущую секцию аппарата.

Обработанная смесь через патрубок 5 выводится из аппарата на центробежный сепаратор (циклон),

откуда газопаровая фаза следует в

систему конденсации, а пульпу подают на дальнейшую обработку.

Предлагаемый аппарат по сравнению с прототипом позволяет увеличить рабочий объем на 25-30% для

5 углубления отгонки растворителя из крошки полимера, что позволяет повысить производительность аппарата; снизить вибрацию аппарата и производственный шум, а также

0 уменьшить пульсации в потоке при поступлении его в центробежный сепаратор и, тем самым, предотвратить унос крошки в систему конденсации; интенсифицировать опережаю5 Щий отвод в систему конденсации попутного газообразного растворителя; повысить диапазон пропускной способности для устойчивой работы аппарата; удельную металлоемкость . аппарата.

АППАРАТ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ, содержащий корпус в виде колонны с нижним входнЕлм и верхним выходным патрубками и закрепленные внутри корпуса кольцевые поперечные вставки с наклонным; к продольной оси боковыми поверхностями и с центральными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью углубления отгонки растворителя из крошки полимера за счет увеличения полезного объема аппарата, боковая поверхность вставок выполнена с продольными гофрами, имеющими уменьшающуюся в радиальном направлении от центрального отверстия к периферии глубину.

iL

W

Фиъ1

j..

12

10 S3 . 3

1077812 4-

/J

W

риг. 2 Фиг

х

0

.

Фи,.5