Установка для регенерации волокнистых отходов термопластичных полимеров Советский патент 1985 года по МПК B29B17/00 B29K101/00 

OmpafoСОvj Ю

1

Изобр)етение относится

к оборудованию для формования волокон

из волокнистых

полимеров (лавотходов термопластичных

сан, капрон, полипропилен и др.) и может найти применение на предприятиях получения химических волокон и пластических -масс с целью создания безотходной техно.тогии.

Известен расплавитель непрерывного действия, содержащий корпус со средствами для ввода отходов, газообразного теплонолителя и вывода расплава с размещенной в нем решеткой, причем под рещеткой установ.чен с возможностью вращения полый перфорированный цилиндр, а между рещеткой и перфорированным цилиндром с зазором к последнему размещен склиз 1,

Недостатком данной установки является 3 1а1ительная термическая и термоокислите чьная деструкция перерабатываемых полимеров из-за контакта расплава с обогреваемыми поверхностями, что не позволяет получить полимер с волокнообразующими свойствами.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для регенерации волокнистых отходов термопластичных полимеров, содержащая камеру предварительной термообработки, сообщенную с ней ка.меру плавления с перфорированной вставкой, 11ода1О111ий элемент, систему отогрева и узел подачи :-iiiepTHoro газообразного теплоносите,ля i.2j .

Недостатком известной установки являе1сн Т;), что в вертикально.м конусообразном бупксре-ччредварительной термообработки выл,е.р лизание температурно-временных параметров затруднено, продвижение волокнистой массы осуществляется самопроизвольно, .вследствие чего отдельные пучки волокнистых отходов продвигаются неравномерно, .могут зависать и, подвергаться термообработке в условиях, значительно отличающихся от заданных оптимальных лараметроя как по времени, так и по темнерагуре, вследствие чего получение полиг фиров и полиамидов требуе.мого качества затруднено.

Целью изобретения является повыщение качества конечного продукта за счет обеспечения температурно-временных параметров процесса предварительной обработки отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для регенерации волокнистых отходов тер.мопластичных полимеров, сог держащей камеру предварительной тер.мообреботкн, сообщенную с ней камеру плавления с перфорированной вставкой, подаю1ИИЙ элемент., систему обогрева и узел подачи инертного газообразного теплоносителя,

камера предварительной обработки выполнены в виде горизонтально расположенной трубы, а подающий элемент - в виде размещенного в камере предварительной обработки перфорированного транспортера, конец которого расположен над центральной зоной камеры плавления.

Кроме того, узел подачи инертного газообразного теплоносителя расположен в верхней части трубы и смещен к камере плавления.

Отходы волокна содержат 4,6-4,8% влаги и до 1% замасливателей. Для получения качественного полимера необходимо в процессе переработки повысить молекулярную массу, т. е. реализовать реакции твердофазной дополиконденсации (лавсан) или дополимеризации (капрон), которые протекают наиболее интенсивно при температуре, близкой к температуре плавления полимера (для лавсана порядка 240°С, для капрона 190°С). Таким образом, для повыщения качества полимеров, получае.мых из волокнистых отходов лавсана и капрона, температура в зоне загрузки для лавсана не должна превыщать 160°С, а для капрона 130-.140°С, затем по мере удаления влаги замасливателей волокно транспортируется в следующие зоны камеры предварительной термообработки, в которых температура постепенно повыщается по мере приближения к переходнику. В зоне перехода в камеру плавления температура поддерживается максимальной для реализации твердофазной дополиконденсации или дополимеризации, приводящей к резкому возрастанию молекулярной массы, а следовательно, и к повыщению качества полимера. Характер изменения молекулярной массы волокнистых отходов при различных температурных режи.мах в течение 15 мин в зоне загрузки и в зоне переходника приведен в табл. 1 и 2.

Таблица I

Таблица 2

Изменение

Температура вязкостл,% термообработки, °С

+ 9

авсан200-210

+ 14

220-230

+ 23 240-250 g 260-270

+ 4Л,5

апрон180 + 12

190 -3 200 - 18 220

На чертеже изображена схема установки.

Установка содержит камеру I предварительной термообработки, сообщенную с ней камеру 2 плавления с перфорированной вставкой 3 для равномерного распределения нагретого в системе 4 обогрева, инертного газа, например азота. К перфорированной вставке 3 с наружной стороны прикреплены горизонтальные перегородки 5 для разделения пространства между камерой 2 плавления и перфорированной вставкой 3 на секции 6, сообщенные посредством штуцеров 7 с системой 4 обогрева.

Камера 1 предварительной обработки выполнена в виде горизонтально расположенной трубы, в которой установлен подающий элемент, выполненный в виде перфорированного транспортера 8, конец которого расположен над центральной зоной камеры 2 плавления.

Узел 9 подачи инертного газообразного теплоносителя расположен в верхней части камеры 1 предварительной обработки и смещен к камере 2 плавления.

В нижней части камеры 2 плавления размещен разгрузочный шнек 0 (или плавильная чаща с дозирующим насосным блоком). Камера .1 предварительной термообработки выполнена с загрузочным отверстием 11.

Установка работает следующим образом.

Перед началом процесса регенерации отходов включается система 4 обогрева установки (электропечь). При достижении заданных температур в камере 1 предварительной термообработки и камере 2 плавления начинается загрузка установки , через загрузочное отверстие 11. Поступающий в камеру 1 предварительной термообработки волокнистый материал подвергается обработке горячим инертным газом и сушится. В случае

переработки замасленного волокна здесь происходит удаление основной части замасливателя. Благодаря наличию в камере 1 перфорированного транспортера 8 с возможностью регулирования скорости го

движения волокнистая масса не зависает и продвигается с определенной скоростью, при этом подвергается термообработке в заданном температурном и временном режиме. С перфорированного транспортера 8 волокнистая масса попадает в камеру 2 плавления. Поступление нагретого газа в камеру 1 предварительной термообработки через узел 9 подачи инертного газообразного теплоносителя обеспечивает равномерную подачу инертного газа и не нарущает равномерного распределения волокнистой массы на транспортере 8. Смещение узла 9 подачи инертного газообразного теплоносителя к камере 2 плавления позволяет регулировать параметры термообработки, обеспечивая более высокую температуру при подаче волокнистой массы в камеру 2 плавления.

Для поддержания требуемой минимальной температуры при 3arpy3j e материала и максимальной температуры при подаче .материала в камеру 2 плавления желательно принять соотнощение длины камеры 1 к ее диаметру равным щести, которое обеспечи вает необходимый перепад температур, а именно 70-80°С, при температуре подаваемого газа 310°С и минимальном его рас0 ходе.

Рабочая длина камеры 1 рассматривается на участке между продольной осью загрузочного отверстия 11 и продольной осью камеры 2 плавления.

Повышение молекулярной массы материала возможно только при температуре в зоне загрузочного отверстия 11 для лавсана не более 150-160°С и температуре в зоне перехода в камеру 2 плавления не более 240- 250°С, а для капрона - при температуре

0 в зоне загрузочного отверстия 11 130- 40°С и в зоне перехода в камеру 2 190°С. Повышение температуры при загрузке приводит к резкой деструкции полимеров, а повышение температуры при подаче в камеру 2 приводит к залипанию рабочих органов установки, плавлению полимера и его деструкции.

Изменение соотношения размеров камеры 1 предварительной термообработки приводит к нарущению требуемого температур- .

0 ного режима и качество полимера снижается. Данные представлены в табл. 3.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЛОКНИСТЫХ ОТХОДОВ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ, содержащая камеру предварительной термообработки, сообщенную с ней камеру плавления с перфорированной вставкой, подающий элемент, систему обогрева и узел подачи инертного газообразного теплоносителя, отличающаяся тем, ч-то, с целью повышения качества конечного продукта за счет обеспечения температурно-временных параметров процесса предварительной обработки отходов, камера предварительной обработки выполнена в виде горизонтально расположенной трубы, а подающий элемент - в виде размещенного в камере предварительной обработки перфорированного транспортера, конец которого расположен над центральной зоной камеры плавления. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, @ что узел подачи инертного газообразного теплоносителя расположен в верхней части трубы и смещен к камере плавления.