Способ непрерывного приготовления раствора гранулированного полиакриламида Советский патент 1992 года по МПК B01F1/00 

Изобретение относится к способу непрерывного приготовления раствора грану лированного полиакриламида и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ непрерывного приготовления растворов порошкообразных материалов в жидкости, включающий дозирование материала и жидкости, смешение последних при помощи сопла, выполненного в виде полого конусообразного желоба, установленного в смесительной емкости 1. Недостатком указанного способа при использовании его для приготовления

раствора гранулированного полиакриламида является склеивание гранул при попадании их на струю жидкости, вытекающей из конусообразного желоба.

Этот недостаток частично ликвидируется в способе приготовления раствора флоку- лянта, включающем дозирование последнего и жидкости, смешение их на сливном лотке, установленном в смесительной емкости 2. Недостатком способа является отсутствие равномерного распределения гранул в потоке жидкости на сливном лотке, что приводит к образованию комков скленных гранул.

XI

ГО

О Os

Ю

Целью изобретения является предотвращение склеивания гранул.

Это достигается способом непрерывного приготовления раствора гарнулирован- ного полиакриламида, включающим дозирование химиката и воды, смешение и растворение их в емкости. Отличием способа является то, что предварительно перед дозированием формируют при помощи насадка с кольцевой щелью коническую водя- ную струю, а после дозирования осуществляют распределение гранул на расстоянии друг от друга не менее двух диаметров гранул на внутренней конической поверхности кольцевой водяной струи, причем дозирование воды выполняют по формуле:

Ож

1.5d1(d§-ai)-/OHae

oVaV/Or

где Ож-расход воды;

di - диаметр сквозного центрального отверстия;

d2 - внутренний диаметр конической щели;

d3 - наружный диаметр конической щели;

dr - диаметр гранул;

плотность полиакриламида;

Рнас плотность насыпной массы полиакриламида;

h - высота насадка;

q - ускорение силы тяжести.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка для осуществления способа; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.2.

Она состоит из дозирующего бункера 1, питательного шнека 2, насадка 3, растворного бака 4, насоса подачи раствора 5, направляемого в производство. Смеситель выполнен в виде насадка с кольцевой щелью 6 для подачи воды, внутри насадка по вертикальной оси размещено сквозное центральное отверстие 7, соединяющее дозирующий бункер 1, расположенный под питательным шнеком 2, и растворный бак 4.

Способ осуществляется следующим образом. Гранулированный полиакриламид 8 загружается в верхний дозирующий бункер 1, из которого питательным шнеком 2 он направляется в нижний дозирующий бункер 1,: откуда гранулы поступают в насадок 3. В последнем по сквозному центральному отверстию 7 поток гранул распределяется на внутренней поверхности струи воды, образованной благодаря кольцевой щели 6, в

5 0 5

0

0

5

.

. .

которую непрерывно подается вода. Следует сказать, что форма кольцевой щели может быть или конусообразной, как показано на фиг.1, или цилиндрической. В последнем случае изменяется кольцевой поток воды, который должен быть несколько наклонен к потоку гранул. Признаком отсутствия склеивания гранул при смешении их с потоком воды является такое распределение частиц на внутренней поверхности струи, при котором они не соприкасаются друг с другом, т.е. принимается зазор между соседними гранулами равным величине 1 2dr, при этом обеспечивается соответствующая плотность заполнения внутренней поверхности струи гранулами. Последнее обусловлено разностью скоростей жидкости из кольцевого канала б и гранул из сквозного центрального отверстия 7. Кольцевая струя воды и гранул поступает в растворный бак 4. где при помощи потока воды происходит приготовление раствора полиакриламида, который насосом 5 откачивается в производство либо для окончательной доводки, либо для использования, что определяется принятой на данном производстве технологии приготовления.

Итак, чтобы не было склеивания гранул при смешении их с водой, принимают условие

l 2dr,(1)

где I - расстояние между гранулами.

Максимальная плотность заполнения внутренней поверхности струи гранулами имеет вид:

6 0.785-d

SM |2

J 0,785

0.785-d

(dr)2 0,196 (2)

Степень наполнения цилиндра диаметром di гранулами размером dr ее f (di; dr) вычисляется теоретически или определяется опытами. Скорость гранулы VV при ее свободном падении с высоты h (скорость в сечении 1-1) вычисляется по формуле

fr f(h).

(3)

Расход (производительность) полиакриламида при полностью открытой заслонке, которой регулируют подачу гранул из дозирующего бункера , определяют из выражения

51720694б

Qn .785ч5. a-A 0,785-f(h).d12.f(di; dr).,d( «S - «3 )

( X

.

где /9c - плотность полиакриламида.x vTdlT-f (drdr ) Qm(11)

Количество гранул диаметром dr, соответст- 5

вующее расходу полиакриламида Qn. вычис- Выражением f(di; dr)можно представить ля ют по формуле:как.

.785-l((«J,,clr)

r(W-(dV/2)Mr 4fi{d /8)10« Г-О2)

0,75-€L785-8-l((dY,«M

3,H

(.г)Тогда формула (11) примет вид

15 Ож± LSdUdS-ci -Aac-v dh (13)

Скорость кольцевой струи жидкости на выходе из кольцевой щели определяется из

следующего выраженияИтак условием, обеспечивающим ликвида20Чию склеивания гранул, является распреде Ожление последних на внутренней

ж n 7CL сн - н) поверхности кольцевой водяной струи с

и. о аз 02 /шагом не менее 2 dr, для выполнения этого

условия расход воды определяется по форгде Ож - расход воды.муле (13).

Плотность заполнения внутренней поверх-п р и м е р 1. На описанной установке

ности струи жидкости грануламиосуществляют непрерывное приготовление

раствора гранулированного полиакриламида при следующих исходных данных:

е 0.785-Jr-Ьг30 диаметр сквозного центрального

)2 отверстияdr 30iyiM

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при приготовлении растворов гранулированного полиакриламида. Цель - предотвращение склеивания гранул. Способ включает дозирование химиката и воды, смешение и растворение их в емкости, предварительно перед дозированием формируют коническую водяную струю , а после дозирования осуществляют распределение гранул на расстоянии друг от друга не менее 2 dr-на внутренней конической поверхности кольцевой водяной струи, причем дозирование воды выполняют по формуле: Ож 1.5 d (dS - oj ) - 0 2 dr A Ож - расход воды,- dt - диаметр сквозного центрального отверстия; d2 - внутренний диаметр конической щели; da - наружный диаметр конической щели; d г- диаметр гранул; рг - плотность полиакриламида.-рнаг плотность насыпной массы полиакриламида; h - высота насадка: g - ускорение силы тяжести. 1 с. п. ф-лы, 1 ил. со с

gTss-t| o.Ts-o.785-e-t(h)..f(j.i)rVOJB5(j|-Jllвнутренний диаметр

-v.1«ыа-з.14.-ажконической щелиd2 40MM

d 4 6MMW- W,,dr наружный диаметр

0.244-d , д- .,35конической щелиda 50 мм

1 г 7 диаметр гранулdr 3,2MM

плотность

полиакриламидарг 1200 кг/м

плотность насыпной массы

Условие нормальной работы смесителя 4Qполиакриламида р нас. 800 кг/м3

имеет вид:высота насадкаh 60 мм

«г ускорение силы тяжести д 9,8 м/с2

м.U производительность насоса для

подачи водыОн 45-40 м /ч.

т.

0204 d( -ffhVffdrd ОТЭбПредварительно до начала подачи гранул

d2 dr Q« J л J осуществляют подачу воды в кольцевую коияиническую щель б (фиг. Т) и формируют кони.. d3 (-d§ - d§ческую водяную струю. Согласно

ность по полиакриламидув°Де« гарантируется при условии:

г- n

Qn 0,785 f(h)f(di;dr)di2/Or OJ85lfeqhx55 4.10.32-10- -1200

xdi2./.f(d.,;dr)t(10) ; .,

.iMU-9.8-6 tO eeO,7-lo V3/c-25.2MV4

ЧраВнен„е(9,пр„У. ад- 2qh примату

гранул на внутренней поверхности водяной струи с шагом не менее 2 dr, что обусловливает отсутствие слипания гранул. После проверки условия QH Ож начинается подача гранул из дозирующего бункера в питательный шнек, затем из последнего - бункер с регулируемым выходным отверстием при помощи задвижки. Поступающие из центрального отверстия 7 гранулы полиакриламида при контакте с конической водяной струей распределяются на ее внутренней поверхности на расстоянии друг от друга не менее 2x3,2 мм 6,4 мм, предотвращая тем самым контакт их одруг от друга, т.е. при этих условиях склеивания гранул не происходит.

П р и м е р 2. Исходные данные соответствуют примеру 1, за исключением расхода жидкости, равного Ож 10 м3/ч. Требуется определить условия, при которых обеспечивается смешение частиц, когда отсутствует слипание гранул. При заданных выше размерах гранул минимальный расход воды, обеспечивающий отсутствие слипания гранул, составляет 25,2 м /ч. Поскольку производительность насоса Ож 10 м /ч ниже требуемой 25,2 м3/ч, в этом случае уменьшают расход гранул за счет сокращения площади проходного сечения центрального отверстия 7, определяемого величиной эквивалентного диаметра diaKB.

Преобразовав предложенное соотношение (13), находим эквивалентный диаметр disK8, проходного сечения центрального отверстия 7, обеспечивающий качественное смешение:

/2

Itf Ох ПО L3 I- U 1

WЈ

.(.-сф-рнаглВД

-I 1(2

0,2Т8 .103- 3,2 10 Э-1200

«2

1,5 (). ю- 1-аоо |2-9.8-ю-г-б

Таким образом, степень открытия проходного сечения, обеспечивающего соответствующий расход гранул при расходе воды Ож Ю м3/ч и качественное смешение, со

Ob:

12

а

экв

Ш-1СГг12

ттН4W

Следовательно, отрегулировав степень открытия проходного сечения центрального отверстия 7 для гранул так, что она составляет не более 0,39 от полной площади проходного сечения отверстия 7, обеспечивается качественное смешение, исключающее слипане гранул при расходе жидкости Ож 10 м3/ч. Однако данный вариант характеризуется уменьшением

производительности процесса приготовления, т.к. расход гранул, поступающих на смешение, пропорционален площади проходного сечения отверстия 7. В данном случае произвоидтельность составляет 0,39 от

возможной. Наиболее целесообразным вариантом осуществления процесса по предлагаемому способу является регулирование расхода жидкости при полном открытии центрального отверстия 7.

Формула изобретения

Способ непрерывного приготовления раствора гранулированного полиакрилами- да, включающий дозирование химиката и воды, смешение и растворение их в емкости, отличающийся тем, что, с целью предотвращения склеивания гранул, предварительно перед дозированием формируют при помощи насадкал кольцевой щелью коническую водяную струю, а после дозирования осуществляют распределение гранул на расстоянии друг от друга не менее двух диаметров гранул на внутренней конической поверхности кольцевой водяной струи, причем дозирование воды выполняют по

формуле:

п 1,5 d3 (d§ - dS) -рмас - V2Th Q БТФА

где Ож - расход воды;

di - диаметр сквозного центрального отверстия;

d2 внутренний диаметр конической щели;

da - наружный диаметр конической щели;

dr - диаметр гранул;

Эг - плотность полиакриламида;

рнас .-плотность насыпной массы полиакриламида,

jh - высота насадка/ g - ускорение силы тяжести

1W

Аfy / - ГГУ

ГГу/ У v, VHJ

% . л f 111-1 1.- . v w

i

/йода

U промбойстбо

вТ

/

&й&

/г/

6-5

ФигЗ