Роторный пленочный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01D1/22 

1

Изобретение относится к. роторным {пленочным аппаратам, используемым в нефтехимической промышленности в области концентрирования и сушки высоковязких растворов полимеров таких, как изопреновый, этилен-гтропиленовый и т.д.

Известен роторный пленочныйаппарат , который включает цилиндрический корпус, рубашку.для теплоносителя, штуцеров для отвода и подвода обрабатываемого продукта, сепарирующее устройство, ротор с жесткозакрепленными и плавно изогнутыми против хода вращения лопастями, на концах которых шарнирно укреплены скребущие гребни, т.е. с.кребковый элемент установки за лопастью Cl J.

Недостаток аппарата состоит в том, что для .высоких коэффициенто|,в тепломассоотдачи в процессах переработки высоковязких растворов полимеров необходимо, чтобы зазоры между зубьями и поперечные размеры самих зубьев были малы, т.е. гребенка-скребок должна быть достаточно частой. Забивка (зарастание) зазоров

J .зереточных окон гребенки полимером приводит как бы к появлению шарнирной лопасти без наличия переточных окон, установленной следом за жесткоукрепленной лопастью. С другой

to стороны увеличение поперечных размеров зубьев гребенки и расстояний между ними ведет к нарушению требуемой турбулизации жидкостного слоя. Кроме того, если вязкость обрабатываемой среды превышает единицы пауз рабочая поверхность за зубьями гребенки мо)ет быть оголена. Проведенные нами дополнительные опыты свидетельствуют, что даже при линейной скорости кромки гребенки-скребка, равной 0,9 м/с, оголенная часть теплообменной поверхности не успевает закрыться за один оборот ротора обрабатываемой средой, несмотря на то, что эта скорость значительно ниже, чем в роторно-пленочных аппаратах с шарнирными лопастАми (2,5t м/с). Растворы полимеров имеют еще большую вязкость и недостатки . конструкций аппарата при этом ещё больше сказываются на конечный эффект процесса. Все это снижает возможности использования роторно-плбночных аппаратов ;В процессах концентрирования , и сушки растворов полимеров Известен роторный пленочный аппарат , содержащий корпус, ротор с жёстко укрепленными на нем лопастями,перед которыми по ходу вращения ротора установлены .скребковые элементы, жестко укрепленные на подвесках, связанных с ротором посредством шарнира, установленного на роторе по хо ду его вращения перед рабочей кромкой скребковых-элементов. Шарнирное крепление подвесок скребковых элементов перед жесткозакрепленной лопастью на роторе дает возможность при обработке неньютовских сред, таких как растворы каучуков СКИ-3, СКЭП СКД и др., перераспределять продукт, т.е. удалять пленку, обрабатываемого раствора с рабочей поверхности аппарата скребковым ножом и затем вновь возвращать ее отбойной лопастью на теплообменную поверхность за счет центробежной силы L 2 J. Однако при концентрировании и.суш растворов полимеров средняя толщина пленки жидкости по высоте аппарата падает. Поэтому в нижней части аппа рата жидкости может оказаться так f«a по, что она соберется в валики перед скребковыми ножами и не будет поступать на отбойную лопасть. Сбор обрабатываемой среды в валики ведет к неэффективному использованию -теплооб менной поверхности и снижению коэффициентов массоотдачи за счет малой межфазной поверхности (жидкость-пар) Увеличить же нагрузку по обрабатывае мой среде на аппарат не представля ется возможным, так как в этом случа может не хватить теплообменной поверхности аппарата для подвода необходимого количества тепла. Кроме того, конструкция этого аппарата сложнее в изготовлении и эксп луатации по сравнению с аппаратом, имеющим гребенчатые лопасти. 96 4 Целью изобретения является повышение коэффициента тепломассоотдачи за счет турбулизации рабочей среды. Поставленная цель достигается тем, что в роторном пленочном аппарате, содержащем Kopnyi, с рубашкой, установленный в нем- по оси ротор с лопастями, перед которыми по ходу вращения установлены скребковью элементы, жестко укрепленные на подвеска-х, связанных с ротором посредством шарниров, установленных перед рабочей кромкой скребковых элементов, лопасти укреплены на роторе или подвесках посредством шарниров, при этом скреб ковые элементы выполнены в виде гребенки, а рабочие кромки лопастей - с волнообразным профилем. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг.2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2. Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с рубашкой 2 для теплоносителя,установленный по оси ротор 3 с лопастями 4 и скребковыми элементами гребенчатого типа 5, укрепленными на подвесках б, штуцеры 7 и 8 соответственно для подвода и отвода обрабатываемого продукта, штуцер 9 для отвода вторичного пара. Лопасти k укреплены на роторе 3 или подвесках 6 подвижно относительно скребковых элементов 5 посредством шарниров 10. При работе обрабатываемый раствор, например, полимера, подают через штуцер 7 в корпус 1,где,двигаясь вдоль теплопередающей поверхности корпуса аппарата, проходит между зубьями скребковых элементов 5 и наталкивается на лопасти k, которые создают подпор жидкости за скребковыми элементами.При таком исполнении теплообменная поверхность успевает закрыться обрабатываемой средой за один оборот ротора и за зубьями скребков гребенчатого типа поверхность не оголена, как было в известных аппаратах. С помощью гребенчатого скребка происходит разделение пленки жидкости на отдельные потоки по всей длине гребенчатого скребка,что облегчает выход легколетучих компонентов из раствора полимера, а затем лопастью обеспечивается полная смачиваемость теплообменной поверхности аппарата. Таким образом, в предлагаемом аппарате независимо от параметров процесса (расхода, вязкости жидкости и т.д. обеспечивается периодическое обновле; ние пристеночных слоев жидкости, что позволяет существенно турбулизовать пленку жидкостными облегчить выход паровой фазы. Все это исключает недостатки описанных аппаратов даже при малой нагрузке по раствору полимера. Это резко интенсифицирует процесс тепломассообмена, особенно для продуктов с низкой теплопроводностью.

Кроме того, волнообразный профиль рабочем кромки вторых дополнительны х лопастей, установленных непосредственно за скребками гребенчатого типа, позволяет усилить турбулизацию обрабатываемой среды и увеличить поверхность контакта жидкость-пар, что до полнительно усиливает процесс тепломассопереноса.

Исключается вторая прогонка .полимеризата через аппарат и этим сокращается расход пара и улучшается качество готового продукта. Опытная проверка показала, что в предлагаемом аппарате в 1,5 раза выше коэффициенты теплоотдачи от корпуса аппарата к-обрабатываемой среде, по сравненнию с известными.

Формула изобретения

1.Роторный пленочный аппарат, содержащий корпус с рубашкой, установленный в нем по оси ротор с лопа стями, перед которыми по ходу вращения ротора установлены скребковые элементы, жестко укрепленные на подвесках, связанных с ротором посредством шарниров, установленных перед рабочей кромкой скребковых элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента тепломассоотдачи за счет турбулизации рабочей среды, лопасти укреплены на роторе или подвесках посредством шарниров.

2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что скребковые элементы выполнены в виде гребенки.

3.Аппарат По пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что рабочие кромки лопастей выполнены с волнообразным профилем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № , кл. 159-6, 1951i

2.Авторское свидетельство СССР № 789123, кл. В 01 О 1/22,1977.