Устройство нагрева теплоносителем в технологическом процессе производства полимеров, резины и шин

 

Устройство предназначено для утилизации тепловой энергии излишков пара, образующихся на любой из стадий технологического процесса производства полимеров, резины и шин, использующих тепловую энергию пара и(или) перегретой воды. Для снижения потерь тепла, используемого в технологическом процессе на всех стадиях производства полимеров, резины и шин, и повышения энергоэкономичности процесса в целом отработанный пар или излишек пара, образовавшийся на любой из стадий технологического процесса, связанных с нагревом материалов, изделий, подается по трубопроводу 6 на вход в двухфазный струйный аппарат 8. На другой вход аппарата 8 по трубопроводу 9 подается вода. В результате за счет явления скачка уплотнения конденсации в аппарате пар полностью конденсируется в воде. Тепловая энергия пара расходуется на повышение температуры воды, которая подается с выхода двухфазного струйного аппарата по трубопроводу 12 потребителю 15. 1 ил.

Изобретение относится к нефтехимической, химической, легкой промышленности, в частности, к производству различных полимерных материалов, например резины, изделий из них, в том числе шин, и предназначено для утилизации тепловой энергии излишков пара, образующихся на любой из стадий технологического процесса производства полимеров, резины и шин, использующих тепловую энергию пара и (или) перегретой воды.

Известно устройство для нагрева теплоносителем для вулканизации покрышек пневматических шин, содержащее бак-накопитель перегретой воды, бак-аккумулятор, деаэратор, подогреватели, насосы, запорную и регулирующую арматуру (авт. св. СССР N 1305048, кл. B 29 C 35/04, 1985).

Недостатком известного устройства является потеря энергоресурсов за счет неполного использования тепловой энергии теплоносителя.

Ближайшим техническим решением является устройство для нагрева теплоносителем при вулканизации покрышек пневматических шин, содержащее вулканизационную установку, трубопровод подачи пара, снабженный коллектором для сбора отработанного пара, связанный через регуляторы температуры с паровыми камерами пресс-форм, и связанную с диафрагмами систему подачи перегретой воды с подогревателями (авт. св. СССР N 1090580, кл. B 29 C 35/04, 1983).

Недостатком известного устройства является неполное использование тепловой энергии отработанного пара, отводимого в коллектор.

Техническим результатом предложенного технического решения является снижение потерь тепла, используемого в технологическом процессе на всех стадиях производства полимеров, резины и шин, что повышает экологичность и энергоэкономичность процесса в целом.

Технический результат достигается тем, что в устройство нагрева теплоносителем в технологическом процессе производства полимеров, резины и шин, содержащее трубопровод подачи теплоносителя, например, пара, в вулканизационную установку, соединенную трубопроводом с коллектором для сбора отработанного пара, причем коллектор имеет трубопровод подачи отработанного пара потребителю, дополнительно введены двухфазный струйный аппарат, имеющий паровой вход, который соединен с коллектором для сбора отработанного пара трубопроводом подачи пара, и водяной вход для соединения с трубопроводом подачи воды, предназначенной для нагревания, и трубопровод подачи предназначенной для нагревания воды в двухфазный струйный аппарат, причем двухфазный струйный аппарат имеет выход для соединения через трубопровод с потребителем нагретой воды.

На чертеже изображена схема устройства нагрева теплоносителем в технологическом процессе производства полимеров, резины и шин.

Устройство содержит трубопровод подачи 1 теплоносителя, например, пара, вулканизационную установку 2, трубопровод 3 отвода отработанного пара, коллектор 4 отработанного пара (или излишков пара), запорную арматуру 5 на трубопроводе 6 подвода отработанного пара, на нем же регулирующую арматуру 7 пара, через которые пар поступает на паровой вход в двухфазный струйный аппарат 8. По трубопроводу 9 воды через запорную арматуру 10 и регулирующую арматуру 11 воды, вода поступает на водяной вход в двухфазный струйный аппарат 8. На выходе из аппарата установлены трубопровод 12 нагретой воды, регулирующая арматура 13 воды, насос 14 и потребитель 15 нагретой воды. На подающих трубопроводах пара и воды могут быть установлены насосы (на фиг. не показаны).

Устройство нагрева теплоносителем работает следующим образом.

По трубопроводу 1 подают теплоноситель для нагрева материала или изделия в вулканизационную установку 2. После нагрева отработанный или пролетный пар по трубопроводу 3 поступает в коллектор 4, откуда его через арматуру 5 и 7 подают на паровой вход в двухфазный струйный аппарат 8. На водяной вход этого же аппарата по трубопроводу 9 воды, через арматуру 10 и 11 подают извне воду, предназначенную для нагревания. В двухфазном струйном аппарате 8 пар и вода смешиваются с образованием двухфазной смеси, которая за счет гидродинамического эффекта (скачка уплотнения конденсации) переводится в жидкую фазу-нагретую воду, температура которой повысилась за счет полной конденсации пара. Затем по трубопроводу 12 через арматуру 13 насос 14 подает нагретую воду потребителю 15.

В ряде случаев работа устройства может осуществляться и без насоса 14.

Работу устройства проиллюстрируем на примере нагревательной плиты вулканизационного пресса для изготовления резиновых технических изделий. Теплоноситель, например пар, подают через штуцер в подводящий трубопровод и распределяют из него по нагревательным каналам в корпусе плиты. Каждый канал снабжен запорным элементом в виде седла с центральным коническим отверстием и стержня с коническим наконечником для регулирования его проходного сечения, установленным в канале перед выходом в отводящий коллектор. Проходя через каналы и коллекторы теплоноситель отдает тепло корпусу плиты, после чего по отводящему коллектору и трубопроводу его подают на вход двухфазного струйного аппарата - пароводяного инжектора. На водяной вход пароводяного инжектора насосом подают воду из обратного трубопровода теплосети, имеющую температуру 70^oC. В инжекторе вода нагревается до 105^oC и ее подают насосом в прямой трубопровод теплосети завода. Кроме пароводяных инжекторов в качестве двухфазных струйных аппаратов могут быть использованы трансзвуковые струйные аппараты и другие модификации двухфазных струйных аппаратов.

Устройство нагрева теплоносителем в технологическом процессе производства полимеров, резины и шин позволяет полностью исключить потери тепловой энергии пара, отводимого из технологического процесса при производстве шин, резины и резиновых изделий и других полимеров, что снижает себестоимость их производства и дает экономию энергоресурсов при повышении экологичности производства.

Формула изобретения

Устройство нагрева теплоносителем в технологическом процессе производства полимеров, резины и шин, содержащее трубопровод подачи теплоносителя в вулканизационную установку, соединенную трубопроводом с коллектором для сбора отработанного пара, причем коллектор имеет трубопровод подачи отработанного пара потребителю, отличающееся тем, что дополнительно введены двухфазный струйный аппарат, имеющий паровой вход, который соединен с коллектором для сбора отработанного пара трубопроводом подачи воды, и водяной вход для соединения с трубопроводом подачи воды, предназначенной для нагревания, трубопровод подачи предназначенной для нагревания воды в двухфазный струйный аппарат, причем двухфазный струйный аппарат имеет выход для соединения через трубопровод с потребителем нагретой воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1