Аппарат для концентрирования полимерной крошки

 

Изобретение относится к оборудованию для обработки взвесей полимерных материалов, в частности к аппаратам непрерывного действия, предназначенным для повышения концентрации полимерного продукта, например крошки синтетического каучука, в закрученном потоке воды. Аппарат для концентрирования полимерной крошки содержит цилиндрический корпус с крышкой и днищем, выполненным коническим. Корпус и днище снабжены соосными патрубком для вывода сконцентрированной полимерной крошки и трубой для ввода воды на разбавление. Аппарат содержит тангенциальный патрубок для ввода исходной смеси и патрубок вывода осветленной воды, соединенный с коническим днищем, установленные в противоположных частях корпуса, и линию подачи газа. Патрубок вывода сконцентрированной полимерной крошки в его нижней части снабжен сепаратором, состоящим из набора тарелок. Последние выполнены в виде усеченного конуса с углом наклона образующих, превышающим угол естественного откоса полимерной крошки. Тарелки установлены с зазором относительно друг друга. Верхние диаметры тарелок выполнены переменными по длине сепаратора и образуют внутренний канал в виде обратного конуса. Труба для ввода воды на разбавление введена во внутренний канал и сообщена с линией подачи газа. Патрубок вывода осветленной воды установлен с зазором коаксиально трубе для ввода воды на разбавление. Аппарат надежен в работе, исключено взаимовлияние фаз в процессе сепарации и обеспечивается дополнительное инжектирование легкой фазы за счет перепада плотностей в жидкости и газожидкостной смеси. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для обработки взвесей полимерных материалов, в частности к аппаратам непрерывного действия, предназначенным для повышения концентрации полимерного продукта, например крошки синтетического каучука в закрученном потоке воды. Изобретение может быть использовано в химических отраслях промышленности.

Известен гидроциклон для концентрирования полимерной крошки в поле центробежных сил, включающий цилиндрический корпус, снабженный тангенциальным патрубком для ввода исходной смеси, с крышкой, содержащей патрубок для отвода легкой (полимерной) фазы, и коническое днище с патрубком в нижней части для отвода тяжелой фазы /см., например, книгу Мустафаева А.М. и др. Гидроциклоны в нефтедобывающей промышленности. М.: Недра, 1991, с. 3/.

Недостатком работы гидроциклона является ограниченная степень концентрирования полимера, обусловленная неизбежной забивкой патрубка отвода легкой фазы при изменении текучести сконцентрированной крошки. Кроме того, функциональные возможности аппарата ограничены только концентрированием, а при обработке суспензий полимеров возникают задачи промывки, замены транспортной жидкости и т.п.

Известен также аппарат для концентрирования полимерной крошки, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, установленные в верхней части корпуса тангенциальный патрубок для ввода исходной смеси и патрубок вывода сконцентрированной крошки, а также размещенные в нижней части корпуса патрубки для отвода осветленной воды и ввода воды на разбавление легкой фазы /см. , например, а.с. СССР 1024297, МКИ В 29 Н 1/00, 1983, Б.И. 23/.

Недостатком данного технического решения является низкая эффективность его работы.

Указанный недостаток обусловлен использованием наклонных лопаток и ребер, обеспечивающих закручивание потока или его выпрямление, которые приводят к образованию застойных зон и служат источниками забивки устройств полимерной крошкой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является аппарат для концентрирования полимерной крошки, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, тангенциальные патрубки для ввода исходной смеси и вывода осветленной жидкости, расположенные в противоположных частях корпуса на определенном расстоянии один от другого, патрубки для вывода сконцентрированной крошки и ввода воды на разбавление, установленные в крышке и днище соответственно, причем торцы патрубков обращены навстречу друг другу, а расстояние между ними выбрано равным 1-4 диаметрам корпуса /см. а.с. СССР 2027592, МКИ В 29 В 15/02, 1995, Б.И. 3/.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность работы аппарата, обусловленная влиянием потока промывной жидкости на гидродинамическую обстановку в зоне концентрирования легкой фазы. Задание определенного расстояния между патрубками вывода сконцентрированной полимерной крошки и ввода промывной воды предполагает проведение процесса при постоянных режимных параметрах. Отклонение от установленных характеристик приведет к изменению концентрации полимерной крошки на выходе из аппарата: увеличение расхода промывной жидкости вызывает размыв сформированной зоны, состоящей из легкой фазы, и влияние ее распавшейся части на структуру закрученного потока.

Цель изобретения - повышение надежности работы аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для концентрирования полимерной крошки, включающем цилиндрический корпус с крышкой и днищем, снабженные соосными патрубком для вывода сконцентрированной полимерной крошки и трубой для ввода воды на разбавление, тангенциальный патрубок для ввода исходной смеси и патрубок вывода осветленной воды, установленные в противоположных частях корпуса, согласно изобретению он снабжен линией подачи газа, днище выполнено коническим и соединено с патрубком вывода осветленной воды, который установлен с зазором коаксиально трубе для ввода воды на разбавление, патрубок вывода сконцентрированной полимерной крошки в его нижней части снабжен сепаратором, состоящим из набора тарелок, выполненных в виде усеченного конуса с углом наклона образующих, превышающим угол естественного откоса полимерной крошки, и установленных с зазором относительно друг друга, вершинные диаметры тарелок выполнены переменными по длине сепаратора и образуют внутренний канал в виде обратного конуса, при этом труба для ввода воды на разбавление введена во внутренний канал и сообщена с линией подачи газа.

Отличительными признаками предлагаемого аппарата является то, что он снабжен линией подачи газа, днище выполнено коническим и соединено с патрубком вывода осветленной воды, который установлен с зазором коаксиально трубе для ввода воды на разбавление, патрубок вывода сконцентрированной полимерной крошки в его нижней части снабжен сепаратором, состоящим из набора тарелок, выполненных в виде усеченного конуса с углом наклона образующих, превышающим угол естественного откоса полимерной крошки, и установленных с зазором относительно друг друга, вершинные диаметры тарелок выполнены переменными по длине сепаратора и образуют внутренний канал в виде обратного конуса, при этом труба для ввода воды на разбавление введена во внутренний канал и сообщена с линией подачи газа.

Благодаря этому исключается взаимовлияние фаз в процессе сепарации и обеспечивается дополнительное инжектирование легкой фазы за счет перепада плотностей в жидкости и газожидкостной смеси.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен продольный разрез аппарата.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2, конического днища 3, а также линий подачи воды 4 и газа 5.

Цилиндрический корпус 1 снабжен тангенциальным патрубком 6 для ввода исходной смеси.

В крышке 2 установлен патрубок 7 для вывода сконцентрированной полимерной крошки, который в нижней части снабжен сепаратором. Сепаратор выполнен в виде набора тарелок 8, имеющих форму усеченного конуса, и установлены с зазором 9 относительно друг друга. Вершинные диаметры тарелок 8 образуют внутренний канал 10 в виде обратного конуса.

В нижней части конического днища 3 расположен патрубок 11 для вывода осветленной воды и труба 12 для ввода газожидкостного потока на разбавление, установленная с зазором коаксиально патрубку 11. Труба 12 введена в сепаратор и сообщена с линиями подачи воды 4 и газа 5.

Аппарат работает следующим образом. После водной дегазации полимеризата исходную смесь, содержащую около 5% каучука, подают на концентрирование в аппарат через патрубок 6. Благодаря тангенциальному вводу поток исходной смеси закручивается. Под действием центробежного поля происходит разделение пульпы: легкая фаза (крошка каучука) собирается в центре, а тяжелая фаза (вода) отводится к периферии цилиндрического корпуса 1 и конического днища 3. Легкая фаза, проходя через зазоры 9 между тарелками 8, поступает во внутренний канал 10 сепаратора. По трубе 12, сообщенной с линиями 4, 5, в сепаратор подают воду и газ. Газожидкостная смесь обеспечивает разбавление, промывку и транспортирование крошки каучука. Выходящая из аппарата через патрубок 7 крошка каучука имеет концентрацию 20-25%.

Изменяя соотношение между расходами газа и жидкости в трубе 12, можно регулировать плотность газожидкостной смеси, а следовательно, и разность давлений в центральной и периферийной частях аппарата, способствующей инжекции крошки во внутренний канал 10 сепаратора.

Взаимодействие дисперсного материала с газожидкостным потоком во внутреннем канале 10 не оказывает влияния на структуру закрученного потока жидкости, движущейся по периферии вниз аппарата.

Пропускную способность внутреннего канала 10, выполненного в виде обратного конуса, при увеличении расхода легкой фазы по высоте сепаратора обеспечивает увеличивающаяся площадь поперечного сечения конуса.

Осветленную воду (тяжелую фазу) удаляют из аппарата через патрубок 11, расположенный в нижней части конического днища 3.

Предлагаемый аппарат планируется к внедрению на заводе бутилкаучука АО "Нижнекамскнефтехим".

Таким образом, внедрение аппарата позволит повысить надежность его работы за счет исключения взаимодействия фаз и обеспечения дополнительной инжекции легкой фракции, создаваемой газожидкостной смесью.

Формула изобретения

Аппарат для концентрирования полимерной крошки, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, выполненным коническим, снабженные соосными патрубком для вывода сконцентрированной полимерной крошки и трубой для ввода воды на разбавление, тангенциальный патрубок для ввода исходной смеси и патрубок вывода осветленной воды, соединенный с коническим днищем, установленные в противоположных частях корпуса и линию подачи газа, отличающийся тем, что патрубок вывода сконцентрированной полимерной крошки в его нижней части снабжен сепаратором, состоящим из набора тарелок, выполненных в виде усеченного конуса с углом наклона образующих, превышающим угол естественного откоса полимерной крошки, и установленных с зазором относительно друг друга, верхние диаметры тарелок выполнены переменными по длине сепаратора и образуют внутренний канал в виде обратного конуса, а труба для ввода воды на разбавление введена во внутренний канал и сообщена с линией подачи газа, причем патрубок вывода осветленной воды установлен с зазором коаксиально трубе для ввода воды на разбавление.

РИСУНКИ

Рисунок 1