Аппарат для обработки эмульсии

(9) 00 0 17 04 9 27В.И, Ермаков итехнический свидетельство СССР6 33/06, 1970. 36,тип),357(про ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изовРетений и отнРытии ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ,ЭИУЛЬ.СИИ, содержащий корпус, установленные в нем сооснб вращающийся и неподвижный диски, расположенные сзазором, патрубок для ввода эмульсии и периФерийный патрубок, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с.целью увеличения производительности, аппарат снабжен установленнымпо оси дисков патрубком.для выводаменее плотвой Фазы, а патрубок дляввода эмульсии размещен на расстоя-нии от оси дисков, равном половинерадиуса дисков.60 65 Изобретение относится к техникерасслаивания эмульсий в химической,нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, конкретнее к расслоению эмульсий растворовкаучука с водой.Известен аппарат для разделенияэмульсии, содержащий неподвижныйслой сепарационных элементов изгидрофильного материала, через который пропускают разделяемую эмульсию. Во впадинах сепарационных элементов скапливается и стекает вниздисперсная фаза 1.Недостатком аппарата являетсянизкая производительность связанная с низкой скоростью движения, эмульсии через слой сепарационныхэлементов. Стекание вниз дисперснойФазы возможно только при низкой скорости движения эмульсии,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является аппаратдля обработки эмульсии, содержащийкорпус, установленные в нем соосновращающийся и неподвижный диски,расположенные с зазором, патрубокдля ввода эмульсии и периферийныйпатрубок. При движении эмульсиимежду дисками и вращении одногоиз дисков осуществляется перемешивание вязкой эмульсии, способствующие столкновению и коалесценции капель и последующему отделению ихот эмульсии 2,Недостатками аппарата являютсянизкая производительность и низкаястепень отделения дисперсной фазы.В самом аппарате отделения дисперс-.,ной Фазы не происходит, а происходиттолько укрупнение частиц дисперснойФазы,Поэтому для отделения основноймассы от дисперсной фазы необходимо эмульсию пропускать через аппарат несколько раз. Полного отделения при этом не удается достигнуть,так как отвод обоих компонентов через общий патрубок способствует диспергированию компонентов друг в друге.Цель изобретения - повышение производительности аппарата для разделения эмульсии. Цель достигается тем, что аппарат для обработки эмульсии, содержащий корпус, установленные в нем соосно вращающийся и неподвижный дис:ки, расположенные с зазором, патрубок для ввода эмульсии и периферийный патрубок, снабжен установленным по оси дисков патрубком для вывода менее плотной фазы, а патрубок для ввода эмульсии размещен на расстоянии от оси дисков, равном половине радиуса дисков,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При зазоре между дисками 1-2 ьщ создаются высокие градиенты скоростей между дисками, что обеспечивает воздействие поля скоростей даже на высокодисперсные частицы эмульсии, Установка патрубка для ввода эмульсии на расстоянии от оси дисков, равном половине радиуса дисков, позволяет осуществить полное разделение эмульсии в аппарате и отводить воду через патрубок, расположенный на боковой поерхности корпуса, а эластичную жидкость - через патрубок, установленный по оси аппарата.На чертеже схематично изображен предлагаемый аппарат .В корпусе 1 соосно установлены ,неподвижный 2 и вращающийся 3 диски. Патрубок 4 установлен на боковой поверхности корпуса 1 и служит для отвода воды. Патрубок 5 расположен на расстоянии от оси дисков, равном половине радиуса дисков, и служит для ввода эмульсии, Патрубок б расположен по оси аппарата и служит для вывода эластичной жидкости (менее плотной фазы).Аппарат работает следующим образом.Эмульсия каучука в воде или воды в каучуке по патрубку 5 вводится в зазор между неподвижным диском 2 и вращающимся диском 3. Частицы раствора каучука или жидкого каучука, находящиеся в воде, под действием градиента скорости в зазоре между дисками 2 и 3 испытывают напряжения, в результате действия которых частицы начинают перемещаться к оси вращения, т.е. в сторону меньших диаметров (эффект Байсенберга). Это направление совпадает с направлением движения, возникающего в результате проявления центробежных сил, т.е. к оси аппарата, так как плотность каучуков и их растворов меньше плотности воды. Однонаправленное использование центробежной силы и эффекта Байсенберга позволяет увеличить эффективность разделения эмульсии и производительность аппарата.Эффект Вайсенберга проявляется и в том случае, когда дисперсной фазой является вода, а сплошной Фазой является эластичная жидкость, кчислу которых относятся растворы полимеров и расплавы полимеров. Патрубок 5 для ввода эмульсиицелесообразно располагать посередине радиуса дисков. В этом случае создаются наиболее благоприятные условия для использования всей рабочей длины аппарата для разделения эмульсии,Совпадение направлений движениячастиц, вызываемых эффектом Байсен1029985 Составитель В. БерзинРедактор В. Иванова ТехредМ.Гергель Корректор Н. Джуган Заказ 5031/8 Тираж .688 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, москва, -35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 берга и центробежными силами, приводит к увеличению степени разделения эмульсии и, следовательно, кувеличению производительности.аппарата,Вода отводится по .патрубку 4,раствор каучука - по патрубку б,Аппарат работает следующим образом.В аппарате, содержащем вращающийся и неподвижный диски диаметром 10150 мм, исследовалось разделениеэмульсии раствора полиизопрена в воде. Эмульсию получали диспергированием раствора полиизопрена в воде с использованием циркуляционного 15центробежного насоса и с применением поверхностно-активного вещества.Полученные эмульсии благодаря применению поверхностно-активного вещества и эффективному дроблению в насосе с высокооборотным ротором обладали высокой устойчивостью.Эмульсия вводилась в точке, соответствующей середине радиуса дисков,Зазор между вращающимся и неподвижным дисками Ь составлял 0,5-3 мми регулировался путем осевого перемещения вращающегося диска. При частоте вращения диска 1500 об/минполное разделение эмульсии наблюдалось при следующих значениях производительности С Ь , мм 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 6,0,15 0,35 0,40 0,43 0,20 35 При малой величине зазора уменьшается проходное сечение для эмульсии, возрастает гидравлическое сопротивление и снижается производительность 40 аппарата. При большой величине зазора уменьшается градиент скоростей . в зазоре между вращающимися и неподвижными элементами, поэтому ухудшаются условия д 6 я проявления эффек та Вайсенберга. В результате этогопроизводительность аппарата уменьшается,Высокая производительность аппарата сохраняется при величине зазора 1-2 мм. Выявленная закономерностьсправедлива только при разделении эмульсий эластичной жидкости вводе, когда для проявления эффектаБайсенберга необходимы значениязазора между дисками, соизмеримыес диаметром капель дисперсной фазы,или высокие значения градиента скорости в зазоре между дисками.При разделении эмульсии воды вжидком каучуке эффект Вайсенбергапроявляется и при более высокихзначениях зазора между дисками. Вобщем случае аппарат может быть универслльным только при величине зазора 1-2 мм.Параллельно исследовалось разделение эмульсии при пропускании ее взазоре 2 мм) между дисками и выводе эмульсии через патрубок, расположенный на периферии. Полного разделения эмульсии при последующем гравитационном отстое при любой производительности не наблюдалось.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства обеспечивается полнотой выделения дисперсной фазы из эмульсии и высокой производительностью по разделяемой эмуль- .сии, Простота конструкции аппаратаобеспечивает минимальные капитальные затраты. Применение аппаратадля очистки сточных вод типовогозавода синтетического каучука, содержащих мелкодисперсные частицы растворов .каучуков или частицы жидкихкаучуков, позволит уменьшить загрязнение окружающей среды, вернуть впроизводственный цикл в течениегода около 20 т вторичных сырьевыхресурсов и получить экономическийэФФект 10 тыс. руб. в год.