Аппарат для выделения полимеров из растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 Н 1/00; В 01 3 19/О 3 С 5 П ТЕЛЬСТВ ОР СКОМУ Р66 ( НИЯ ПО- ржащий атрубок оложенбок для м, и усСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) АППАРАТ ДЛЯ ВЫДЕЛЕЛИМЕРОВ ИЗ РАСТВОРОВ, содевертикальный корпус с днищами, пдля вывода крошки полимера, распный в нижней части корпуса патруввода газопаровой смеси с полимеро ЯО 1052410 тановленную концентрично в корпусе циркуляционную обечайку; отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса выделения за счет повышения концентрации крошки полимера в водной фазе на выходе из аппарата, последний снабжен смонтированной соосно обечайке направляющей, выполненной в виде усеченного конуса, соединенного большим основанием с нижним торцом обечайки, патрубок для ввода газопаровой смеси с полимером соединен с направляющей и расположен тангенциально относительно последней и под углом к горизонтальной плоскости, причем его входной конец расположен ниже выходного кон5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к аппаратам непрерывного действия, предназначенным для выделения полимеров преимущественно синтетических каучуков из растворов водным способом в виде крошки,Известен аппарат для выделения полимеров из растворов, содержащий вертикальный корпус с днищами, нижний и верхний патрубки для ввода и вывода парожидкостной смеси с полимером. В аппарате корпус образован полыми телами вращения 1 . Недостатками известного аппарата являются значительные механические колебания конструкции и шум, возбуждаемые восходящим однородным материальным потоком, проходящим через переменные в сечениях полости. Кроме того, аппарат сложен в изготовлении, металлоемок, а его рабочий орган уменьшен вставками в виде полых тел вращения. Причем объем барботируемой пульпы (воды и крошки полимера) составляет около 50 О/, рабочего объема аппарата.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является аппарат для выделения полимеров из растворов, содержащий вертикальный корпус с днищами, патрубок для вывода крошки полимера, расположенный в нижней части корпуса патрубок для ввода газопаровой смеси с полимером и установленную концентрично в корпусе циркуляционную обечайку, Известная конструкция предусматривает циркуляцию содержимого за счет фонтанирующего аксиального потока, поступающего из нижнего входного патрубка. Причем, для предохранения от комкования (слипания) крошки ее содержание в воде в момент ввода потока в аппарат не должна превышать 1 - 2/,. Препятствием для повышения концентрации в воде крошки полимера в объеме установки является локальный момент взаимодействия поступающего потока (крошки) со средой, заполняющей аппарат 2,Недостатком известного аппарата является то, что он не предусматривает возможности увеличения водосодержания в момент приема потока, поступающего через нижний входной патрубок. В этих условиях, например, повышение производительности по полимеру требует соответственно повышения расхода нагретой воды. Потребность же снижения легколетучих в крошке удовлетворяется путем повышения температуры проведения процесса или снижения производительности. Все это снижает экономичность процесса выделения полимеров.Цель изобретения - повышение экономичности проведения процесса выделения за счет повышения концентрации крошки полимера в водной фазе на выходе из аппарата.Поставленная цель достигается тем, что аппарат, содержащий вертикальный корпус с днищами, патрубок для вывода крошки полимера, расположенный в нижней части корпуса патрубок для ввода газопаровой смеси с полимером и установленную концентрично в корпусе циркуляционную обечайку, снабжен смонтированной соосно обечайке направляющей, выполненной в виде усеченного конуса, соединенного большим основанием с нижним торцом обечайки, а патрубок для вывода газопаровой смеси с полимером соединен с направляющей и расположен тангенциально относительно последней и под углом к горизонтальной плоскости, причем его входной конец расположен ниже выходного конца.На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый аппарат, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, другой вариант выполнения; на фиг. 4 . - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 5 - то же, другой вариант выполнения; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - узел 11 на фиг. 1. Аппарат для выделения полимеров из растворов содержит вертикальный корпус 1 в виде колонны с нижним 2 и верхним 3 днищами. Корпус имеет нижний, входной патрубок 4 для ввода газопаровой смеси с полимером и верхний патрубок 5 вывода крошки полимера.Аппарат снабжен концентрично установленной циркуляционной обечайкой 6, к нижнему торцу которой большим основанием прикреплена усеченная конусная направляющая 7 с центральным углом 15 - 60, образующая с обечайкой 6 сепарационный канал 8.Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность обечайки 6 с направляющей 7 образуют периферийно-кольцевой канал 9 для возврата осветленной (сепарированной) воды на циркуляцию, В нижней торцовой входной части конусная направляющая 7 (у нижнего днища 2) может иметь (фиг. 4) наливную кольцевую ванну 10, образованную конусной направляющей 7, основанием 11 и входным циркуляционным конусным насадком 12. Усеченная конусная направляющая 7 (фиг, 1 и 4) установлена непосредственно над нижним днищем 2, причем расстояние Н между нижним торцом направляющей 7 и днищем 2 выбрано в пределах 0,25 - 1 внутреннего диаметра меньшего основания направляющей 7. Расстояние Н, равное 0,25 диаметра меньшего основания направляющей 7, выбрано из условия равных проходных площадей на входе циркуляционной вод 1еличение же расстояния Н за верхний предел, равный диаметру меньшего основания направляющей 7, приводит к уменьше1052410 3нию полезного (рабочего) объема аппарата.Нижний входной патрубок 4 для вводагазопаровой смеси с полимером (фиг. 2) установлен тангенциально к усеченной направляющей 7 и под углом Ю к горизонтальной плоскости так, что входной участок 13 патрубка 4 расположен ниже выходного участка 14. Угол щ выбран в пределах 5 - 30.При углева меньшим 5 увеличивается центробежный (сепарационный) фактор и умень шается кратность циркуляции воды. При угле Ю большим 30 - наоборот.Патрубок 4 может быть выполнен в виденеразрывной прямолинейной трубы (фиг. 2).Входной 13 и выходной 14 участки патрубка 4 выполнены разобщенными в периферийно-кольцевом канале 9 (фиг. 3). В месте соосного разобщения площадь поперечного сечения входного участка 13 меньше поперечного сечения выходного участка 14. Причем выходной участок 14 выполнен 20 криволинейным, где один его конец тангенциально подсоединен к направляющей 7, а другой конец расположен соосно с входным участком 13.В нижней части аппарата может бытьустановлен нагреватель 15 воды (фиг. 5 и 6). Он представляет собой полый диск, который образован днищем 2, крышкой 16 и боковой стенкой 17.В центральной части нагревателя 15 установлен расширяющийся патрубок 18, введенный в нижнее торцовое отверстие направляющей 7.Тангенциально к боковой стенке 17 прикреплена воронка 19, с введенным соосно последней патрубком 20 для подвода греющего пара, Воронка 19 и патрубок 20 з 5 образуют инжектор-смеситель для нагревания воды, закручивания в нагревателе 15 и подачи закрученного потока воды в канал 8, Причем патрубок 20 имеет то же направление подсоединения (правое или левое), что и патрубок 4, Размер Н в аппа 40рате (фиг.5 и 6) измеряется от крышки 16,В верхней части аппарата установлен сепаратор 20 (фиг. 7). Он включает конусный колпак 21, который смонтирован концентрично верхнему выходному патрубку 5 на верх нем конусном днище 3. Сепаратор имеет центральный патрубок 22 для вывода газо- паровой фазы и патрубок 23 для вывода сепарированной пульпы, Патрубок 23 тангенциально подсоединен к оболочке колпачка 21. Причем направление тангенциального подсоединения патрубка 23 противоположное по отношению к подсоединению патрубка 4. 4Аппарат для выделения полимеров израстворов работает следующим образом.Поток газообразного растворителя, крошки полимера, водяного пара и воды, выходящий из крошкообразователя или эмульгатора (не показан) со скоростью 50 -100 м/с, поступает в патрубок 4. В направляющей 7 скоростной напор потока создаетодновременно вращение и вертикальное перемещение.Имеющаяся в нижней части аппарата вода увлекается потоком по каналу8 и по спирали перемещается в верхнюючасть аппарата, Вращение распределяет восходящий спиральный поток по плотности ввиде кольцевых слоев от периферии к центру (вода, крошка полимера, газопароваяфаза),У верхнего торца циркуляционной обечайки 6 закрученный поток воды переходитв периферийно-кольцевой канал 9.Непрерывный принудительный отвод воды из сепарационного канала 8 и принудительная подача ее в периферийно-кольцевойканал 9 приводит к перемещению воды икрошки и осуществляется за счет конусности направляющей 7, наклонного размещения входного патрубка (угол Ф ) и газлифтного эффекта.В верхней части аппарата газопаровойпоток флотирует крошку и увлекает ее квыходному патрубку 5 на выгрузку,В результате дросселирования потока,взаимодействия поверхностей крошки с водой, содержащей антиагломератор, и центробежной обработки, крошка полимера дегазируется и приобретает защитные свойства к слипанию.В момент взаимодействия входного потока с циркуляционной, осветленной водойпредлагаемое устройство позволяет создатьпринятое (1 - 2 О/о) содержание крошки в воде, однако на выходе из аппарата содержание крошки в воде будет превышать принятое значение (2 - 4 О/о).В аппарате с исполнением узла, указанному на фиг. 3, подвод воды в сепарационный канал 8 производится из периферийнокольцевого канала 9 через выходной участок 14 патрубка 4 и через нижнее торцовоеотверстие в направляющей 7.Водокольцевой слой в канале 9 являетсяэкраном от вибрации и шума.Экономичность в предлагаемом устройстве достигается за счет повышения концентрации пульпы (процентного содержания крошки полимера в воде) на выходе из аппарата, а также ускорения вывода из него центростремительно отделяемого газообразногорастворителя.СосчавительТехред И, БерТираж 647ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж 35, Рауи ад ППП Патентъ, г, Ужго фил едактор А. Химчукаказ 8764/12 И, Буслаевас Корректор Ю.Подписноекомитета СССРи открытийшская на б., д. 4/5род, ул. Проектная, 4 каренк