Способ сушки водных растворов термопластичных материалов

 

СПОСОБ СУШКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно смол, путем их распыла в потоке теплоносителя в цилиндроконической камере с кондуктивным охлаждением потолочной и конической зон при одновременном обдуве воздухом как этих зон, так и цилиндрической, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки при начальной вязкости концентрированных водных растворов, равной 0,028-0,042 Па-с,свежий теплоноситель на распыл направляют стемпературой 160240 с , а отработавший удаляют с температурой 70-95С, охлаждение потолоч ной зоны ведут до 60-90 С, а конической и цилиндрической до 50-70С, при этом воздух на обдув подают со скоростью 6-14 м/с и температурой 45-60 С (Л при соответственном увеличении его расхода в конической и цилиндрической зонах по сравнению с потолочной. ел 00 tc

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3694394/24-06 (22) 09.12. 83 (46) 30.04»85, Бюл, У 16 (72) А. А. Долинский, К. Д. Малецкая, Т. С. Удодова, В. В. Шморгун, Г. С. Матвелашвили, В. И, Чичеткин и В. Т. Бажин (71) Инстилут техйической теплофизики АН УССР (53) 66. 047. 79.1. 1(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 414276, кл. С 08 G 73/14, 1971.

2. Патент Франции 11- 2028562, кл. Г 26 В 3/00, опублик. 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

1Ф 1023181, кл. F 26 В 3/12, 1982. (54)(57) СПОСОБ СУШКИ ВОДНЫХ PACTBOРОВ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно смол, путем их распыла

„„SU „„1153210 в потоке теплоносителя в пнлиндроконической камере с кондуктивным охлаждением потолочной и конической зон при одновременном обдуве воздухом как этих зон, так и цилиндрической, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса cymки при начальной вязкости концентрированных водных растворов, равной

0,028-0,042 Па-с, свежий теплоноситель на распыл направляют с температурой 160240 С, а отработавший удаляют с температурой 70 — 95оС, охлаядение потолоч о ной зоны ведут до 60-90 С, а конической и цилиндрической до 50-70 С, при этом воздух на обдув подают со скоро- 3 стью 6-14 и/с и температурой 45-60"С g при соответственном увеличении его расхода в конической и цнлиндричес- С кой зонах по сравнению с потолочной.

1 153210

Изобретение относится к области распылительной сушки различных растворов термопластичных материалов, например водных растворов синтетических смол, некоторых полимерных материалов, 5 и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности при производстве порошкообразных материалов, например продуктов микроt0 биологического синтеза, сахаросодержащих и других, обладающих низкой

О температурой размягчения (60 С) и повышенной адгезией.

Известен способ получения порошкообразных полиамидоимидов путем дис..

15 пергирования раствора полимера до получения частиц размером 60-80 мкм с последующей термообработкой распьг ленной массы в среде нагретого газа j3) °

Недостатком этого способа является низкая интенсивность процесса сушки из-за образования отложений высушиваемого материала на стенках сушильной камеры, Кроме того, достаточно высокие температурные режимы сушки для указанного полимера отрицательно влияют на процесс отверждения высушенных частиц порошка и их качество, так как данный способ не предусматривает охлаждение частиц непосредственно в сушильной камере.

Известен способ сушки распылением З5 растворов полимеров (хлорированный полиизопрен, натуральный хлорированный каучук и др.), при котором температуру в зоне испарения поддерживают 25-55 С, а исходную кон- 40 центрацию полимера в растворе выбирают менее 5Х f21.

При реализации данного способа используются высоковлажные растворы полимера (С 5Ж} и существенно низкая температура теплоносителя., что обусловливает низкую интенсивность процесса сушки.

Наиболее близким к изобретению является способ сушки водных растворов термопластичных материалов, преимущественно смол, путем их рас- пыла в потоке теплоносителя в цилиндроконической камере с кондуктивным охлаждением потолочной и конической H зон при одновременном обдуве воздухом как этих зон, так и цилиндрической (3).

Однако без оптимизации параметров процесса описанный способ не позволяет осуществлять качественную сушку растворов вязкостью 0,0280,042 Па с.

Цель изобретения — интенсификация процесса сушки при начальной вязкости концентрированных водных растворов, равной 0,028-0,042 Па с.

Цель достигают тем, что согласно способу сушки водных растворов термопластичных материалов, преимущественно смол, путем их распыла в потоке теплоносителя в цилиндроконической камере с кондуктивным охлаждением по. толочной и конической зон при одновременном обдуве воздухом как этих зон, так и цилиндрической, свежий теплоноситель на распыл направляют о с температурой 160-240 С, а отработавший удаляют с температурой 7095оС, охлаждение потолочной зоны ведут до 60-90 С, а цилиндрической и конической до 50-70 С, при этом воздух на обдув подают со скоростью 614 м/с и температурой 45-60 С при соответственном увеличении его расхода в конической и цилиндрической зонах по сравнению с потолочной.

Диспергирование водного раствора термопластичного материала осуществляется при вязкости 0,028-0,042 Па-с, что обеспечивается либо за счет определенной концентрации (40 - С 4 5OZ), либо за счет его предварительного о подогрева до 30-56 С.

При выборе более высокой вязкости нарушается стабильность процесса диспергирования раствора, а процесс тепломассопереноса в единичной капле при этом лимитируется образующейся на ней пленкой термопластичного материала. Поэтому оптимальную концентрацию раствора термопластичного материала необходимо определять из анализа зависимости вязкости раствора от концентрации.

При сушке капель карбамидных смол как, например, КС-68М с концентрацией С > 50X отмечается увеличение вязкости растворов, которое приводит к резкому возрастанию значения параметра К = (ьш/дФ ) растворитель (лш jhC) раствор определяющего отношение интенсивности обезвоживания Hs капли чистого растворителя (воды) к интенсивности!!532!0

10 испарения из капли раствора термо— пластичного материала.

Частицы термопластичными порошкообразных материалов, в том числе и

5 частицы порошка меламино — формальдегидной смолы размером S > 80 мкм проявляет в большей степени адгеэионную способность к твердой поверхности, чем частицы меньших размеров.

Так, для отрыва частиц размером

80 мкм от твердой поверхности необходимо преодолеть силу в 2-3 раза большую чем для частиц с Я 4 60 мкм.

Значительное возрастание сил адгезии наблюдается при температуре стенки

> 65-75 С. При дальнейшем повышении температуры свыше 80 С отмечается переход частиц из твердого аморфного состояния в высокоэластичное. Чтобы предотвратить этот переход, необходимо охлаждать высушиваемые частицы в различных зонах сушильной камеры для полного завершения формо- и структурообразования части- 25 цы с учетом соответствующего термовлажностного состояния.

По описываемому способу это обеспечивается термостатированием рабочих зон (стенок! сушильной камеры.

Охлаждение потолочной зоны до 60о

90 С производится снаружи циркуляцией воды в водяной рубашке, а термостатирование конической эоны до 50-70 С осуществляется подачей воздуха или

35 воды в рубашку охлаждения, предусмотренную в конусе супйцтьной камеры.

Участки зон охлаждения не связаны между собой и выполнены самостоятельно как в потолочной зоне, так и в ко- 4О нусе.

При этом влагосодержание обезвожениых частиц в зоне факела распыла

0,1-0,25 кг влаги/кг сухого вещества, что зиачительио меньше крити- 45 ческого влагосодержания, нри котором возможно проявление максимальных адгезиониых сил к твердой поверхности.

Дополнительное охлаждение потолочной, цилиндрической и конической . эон сушильной камеры осуществляется тангенциально направленным потоком воздуха, истекакщим из щелевидных канавок пневмоочистительного устройства со скоростью -14 м/с и с тем55 пературой 45-60 С. Причем поток воздуха для обдува стенок камеры подается в отдельные зоны потолочная, цилиндрическая и коническая) в соотношении 1: 3:2 в соответствии с термовлажностными параметрами парогазовой среды в этих зонах. Соотношение расходов воздуха, скорость и температура в отдельных зонах сушильной камеры установлены по результатам экспериментов, проведенных на распылительной сушильной установке с дисковым распылом производительностью 15 кг/ч по испаренной влаге при обезвоживании водного раствора маламино-формальдегидной смолы.

На чертеже схематически показана сушилка, в которой осуществляют описываемый способ.

Установка содержит участок приготовления растворов, примыкактщий к нему расходный бачок 2, соедиенный с сушильной камерой 3, имеющий внутри распылитель 4 и пневматическое очистительное устройство 5, которое также подает внутрь камеры 3 охлаждакиций воздух. К сушильной камере 3 последовательно подсоединены циклон

6, бункер 7, система 8 пневмотранспортера и выгрузочный циклон 9.

Установка содержит также вентилятор

10, теплогенератор !1, скруббер 12 и вентилятор 13, работающий на линии отсоса.

Потолочная эона снабжена рубашкой 14, коническая зона рубашкой 15, а цилиндрическая напорным трубопроводом 16 очистительного устройства

5.

Супылка работает следующим образом.

Смола с участка 1 приготовления направляется в расходный бачок 2, обеспечиваюший подачу раствора с постоянным напором на диск распылителя 4. Под действием теплоносителя капли раствора высушиваются в объеме сушильной камеры 3. Пневматическое очистительное устройство 5 позволяет производить локальный обдув стенок камеры потоком воздуха для уменьшения отложений и термостатирования стенок. Потолочная коническая зона сушильной камеры снабжена снаружи водяной и воздушной рубашками соответственно для их зонального охлаждения.

Для термостатирования потолочной зоны подвод охлаждающего агента (воды i с помощью водяной рубашки 14.

Коническая зона сушилки имеет термостатируемую рубашку 15 воздушного

115321А охлаждения. Система термостатирования может работать как одновременно с очистительным устройством 5, служащим также и охлаждения стенок камеры изнутри, так и независимо от

5 него.

Высушенные частицы месте с теплоносителем выносятся в циклон 6, где порошок отделяется от теплоносителя

10 и ссыпается в бункер 7, затем через пневмозатвор попадает в систему 8 пневмотранспорта и охлаждения продукта, откуда через выгрузочный циклон 10 поступает на расфасовку и

15 з ат арив ание.

Теплоносителем слуяыт воздух, нагреваемый в теплогенераторе 11.

Отр або тавший те пл оно сит ель по сле циклона 6 направляется в скруббер

12, где очищается от мелких частиц, неуловленных в циклоне, а также от вредных газообразных включений, и вентилятором 13 выбрасывается в атмосферу.

Часть водного раствора смолы, рециркулирующего в скруббере 12, в процессе работы сушилки постоянно отводится на участок варки приготовления смолы. По данной технологической схеме сушилка позволяет по лучать 170-190 кг/ч готового продукта.

Пример 1. Раствор меламиноформальдегидной смолы с исходной концентрацией 1С=40Ж (вязкостью 35

0,028 Па с) и температурой 30 С подают на дисковый распылитель. Одновременно к распылителю подают теплоноситель (нагретый воздух) с темлератуо рой 160 С, и производят сушку распьг 40 лением. При этом производится охлаждение зоны потолка и конуса сушильной камеры локализованной подачей хладоагента в рубашку (в потолочной зоне водой, в конической воздухом).. Тем- 45 пература поверхности в потолочной о зоне поддерживали 75 С, в цилиндрической 60 С,.в конической 50 С.

Охлаждение и отверждение частиц порошка осуществляется тангенциально 50 направленным потоком воздуха в пристенной зоне (потолочной, цилиндрической и .конической,) истекающим из щелей в трубопроводах очистительного устройства со скоростью 6 м/с по вы- 5- соте камеры и с температурой 45 С.

Направленный приток воздуха к стенкам камеры обеспечивает заданные условия теплообмена струи го стенкой и позволяет стабилизировать температуру оабочей поверхности. Расход воздуха, .подаваемого на очистительное устройство, при этом регулируется таким образом, чтобы соотношение его составляло 1:3:2 для соответствующих зон: потолочной,. цилиндрической и ко нической. Высушенный порошок с тетемпературой 70 С эвакуируют из сушильной камеры е помощью системы пневмотранспорта, в которой осуществляют и его дальнейшее охлаждение до

40 С. Затем порошок направляют на

0 сепарирование, выгрузку и затарива— ние. По качественным показателям порошок соответствует техническим требованиям, предъявляемым на товарный продукт. Максимальный размер частиц составляет 60-72 мкм при форме частиц сферической.

Пр и м е р 2. Раствор смолы марки КС с исходной концентрацией 457. (вязкость 0,032 Па-с) и температурой

40 С подают на дисковый распы сушильной камеры, осуществляют сушку распылением при температуре. возо о духа на входе 240 С и .на выходе 85 С.

При этом температура стенки в потоО лочной зоне составляет 80 С, в ци0 О линдрической 70 С, конической 65 С.

Скорость потока воздуха, подаваемого через очистительное устройство для обдува стенок камеры, составляет

12 м/с, а температура обдувающего потока воздуха 58ОС. Расход воздуха через отдельиь1е зоны очистительного устройства между потолочной, цилиндрической и конической зонами сооТносится как 1:3:2.

Частицы высушенного порошка имеют средний размер 12-15 мкм, а максимальный размер 68-75 мкм.

Пример 3. Раствор смолы карбамидной марки КС-М-О,З с исходной. концентрацией 50Х предварительно подогревают до 56 С, что обеспечивает о вязкость раствора 0,042 Па с. Затем осуществляют сушку распылением при температуре теплоносителя на входе

220 С и выходе 85 С с охлаждением о Q порошка, как в примере 1. Термостатирование стенок сушильной камеры осуществляется также по аналогии с примером 1. При этом температура стенки в потолочной зоне составляет о о

90 С, в цилиндрической 65 С, в конической 50 С. Скорость потока воза

1153210

Составитель Ю. Мартинчик

Редактор А. Гулько Техред Т. Фанта Корректор С. Черни

Заказ 2493/34 Тираж бХ2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 духа для обдува стенок сушилнной. камеры принята 14 м/с, температура обдувающего потока воздуха составляет 60 С при том же coOTHoKBHHH pacxoо дов воздуха для отдельных зон сушнль- 5 ной камеры, что и в примере 1.

Получают сферическую форму частиц со спектром высушенного порошка не более 80 мкм и с таким влагосодержанием диспергируемых капель-частиц, 10 при котором в момент их попадания на стенку они не прилипают к твердой поверхности. В зоне распыла /влагосодержение максимальных диспергирующих

V капель-частиц соответствует 0, 1-0,25 кг15 влаги/кг сухого вещества, что значительно меньше критического влагосодержания, при котором возможно появление адгезии частиц к твердой поверх ности. Готовый продукт удовлетворяет качественным показателям, предъявляемым на товарный продукт согласно технологическому регламенту.

Использование предлагаемого способа получения порошкообразных смол из водных растворов и других полимерных материалов обеспечивает по сравнению с известным устранение отложений и сокращение потерь порошкообразного продукта, исключение термического разложения продукта в наиболее опасных зонах, повышение производительности установки и увеличение ее непрерывного цикла работы.

Способ сушки водных растворов термопластичных материалов Способ сушки водных растворов термопластичных материалов Способ сушки водных растворов термопластичных материалов Способ сушки водных растворов термопластичных материалов Способ сушки водных растворов термопластичных материалов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения гранулированного органического удобрения и может быть использовано в сельском хозяйстве

Изобретение относится к технике распылительной сушки растворов и суспензий и может быть использовано в металлургической, химической, фармацевтической, биологической и пищевой промышленностях для получения порошкообразных гранулированных материалов

Изобретение относится к способам сушки и нагрева и к устройству, содержащему импульсную горелку, которое может быть использовано в сушильной системе или в нагревательной системе

Изобретение относится к технике распылительной сушки растворов и суспензий и может быть использовано в металлургической, химической, фармацевтической, биологической и пищевой областях промышленности для получения порошкообразных гранулированных материалов

Изобретение относится к сушильному оборудованию и может быть использовано в пищевой, в частности молочной промышленности, а также возможно применение в химической и фармацевтической промышленности для получения сухих продуктов

Изобретение относится к технологии распылительной сушки, которая может применяться в самых различных отраслях промышленности, например в фармацевтической, химической и пищевой промышленности

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для высокоскоростного концентрирования или распылительной сушки растворов и суспензий, в том числе горючих и легкоокисляющихся, с получением кондиционного технологического пара, либо с возможностью низкотемпературной распылительной сушки термолабильных материалов в условиях высокого разрежения

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в крахмалопаточной промышленности

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к получению гранулированного хлорида кальция из растворов в псевдоожиженном слое

Изобретение относится к технике сушки суспензии ультрадисперсной фракции перхлората аммония с размером частиц менее 2 микрон при изготовлении смесевого твердого ракетного топлива, а также при сушке других суспензий, содержащих дисперсную среду и дисперсную фазу
Наверх