Способ дегазации прядильного раствора

 

М.Кл.О Old 1/10

О П И С А Н И Е «>47377т

Соигз "îâåòñêèõ

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидстельства— (22) Заявлено 04.05.73 (21) 1919939/23-5 (57) М. Кл. D Old 1/10 с присоединением заявки— (32) Прпоритст—

Опублги коза:и 14.06.75. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 20.10.75

Государственный комитет

Совета Министров СССР г 53) УДК 66.069.84 (088.8) оо делам изобретений н открытий

{72) Авторы изобретения

В. С. Матвеев и О. В. Оприц (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ПРЯДИЛЬНОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к области дегазации вязких жидкостей, в частности прядильных растворов пол и м еров.

Известен способ дегазации прядильного раствора инертным по отношению к нему газом с последующим попеременным воздействием повышенного давления и вакуума.

Однако способ обладает следующими недостатками: необходимо применять специальное пер емешивающее устройство большой мощности вследствие высокой вязкости прядильных растворов, достигающей тысяч пуаз; сложность эксплуатации дегазатора с мешалкой под вакуумом, вследствие неизбежных неплотностей в сальниках; неравномерность подачи газа в,раствор через барботер, крупнодисперсность пузырьков и сложность экс.плуатациги, особенно на .коатулигрующих или портящихся со временем жидкостях; замешивание и диспергирование газа в большие объемы вязкой жидкости происходит весьма медленно.

Цель изобретения — упрощение и ускорение технологического процесса и повышение равномерности распределения концентрации газа. Она достигается за счет того, что в прядильный раствор вводят твердое химическое соединение, способное реагировать с растворителем прядильного раствора с выделением газа.

Прядильный раствор перед введением химического соединения дополнительно насыщают газом.

Согласно предлагаемому способу пря5 дильный раствор перекачивают в дегазатор, а в специальное отверстие на входном патрубке вводят твердое химическое соединение в виде гранул или порошка, стержня или диска.

Количество выделяющегося газа регулируют

10 поверхностью контакта и продолжительностью реакции, дисперсностью пузырьков, т. е. величиной зерен химического соединения пли скоростью движения жидкости относительно материала.

15 Пример 1. Раствор полиоксадиазола в серной кислоте вязкостью 4600 П в количестве 1,6 л гперемешивают в смесителе для усреднения свойств, затем перекачивают из смесителя через фильтр в дегазатор, представляю20 щий собой цилиндрический сосуд диаметром

10 см и высотой 30 см.

В специальное отверстие на входном патрубке дегазатора диаметром 12 .чм вводят стержень из мела диаметром 5 лгм на глубину

25 6 ил на расстоянии 20 лглт от внутренней стенки цилиндрического сосуда-дегазатора.

В результате контакта жидкости со стержнем выделяются пузырьки газа СО> со средней скоростью 0,005 лгл/с (0,3 игл/лшн). Под действием движущейся вязкой жидкости пу473771

l0

60 зырьки газа отрываются от стержня. при достижении 1 мм в диаметре и уносятся жидкостью в бак-дегазатор..Объем такого пузырька составляет примерно 0,0005 мл. Таким образом, ежесекундно от стержня отделяется в среднем 0,05; 0,0005= 10 пузырьков. Скорость перекачивания раствора,2,5 мл/с. живое сечение патрубка в месте ввода стержня 0,83 слг2. Каждый миллиметр жидкости, проходя это сечение, приобретает в среднем 10: 2,5=4 пузырька газа (по данным опыта 2 — 6). Эти условия поступления газа обеспечивают высокую степень равномерности распределения пузырьков газа в объеме прядильного раствора.

Равномерность распределения пузырьков при выходе из патрубка в емкость дегазатора дополнительно повышается за счет некоторого конвективного смешения слоев жидкости.

Затем газожидкостную дисперсную систему подвергают последовательному воздействию повышенного давления 3 атм в течение

0,8 ч, вакуума (Рд=20 мм рт. ст.) в течение

5,4 ч и вновь давления 3 атм в течение 0,3 ч.

В результате получают гомогенную без пузырьков жидкость с остаточной концентрацией растворенного воздуха 0,003 см /см (нри начальной концентрации 0,008 смз/см ) .

По известному способу перед началом воздействия производят замешивание воздуха в течение 1 — 1,5 ч. Таким ооразом,,предложенный способ сокращает длительность процесса на эту величину.

П р и м ер 2. Раствор согласно примеру 1 одновременно с необходимым для усреднения свойств перемешиванием в смесителе подвергают воздействию давления 3 атм, в результате чего к моменту перекачивания раствора в дегазатор раствор оказывается пересыщенным растворенным в нем воздухом. Раствор перекачивают в дегазатор и дегазируют по методике п р и мер а 1.

Пересьнцение жидкости растворенным газом приводит к дополнительному росту размера пузырьков в период воздействия вакуума. Это обстоятельство в свою очередь дополнительно сокращает время их удаления с

5,4,до 4,5 ч. Общее время дегазаци и на 1,5—

2 ч короче времени дегазации по известному способу.

B р и м е р 3, Вискозу, предназначенную для формования полинозного волокна, перекачивают из бачка-смесителя через фильтр в дегазатор, представляющий собой цилиндрический сосуд диаметром 15 см и высотой

40 см. Вискоза содержит 6,5 /о а-целлюлозы и 4О/о NaOH, вязкость 480 П.

На входном патрубке дегазатора укрепляют алюминиевую втулку диаметром 19 мм и длиной 20 мм так, что она является составной частью растворопровода. Вискозу, предварительно выдержанную в баке-смесителе в течение 2 сут. для полного удаления пузырьков, зубчатым насосом НШ-10 перекачивают в дегазатор за 14 мин.

Анализ газожидкостной эмульсии в дегазаторе показал, что в 1 лгл вискозы содержится 0,04 мл газовой фазы (водорода). Пр ичем пузырьки имеют диаметр 0,05 — 0,7 мм, общее их количество находится в пределах от 2000 до 3000 штук в 1 мл вискозы.

Под вискозой, содержащей диспергированный газ, создают разрежение с помощью вакуумного насоса. Вискозу выдерживают при остаточном давлении 10 мм рт. ст. и температуре 20 — 22 С в течение 5 ч, затем в течение

20 мин воздействуют давлением 3 атм. По окончании цикла дегазации в вискозе не было пузырьков, а концентрация растворенных газов составила 0,001 мл на 1 юг вискозы. При дегазации вискозы в контрольном опыте вначале выдерживают вискозу 2 сут. до полного удаления пузырьков, затем в бакесмесителе замешивают и диспергируют турбинной мешалкой азот в течение 2 ч до получения содержания и дисперсионного распределения газа, как и в опыте с пропусканием вискозы через алюминиевую втулку.

Таким образом, применением нового метода продолжительность всего процесса сокращают на 2 ч за счет ликвидации стадии замешивания и диспергирования газа в вискозу.

iH р и м е р 4. Вискозу по примеру 3 перемешивают и подвергают действию давления азотной подушки 5 ати в течение 20 мин, при этом вискоза пересыщается растворенным газом.

После перекачивания вискозы в дегазатор через алюминиевую втулку по примеру 3 снижают давление до 10 мм рт. ст., при этом происходит бурный рост и выход с большой скоростью пузырьков за счет фазового перехода газа из пересыщенной вискозы. Продолжительность дегазации объема вискозы как и в примере 3 составляет 4 ч. С учетом необходимости дополнительной затраты времени на пересыщение вискозы под давлением в бакесмесителе дополнительный выигрыш времени равен 40 мин.

Предмет изобретения

1. Способ дегазации прядильного раствора инертным по отношению к нему газом с последующим попеременным воздействием повышенного давления и вакуума, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения технологического процесса, повышения равномерности распределения концентрации газа, в раствор вводят твердое химическое соединенение, способное реагировать с растворителем прядильного раствора с выделением газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прядильный раствор перед введением химического соединения дополнительно насыщают газом.