6.4. Аппараты безводной дегазации каучуков (Дегазация в смесительных машинах)

Безводная дегазация – более экономичный процесс, чем водная, поскольку исключаются такие операции, как отжим и сушка каучука, на проведение которых необходимо затрачивать дополнительные энергетические ресурсы и вводить новые производственные площади.

Основная особенность безводной дегазации – работа аппаратов при высоком или низком давлении, в то время как при водной дегазации аппараты работают при давлении, близком к атмосферному. Процесс безводной дегазации осуществляется в смесительных, валковых и червячных машинах, пленочных, вертикальных роторных, горизонтальных роторных и струйных аппаратах.

В смесительных машинах осуществляется не только дегазация каучука, но и равномерное распределение противостарителя, усилителя, масла, модификатора, а также усреднение свойств и повышение пластичности каучука.

Среди смесительных машин различают лопастные смесители и аппараты с мешалкой.

В лопастных смесителях две Z – образные лопасти вращаются навстречу друг другу с различной частотой (рис. 6. 29.).

Рис. 6.29. Лопастной смеситель: 1 – корпус; 2 – лопасти;

3 – крышка; 4 – опора; 5 – зубчатая передача; 6 – редуктор;

7 – электродвигатель

Рис. 6.30. Смеситель с реверсивным шнеком, ось которого перпендикулярна осям лопастей: 1 – шнек; 2 – лопасть

Эффект смешения основан на том, что материал дробится мешалками и одновременно интенсивно перемешивается в осевом и радиальном направлениях. Смесители с реверсивным шнеком используются для переработки твердых каучуков. В конструкции, изображенной на рис. 6.30., ось шнека перпендикулярна осям лопастей, в другой конструкции (рис. 6.31.) ось шнека параллельна осям лопастей.

Р ис. 6.31. Смеситель с реверсивным шнеком, ось которого параллельна осям лопастей: 1 – шнек;

2 – лопасти; 3 – отражатели

Рис. 6.32. Вакуум-смеситель для периодической дегазации: 1 – корпус; 2 – лопасть; 3 – рубашка

Для дегазации полимера получаемого в массе применяют аппараты - вакуум смесители (рис.6.32.). Полимер непрерывно перемешивается двумя Z-образными лопастями, вращающиеся навстречу друг другу. Давление в аппарате 20 кПа. Продолжительность дегазации 20-40 минут.

Пузырьки выделившегося мономера для их удаления должны сообщиться с вакуумным пространством, что и осуществляется с помощью мешалки-лопасти (рис.6.33.).

Рис. 6.33. Лопасть вакуум-смесителя

6.5. Дегазация в пленочных аппаратах

Аппараты с мешалкой применяются для дегазации жидких каучуков. Для этих целей также используются пленочные аппараты (рис. 6.34., 6.35.).

Рис. 6.34. Схема пленочного дегазатора: 1 – распределитель пара; 2 – контактные трубка; 3 – корпус; 4 – направляющий диффузор; 5 – трубные решетки; 6 – куб

Рис. 6.35. Схемы пленочных аппаратов со сплошной (а) и с составной (б) рабочими трубками: 1 – корпус; 2 – трубка

Принцип их действия состоит в образовании пленки жидкости на вертикальной поверхности, например на внутренней поверхности вертикальных труб. Для равномерного распределения стока жидкости применяется переливной порог с вырезами.

Недостаток пленочных аппаратов заключается в высоких требованиях к вертикальности и горизонтальности распределительной тарелки. Он преодолевается использованием переливных, щелевых или разбрызгивающих распределителей (рис.6.36.). Пленочные аппараты с тангенциальным подводом жидкости обеспечивают спиралеобразное движение жидкости и перемешивание пленки (рис. 6.37.). Более простым по конструкции является аппарат с центральной подводящей трубой.

Рис. 6.36. Схема аппарата для удаления летучих из низкомолекулярных силоксановых каучуков: 1 – корпус;

2 – контактная трубка

Рис. 6.37. Пленочные аппараты с тангенциальным подводом жидкости: а – с несколькими вводами; б – с центральной подводящей трубой

Рис. 6.38. Пленочные аппараты с разбрызгивающими тарелками: а – корпус из цилиндрических и конических элементов; б – корпус из конических элементов

Различают пленочные аппараты с разбрызгивающими тарелками из цилиндрических и конических элементов (рис. 6.38.), вместо разбрызгивающих тарелок используются разбрызгивающие барабаны, стенки которых гофрированы в вертикальном направлении.

Для интенсификации процессов массообмена удаление растворителя из растворов жидкого каучука целесообразно проводить в вакуумных аппаратах секционированного типа.

С целью увеличения коэффициентов тепло - и массопередачи необходимо использовать аппараты с закрученным потоком жидкости.