БИЛЕТ №14. Рис. 8.7. Схема установки для концентрирования латекса в колонном вакуум-аппарате с выносным теплообменником:1 – колонна; 2 – насос; 3 – фильтр; 4 – выносной

 

Рис. 8.7. Схема установки для концентрирования латекса в колонном вакуум-аппарате с выносным теплообменником:1 – колонна; 2 – насос; 3 – фильтр; 4 – выносной теплообменник; 5 – каплеотбойник

Латекс циркулирует в системе до тех пор, пока содержание полимера в нем не достигнут желаемой величины. В качестве испарителя применяют стандартный пластичный теплообменник с пластинами из нержавеющей стали, обладающими большой жесткостью.

Из всех рассмотренных установок наиболее предпочтительно применение колонного аппарата с пластинчатым теплообменником (рис.8.8.).

 

Рис. 8.8. Схема пластинчатого теплообменника (а) и пластина теплообменника (б): 1 – четные пластины; 2 – нечетны пластины; 3 – неподвижная головная плита; 4 – стяжное винтовое устройство; 5, 6 – штуцеры для входа и выхода теплоносителя; 7, 8 – штуцеры для входа и выхода латекса;

9, 10 – прокладки

 

К его преимуществам относится непрерывность процесса, простота конструкции, относительная легкость эксплуатации и небольшие энергетические затраты.

Кроме того, для концентрирования латексов широко применяем аппарат, представляющий собой вертикальный цилиндрический пленочный аппарат (см. рис.6.39.).

В таких аппаратах ротор улавливает капели и пены кипящего латекса и отбрасывает их за счет центробежной силы на стенку. В этом случае ротор выполняет функцию каплеотбойника.

Концентрирование латекса отстаиванием возможно при использовании веществ, ускоряющих отстаивание латексов. При интенсивном смешении концентрируемого латекса с латексом – ускорителем отстоя и последующем отстое в течении суток удается получить концентрат с содержанием сухого вещества 55%. Расход латекса – ускорителя составляет 10% от массы концентрируемого латекса.

Ультрофильтрование – процесс разделения высоко- и низкомолекулярных соединений в жидкой фазе с использованием селективных мембран, пропускающих преимущественно молекулы низкомолекулярных соединений.

В ходе процесса образуются два раствора, один из которых обогащен высокомолекулярным, а другой низкомолекулярным веществом.

Для ультрофильтрования характерны простота аппаратурного оформления, проведение процесса при комнатной температуре, низкие энергозатраты, чистота получаемого фильтрата.

Ультрофильтрованием концентрируют латексы до содержания полимера 60 – 70 %, однако при концентрации полимера более 40 % из-за резкого возрастания вязкости латекса проницаемость мембран снижается.

В отличии от обычного фильтрования ультрофильтрование предназначено для разделения растворов, а не суспензий. Механизм ультрофильтрования прост. В мембране существуют поры, размеры которых больше размеров молекул растворителя, но меньше размеров растворенного вещества. Поэтому через мембрану проходят только молекулы растворителя. Размеры латексных частиц (7000-10000 нм) больше размеров пор полимерных мембран (2000-3000 нм), поэтому латексные частицы полностью задерживаются мембраной.

В качестве материала мембран применяются полимерные пленки, пористые стекла, металлическая фольга, ионообменные материалы.

Движущей силой процесса ультрофильтрования является разность давлений (рабочего и атмосферного) по обе стороны мембраны. По способу укладки мембран аппараты для ультрофильтрования делятся на фильтр-прессы с плоскими фильтрующими элементами (рис. 8.9.) и аппараты с трубчатыми элементами, по конструкции представляющие собой кожухотрубчатые теплообменники, в которых трубки выполнены из мембраны.

 

 

Рис. 8.9. Аппарат ультрофильтрования латекса типа «фильтр-пресс»: 1 – верхняя плита; 2 – нижняя плита; 3 – стяжные шайбы; 4 – боковая пластина; 5 – фильтрующий элемент;

6 – прокладка; 7 – патрубок; 8 – фланец

 

Аппараты типа “фильтр-пресс” отличаются простотой изготовления и возможностью быстрой замены мембран.

Технологическая схема ультрофильтрования включает сборники латекса, фильтрационные аппараты, насосы и регулирующую арматуру.