БИЛЕТ № 17

2Методы коагуляции латексов и выделения каучуков Продегазированный латекс в отличие от водной дисперсии каучука, получаемой при дегазации растворных каучуков, является стабильной дисперсией очень мелких частиц каучука. Если укрупнить эти частицы, то дальнейшие стадии процесса выделения эмульсионных и растворных каучуков ничем не будут различаться.Укрупнение частиц каучука в латексе до размеров крошки достигается путем коагуляции, которая может быть осуществлена с помощью, специальных коагулирующих агентов - растворов NaCl и H₂SO₄ или CaCl₂ и CH₃COOH. Размер частиц каучука не должен превышать 2-6 мм. Такие частицы легко отделяются от воды фильтрованием и хорошо промываются.Коагуляция проводится в три стадии. На первой при добавлении солей происходит агломерация (загущение) частиц латекса. На второй стадии при добавлении кислот происходит собственно коагуляция, т.е. образование крупных частиц. На третьей стадии дисперсию разбавляют водой с целью получения легкотранспортируемой по трубопроводам смеси, при этом концентрация крошки снижается с 20 % до 3 %.Коагуляция может происходить по двум схемам (рис. 9.1. а, б): в трех последовательно соединенных смесительных соплах (инжекторах); в трех последовательно соединенных аппаратах с мешалками.Первая схема дает возможность расположить оборудование компактно, на малых производственных площадях, а вторая позволяет обеспечить определенное время контакта латекса с электролитом, необходимое для создания коагулюма.Дальнейшее выделение как эмульсионных, так и растворных каучуков осуществляется в промышленности по двум схемам: вибросито-отжимная червячная машина – молотковая дробилка – конвективная ленточная сушилка (рис.9.2., 9.3.);вибросито – отжимная червячная сушилка – червячная сушилка – вибросушилка – виброподъемник (рис.9.4.).

а) б)

Рис. 9.1. Схемы коагуляции латексов: а) батарея инжекторов;

б) батарея аппаратов с мешалкой

Рис. 9.2. Схемы выделения каучука с конвективной сушилкой:

а) 1, 3 – вибосита; 2 – промывкая емкость; 4 – шековый пресс;

5 – молотковая дробилка; 6 – ленточная сушилка; 7 – газодувка

 

Рис. 9.3. Схемы выделения каучука с конвективной сушилкой:

б) Принципиальная схема конвективной сушки синтетических каучуков, выделенных в виде крошки: 1 – вибросито;

2 – барабанный вакуум-фильтр; 3 – воздуходувка; 4 – дробилка; 5 – трехходовая двенадцатизонная конвейерная сушилка.

Потоки: I – пульпа; II – в сборник циркуляционной воды; III пар;

IV – вода на промывку; V – в химически загрязненные стоки;

VI – в атмосферу; VII – каучук на упаковку

Рис. 9.4. Схема выделения каучука с червячной сушилкой:1 – приемный бункер; 2 – экспеллер; 3 – редуктор; 4 – электродвигатель; 5 – труба для предварительно обезвоженной крошки каучука; 6 – экспандер; 7 – виброконвейер; 8 – виброэлеватор; 9 – питатель; 10 – шнекПри наличии гранулирующего устройства в головке отжимной червячной машины может отсутствовать молотковая дробилка.Основное отличие этих схем заключается в способе сушке. В первой схеме используется способ обычной конвективной сушки, во второй - сушка с перегревом каучука под давлением в червячной машине с последующей досушкой в конвективной вибросушилке. Для выделения бутадиенстирольных каучуков используется лентоотливочная машина с ленточной сушилкой рис. 9.5.. Рис. 9.5. Схема выделения и сушки бутадиенстирольного каучука: 1 – лентоотливочная машина; 2 – сборник серума;

3 – насос; 4 – многоходовая четырехзонная ленточная сушилка. Потоки: I – вода на промывку; II – пульпа; III – серум; IV – в канализацию химически загрязненных стоков; V – на упаковку

2 Оборудование процессов обезвоживания

Процесс полного обезвоживания синтетических каучуков проводится в три стадии: 1) концентрирование, или выделение, крошки полимера в специальных водоотделительных устройствах; 2) предварительное механическое обезвоживание выделенной крошки в червячных машинах; 3) окончательная сушка каучука в конвективных сушилках или червячных агрегатах.Первая стадия обезвоживания каучука - концентрирование крошки – осуществляется в специальных концентраторах, на виброситах и в вакуум – фильтрах.Благодаряэксцентриковому приводувибросито совершает колебательные движения,способствующиеэффективному отделению серума от каучука (рис.10.1.).

 

Рис. 10.1. Вибросито: 1 – эксцентриковый привод; 2, 4 – упругая подвеска; 3 – корыто; 5 – рама; 6 – сито; 7 – распределительное устройство для воды; 8 – приемник-распределитель; 9 – приемник крошки каучука; 10 – воронкаСито имеет небольшой наклон к горизонту, металлический каркас сита открыт с передней стороны для выброса крошки каучука. Вакуум – фильтр по конструкции аналогичен обычным барабанным вакуум – фильтрам с наружной фильтрующей поверхностью (рис.10.2.). Он служит для фильтрования крошки каучука и отгона из нее воды.

БИЛЕТ № 17

Рис. 10.2. Вакуум-фильтр: 1 – барабан; 2 – лоток; 3 – разбрызгиватель; 4 – прижимной валок; 5 – пневматическое устройство; 6 – разгрузочный валок; 7 – распределительное устройствоВ зонах фильтрования, промывки и отжима поддерживается вакуум, а в зоне разгрузки в фильтр подается сжатый воздух. Молотковая дробилка, или дезинтегратор, предназначен для превращения в крошку кусков каучука, поступающего после вакуум-фильтра или после отжимной червячной машины, перед пневмотранспортом крошки каучука в конвейерную сушилку (рис. 10.3.).Рис. 10.3. Молотковая дробилка: 1 – корпус; 2 – ротор; 3 – привод; 4 – измельчающие брусья; 5 – диски; 6 – крошащие молотки; 7 – бункер длякаучука

Рис. 10.2. Вторая стадия предварительного обезвоживания обычно осуществляется

механическим способом в червячных машинах отечественного или зарубежного производства (ЛК – 4, ЛК – 8; “Нева- 8”, фирмы “Круп” и “Андерсен” и др.) рис. 10.4..

Червячные машины В червячных машинах, в которых влага удаляется механическим отжимом, существует несколько способов отвода влаги: через щели, расположенные в нижней части загрузочной воронки;через продольные щели, расположенные по всей длине рабочего цилиндра;через канал, проточенный по гребню червяка.Червяк имеет переменный диаметр, размеры которого определяются технологическим режимом (рис.10.5.). Для лучшего удаления влаги червячные машины снабжаются вакуумными камерами для отсоса паров воды (рис. 10.6.).

 

Рис. 10.5. Червяк в разрезе

Рис. 10.6. Схема обезвоживающей сушильной установки: 1 – цилиндр; 2 – червяк; 3 – загрузочная камера; 4 – ловушка; 5 – головка; 6 – вакуумная камера; 7 – рубашка; 8 –штуцер для слива воды; 9 – система конденсации; 10 – вакуум-насос.Потоки: I – готовый продукт; II – выход воды;III – вход воды; IV – в воздушкуПресс (рис.10.7.) применяется для предварительного отжима влаги из крошки. Крошка каучука, поступающая из дегазатора, содержит в среднем 45 % влаги. В отжимном прессе влажность снижается до 5-15 %. Рис. 10.7. Червяная машина предварительного отжима влаги:1 – редуктор; 2 – упорное устройство червяка; 3 – загрузочная камера; 4 – стяжной болт; 5 – корпус; 6 – выгрузное устройство;7 – рама; 8 – поддон