ЧАСТЬ 10. оборудование процессов обезвоживания и сушки каучуков

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. Благодаря эксцентриковому приводу вибросито совершает колебательные движения, способствующие эффективному 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 – воронка

 

Сито 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.

 

Рис. 10.2. Вакуум-фильтр: 1 – барабан; 2 – лоток;

3 – разбрызгиватель; 4 – прижимной валок; 5 – пневматическое устройство; 6 – разгрузочный валок; 7 – распределительное устройство

 

В 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 для каучука

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..

 

 

Рис. 10.4. Комплектная автоматизированная линия ЛК

 

 

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 воздушку

 

Пресс (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

 

Корпус отжимного пресса приведен на рис. 10.8..

 

 

Рис. 10.8. Корпус отжимного пресса: 1 – скоба; 2 – болт;

3 – планка

Сушилки

Конвейерные сушилки

 

Окончательная сушка каучука производится либо в конвективных сушилках, либо в червячных агрегатах.

Конвективные сушилки используются в настоящее время не менее чем половиной зарубежных фирм и на многих отечественных заводах СК. Такие сушилки могут быть одно- и многоходовыми. Одноходовая конвейерная сушилка состоит из корпуса, конвейера, разгрузочного устройства, собирающего шнека, распределителя, ворошителя, системы смачивания антиадгезионной эмульсией, циркуляционных вентиляторов, вытяжных вентиляторов, системы пожаротушения (рис. 10.9.). В последнее время происходит отказ от использования эмульсии в пользу использования конвейеров с антиадгезионным тефлоновым покрытием.

 

Рис. 10.9. Одноходовая конвейерная сушилка: 1 – распылители силиконовой смазки; 2 – течка для каучука; 3 – шнек;

4 – перфорированный конвейер из нержавеющей стали;

5 – мотор вытяжного вентилятора; 6 – мотор вентилятора;

7 – выводной конец конвейера; 8 – разгрузочный шнек;

9 – головка выдавливателя (червячного пресса);

10 – выдавливатель; 11- двери; 12 – калорифер

Трехходовая конвейерная сушилка состоит из корпуса с системой циркуляционных и вытяжных вентиляторов и соответствующих им воздуходувов; трех пластинчатых конвейеров; приводов конвейеров, разгружающих и дробящих устройств; винтового собирающего шнека; системы смачивания; системы пожаротушения (рис. 10.10.).

 

Рис. 10.10. Трехходовая конвейерная сушилка для крошки каучука: 1 – металлическая сетка; 2 – приспособление для отрыва крошки от конвейерной ленты; 4 – разрыхлитель;

5 – перегородка; 6 – отверстие для воздуха; 7 – центробежные вентиляторы; 8 – пропеллерные вентиляторы; 9 – калориферы; 10 – смотровые окна

 

В качестве теплоносителя используется воздух, нагретый в калориферах. Возможна также сушка каучука перегретым водяным паром.

В этом случае появляется возможность удалить из продукта не только влагу, но и органические вещества, а самое главное – использовать отработанный перегретый пар в процессе водной дегазации.

При сушке перегретым паром на поверхности высушиваемого материала отсутствует воздушная пленка, что значительно улучшает процессы тепло – и массообмена. Кроме того теплоноситель не содержит кислорода, в результате чего исключается окисление продукта при высоких температурах. Более эффективно сушку каучука проводят в псевдоожиженом (кипящем) слое теплоносителя. При этом достигаются высокие скорости тепло - и массопередачи и обеспечивается равномерная температура продукта по высоте слоя, что весьма важно при сушке термонестабильных материалов. Для перевода каучука в состояние псевдоожижения через слой материала вентилятором подают горячий воздух (рис. 10.11.).

 

Рис. 10.11. Схема ленточной сушилки с кипящим слоем:

1 – сушильная камер; 2, 4 – сетчатая лента; 3 – решетка;

5, 6, 10 – вентиляторы; 7 – щетки; 8 – приспособление для опрыскивания ленты и сетки силиконовой эмульсией; 9 – зона охлаждения каучука; 11 – пескоструйные приспособления

Однако на данной установке при температуре, превышающей температуру оплавления, происходит слипание крошки, в результате чего кипение высушиваемого материала прекращается.

Для сушки саженаполненных каучуков можно использовать комбинированную сушилку (рис.10.12.).

 

 

Рис. 10.12. Схема барабанной сушилки для сушки крошки саженаполненного каучука: 1 – винтовой питатель; 2 – корпус барабана; 3 – насадка; 4 – устройство для выгрузки крошки;

5 – бункер для приема крошки и вывода влажного газа

 

Сушка в псевдоожиженном слое, а также сушка в барабанных сушилках пока не нашли широкого применения в промышленности.

Более эффективна сушка в виброкипящем слое теплоносителя (рис.10.13.).

 

Рис. 10.13. Схема комбинированной сушилки с виброкипящим слоем: 1 – вибротранспортер; 2 – ленточный транспортер;

3 – приточный вентилятор; 4 – вытяжной вентилятор;

5 – калорифер; 6 – скребок

 

Особенность вибрационных машин заключается в возможности одновременного осуществления технологических и транспортных операций. Различают горизонтальные вибросушилки (рис. 10.14.) и вертикальные (рис. 10.15.).

 

 

Рис. 10.14. Вибросушилка: 1 – вид резательного устройства;

2, 4, 7, 9 – вентиляторы; 3 – калорифер; 6 – виброконвейер;

8 – привод вироконвейера; 10 – червячная сушилка

 

 

Рис. 10.15. Вертикальный виброподъемник: 1 – неподвижное перекрытие; 2 – амортизирующие пружины; 3 – несущая труба; 4 – спиральный лоток; 5 – вибратор

 

Интересны способы сушки эластомеров центрифугированием (рис. 10.16.) и распылением, обеспечивающий одновременный ввод наполнителей потоком теплоносителя (рис.10.17.).

 

Рис. 10.16. Схема сушки каучука центрифугированием:

1 – экструдер; 2 – поддон для водной крошки; 3 – линия рецикла воды; 4 – промежуточный бак; 5 – переливная линия; 6 – вход водной крошки; 7 – бак для рециркулирующей воды; 8 – насос;

9 – центрифуга; 10 – выход влажного воздуха; 11 – каучук на брикетирование и упаковку

 

Рис. 10.17. Схема получения резиновых гранул с сушкой латекса распылением: 1 – распылительная зона; 2 – распылительное устройство; 3 – зона сушки; 4, 6 – сепараторы;

5 – пневмотранспортер; 7 – гранулятор.

Потоки: I – латексы; II – горячий воздух; III – холодный воздух;

IV – горячий воздух и ингредиенты; V – парогазовая смесь;

VI – гранулы