Реакторы с перемешиванием для проведения реакций в жидкой среде

С незначительной вязкостью (рисунок 183). Реакторы такого типа широко распространены в промышленности органической и неорганической химии.

Со средней вязкостью (рисунок 184). Полимеризация бутадиена происходит в жидкой фазе (в качестве растворителя используется бензин). Вязкость вначале равна вязкости бензина, затем возрастает.

Процесс необходимо проводить при постоянной температуре, поэтому используется реактор с мешалкой, позволяющий поддерживать постоянную температуру во всей реакционной массе. Эффективное перемешивание приводит и высокому коэффициенту теплопередачи через стенки реактора.

1 - корпус; 2 - мешалка; 3 - рубашка. Рисунок 183 - Реактор для гомогенной системы Ж-Ж с незначительной вязкостью	1 - спираль большого диаметра; 2 - спираль малого диаметра; 3 - рубашка. Рисунок 184 - Реактор полимеризации для системы со средней вязкостью

С увеличением вязкости простое перемешивание не может создать турбулентные потоки и поэтому необходимо разделить реакционную массу на небольшие объемы, которые перемещались бы к стенкам реактора, охлаждались и затем перемешивались. Отношение высоты к диаметру реактора равно 2, что позволяет иметь значительную поверхность теплообмена на единицу объема реактора.

Реакторы с повышенной вязкостью. В некоторых реакциях полимеризации растворы полимеров достигают вязкости 3000 Пз.

Реакторы (рисунок 185) для таких процессов должны иметь специальные мешалки, ось которых могла бы выдержать большие механические нагрузки. Типичный реактор для проведения гомогенных реакций в среде с повышенной вязкостью имеем для получения феноло-формальдегидных смол.

Червячные машины. Назначение и классификация

В химической и резиновой промышленности широко распространены червячные машины. Они применяются для гранулирования и смешения материалов, профилирования и очистки резины и т.д. Основные узлы таких машин: корпус, червяк, головка. Главными характеристиками червяка являются диаметр и длина (рабочая). Под рабочей длиной червяка понимают его длину от передней стенки загрузочной воронки до конца нарезной части.

Обозначаются червячные машины следующим образом: ЧР- 90 - 5,

где: 90 –диаметр червяка;

5 – отношение рабочей длины червяка к его диаметру.

При переработке материалов червячными машинами выделяется из – за трения большое количество тепла, которое может привести к нежелательным явлением (порча перерабатываемого материала, преждевременная вулканизация). Поэтому червячные машины характеризуют короткими червяками, а также охлаждением корпуса и головки

Классифицируют червячные установки по назначению следующим образом:

1. Червячные машины для грануляции пастообразных химических материалов и резины.

2. Червячные машины для профильных РТИ (они применяются для получения заготовок в виде трубок, профилей и т.д.).

3. Червячные машины для фильтрации резиновых смесей (стрейнирование).

4. Червячные установки для наложения изоляционных покрытий на провода и кабели.

5. Червячные машины кроме этого могут применяться и для других целей.

Схема червячной машины

Устройство червячной машины: в корпусе 6 (рисунок 67), смонтированном на станке 4, расположена рабочая камера 3 с запрессованной в нее гильзой 7, изготовленной из износостойкого материала. Рабочая камера и корпус образуют рубаку 2, используемую для прогрева или охлаждения машины.

Внутри гильзы размещается червяк 1, длина порезанной части которого равна 10*D (D – диаметр червяка). Червяк двухзаходный, со степенью сжатия (1:1.49), под которой понимается убывание или глубины канала при постоянстве шага нарезки червяки подобной конструкции равномерно, без пульсаций выдавливают резиновую смесь через профилирующие отверстие головки, благодаря чему повышается качество изделий.

1. червяк; 2. рубашка; 3. рабочая камера; 4. станина;

5. головка; 6. корпус; 7. гильза; 8. корпус.

Рисунок 67 - Червячная машина.

 

К корпусу с одной стороны при помощи фланцевого соединения крепится на откидных болтах и шарнирах головка 5, которая в зависимости от назначения может быть универсальной или специализированной. Червяк изготовляется полым и внутри его канала устанавливается неподвижная система коммуникаций, служащих для охлаждения червяка.

Корпус машины и червяка перед началом работы разогревается паром, а во время работы охлаждается водой.

Головка работает следующим образом: шнек продавливает резиновую смесь в образующую полость, т.е. на дорн, и кольцевой зазор который и придает смеси необходимую форму. Головка крепится к корпусу с помощью фланца. Охлаждение головки (для предотвращения преждевременной вулканизации) осуществляется с помощью рубашки и внутренней полости дорнодержателя.

Необходимо коротко остановиться на конструкции загрузочной воронки червячной машины. Обычно воронка снабжена пневматическим цилиндром с толкателем возвратно – поступательного действия, который проталкивает каучук на червяк машины.