CS204170B1 - Způsob regenerace soli z oplacbové vody linky beztlaké vulkanlzace a zařízení k jeho provedení - Google Patents

Description

Vynález řeší způsob a zařízení k regeneraci soli z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace, používané ke kontinuální výrobě vytlačovaných profilů z kaučukových směsí.

V současnosti je jedním z nejvíce rozšířených a používaných způsobů beztlaké vulkanizace vytlačovaných profilů z kaučukových směsí kontinuální vulkanizace v kapalné lázni. Jako teplonosné médium se nejlépe osvědčila eutektická směs solí ve složení 53 proč. dusičnanu draselného, 40 % dusitanu sodného a 7 % dusičnanu sodného. Používání této směsi má ovšem také své záporné stránky. Jednak je to nebezpečí požáru při styku s organickými hmotami, vydělujícími se při procesu vulkanizace z kaučukové směsi do lázně, ale především v současnosti vystupuje do popředí faktor zamořování odpadních vod těmito solemi, což má velmi negativní dopad na životní prostředí.

Při výrobě vytlačovaných profilů z kaučukových směsí dochází vlivem adheze taveniny soli k povrchu výrobku k únosu výše uvedených solí z vulkamzační lázně. Po opuštění solné lázně se vytlačovaný profil chladí a oplachuje vodou v mycím zařízení linky beztlaké vulkanizace. Jelikož je eutektická směs solí ve vodě dobře rozpustná, dostává se veškerá sůl vynesená vytlačova2 ným profilem z lázně do odpadní vody, která především znečišťuje vodní toky. Spotřeba soli se pohybuje v rozmezí 75—200 kg za 24 hodin v závislosti na členitosti tvaru výrobku. Z povolené koncentrace dusitanů 0,1 mg/1 a dusičnanů 50 mg/1 vyplývá, že výše uvedené množství unikající soli je již pouze z jedné linky nadměrné pro menší toky. Pronikne-li zamořená voda do zdrojů pitné vody, nebo dostane-li se z řeky do veřejné vodovodní sítě, může to mít vážné následky na lidské zdraví. Ze všech tří složek eutektické směsi solí má nejhorší toxické účinky na lidský organismus dusitan sodný; neboť je příčinou vzniku methemoglobinové cyanózy. Zvlášť nepříznivé účinky má na zdraví kojenců, použije-li se k přípravě stravy voda obsahující dusitanové anionty. Rovněž tak dusičnany mají negativní účinek na lidský organismus a v řekách jsou příčinou nadměrné vegetace. Z výše uvedeného vyplývá, že likvidace solí, nebo vyřešení jejich návratnosti a regenerace z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace je problém v současnosti velmi aktuální a to nejenom z hlediska přímého ekonomického efektu následkem snížení spotřeby soli, ale především z hlediska následných škod, vzniklých zhoršováním životního prostředí. Za stávajícího stavu se snížení únosu soli ře204170 ší ofukováním vytlačovaného profilu proudem horkého vzduchu, s teplotou vyšší, než je teplota tavení soli. Využívá se tak náporového tlaku vzduchu k částečnému odstraňování roztavené soli, ulpívající na povrchu vytlačovaného profilu. Nehledě na fakt, že tento způsob je energeticky velmi náročný, je i poměrně málo účinný, zvláště u příčně složitých profilů, u kterých zůstává sůl ve vnitřních členitostech. Vzhledem k širokému sortimentu a tvarové členitosti vytlačovaných profilů, vyráběných především pro automobilový průmysl a stavebnictví, nelze předpokládat podstatné zvýšení účinnosti ofukování a proto je možné i v současnosti považovat za nejdokonalejší způsob odstranění ulpívající soli z vytlačovaného profilu praní ve vodě, s využitím velmi dobré rozpustnosti směsi používaných solí.

Jednou z možných úprav odpadní vody je chemická úprava, například salmiakem, což ovšem rovněž nelze považovat za zcela nezávadné řešení, neboť, odpadní voda potom obsahuje dusičnanové a chloridové ionty. Nejvhodnější způsob odsolení odpadní vody je tedy odpaření v odparce, ve které lze provést nejdokonalejší oddělení soli od vody a takto regenerované soli znovu využívat do náplně vany linky beztlaké vulkanizace. Odparka, řešená jako samostatné zařízení v závodě má ovšem některé své nevýhody, jako jsou například značné investiční náklady, doprava odpadní vody, respektive koncentrovaného roztoku soli k odparce, ale především nutná manipulace s regenerovanou solí zpět do linky beztlaké vulkanizace.

Výše uvedené nedostatky řeší navrhovaný způsob regenerace soli z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace podle vynálezu spočívající v tom, že vodný roztok soli vzniklý rozpouštěním soli ulpívající na povrchu vytlačovaného profilu z kaučukové směsi v mycím zařízení s přívodem vody, se dopravuje do roztavené solné lázně vulkanizační vany, v níž se voda odpařuje a zbylé soli s v ní vracejí do technologického procesu.

Zařízení k této regeneraci sestává z odpařovací komory ponořené do solné lázně, nad jejímž odkapovým žlábkem se nachází oklepávač, kdežto pod ní je topná vložka, vyhřívaná ohřátým vzduchem z ohřívací vložky, umístěné ve vulkanizační vaně, zatímco ve vaně mycího zařízení, opatřeného čerpadlem pro přečerpávání vodného roztoku soli na přítokový žlábek odpařovací komory, je na výstupu vytlačovaného profilu ofukovací tryska pro jeho ostřik směsí vody a vzduchu.

Zařízením k regeneraci soli z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace se mnohonásobně sníží únik solí z vulkanizační lázně do odpadní vody. Tím jednak podstatně klesne spotřeba solí, ale především se zmenší následné škody, vznikající znečišťováním životního prostředí, to znamená především říčních toků, se všemi důsledky pro lidské zdraví i přírodu. Protože odpařování vody probíhá přímo ve vulkanizační vaně, je celková energetická účinnost lepší než u samostatně a odděleně pracující odparky, neboť se rovněž využívá tepelné energie, kterou vynáší vytlačovaný profil ze solné lázně a která je jinak běžně a nenávratně ztracena v odpadní vodě. Není také nutná doprava vodného roztoku soli k odparce a úprava s manipulací regenerované soli zpětně do solné lázně.

Na připojených výkresech je zobrazeno příkladné provedení zařízení k regeneraci soli z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace. Na obrázku 1 je celkový pohled na linku beztlaké vulkanizace s výřezem části vulkanizačního stroje a mycího zařízení, která se týká předmětu vynálezu. Na obrázku 2 je detailněji zobrazena uvedená část linky. Obrázek 3 znázorňuje podélný řez odpařovací komorou, obrázek 4 pak ofukovací trysku, která je v řezu rovinou A—A rovněž na obrázku 5.

Linka kontinuální beztlaké vulkanizace je obvykle tvořena vytlačovacím strojem 1, vulkanizačním strojem 2, mycím zařízením 3, sušicím zařízením 4 a navíjecím zařízením 5 (obrázek 1). Uvnitř vulkanizačního stroje 2 je umístěna vulkanizační vana 6, naplněná solnou lázní 7 a vyhřívaná topnými tělesy 8 (obrázek 2). Pod hladinu roztavené solné lázně 7 je svou spodní částí ponořena odpařovací komora 9. Její podstatnou částí jsou vložky 10, z tepelně vodivého materiálu, například mědí, odkapový žlábek 11 a přítokový žlábek 12. Pod odpařovací komorou 9 je v solné lázní 7 ponořena topná vložka 13, do níž se přivádí ohřátý vzduch z ohřívací vložky 14 přes regulační ventil 15.

Vytlačovaný profil 18 z kaučukové směsi je naveden ze solné lázně 7 přes naváděcí kladky 17 do vany 18 (obrázek 2) mycího zařízení 3, ve které je vodný roztok soli 19, přečerpávaný čerpadlem 20 do přítokového žlábku 12 odpařovací komory 9. Na výstupu z vany 18 prochází vytlačovaný profil 16 ofukovací tryskou 21, do které se přivádí stlačený vzduch hadicí 22 a voda hadičkou 23 z nádrže 24 přes regulační plovákový ventil 25. Stlačený vzduch vstupuje do kuželové štěrbiny 27 ofukovací trysky 21 hrdlem 26 (obrázek 4 a 5). Voda přiváděná hadičkou 23 do rozváděcího kanálu 28 se vstřikuje dírkami 29 do proudu vzduchu, vystupujícího nadkritickou rychlostí z kuželové štěrbiny 27. Proud vzduchu a vody, vystupující z ofukovací trysky 21 kolem vytlačovaného profilu 16, je usměrňován výsuvným krytem 39. Vodný roztok soli 19 je ve vaně 18 ohříván elektrickými topnými tělesy 31 na nastavenou teplotu, snímanou čidlem 32 a udržovanou regulátorem.

Na konci vulkanizační vany S je vytlačovaný profil 16 částečně zbaven roztavené soli ze solné lázně 7 mechanickým způso204170 bem, například oklepávačem 33, umístěným nad odkapovým žlábkem 11. Vodní pára, vzniklá odpařováním vodného roztoku soli 19 v odpařovací komoře 9, uniká do odsávání 34 vulkanizačního stroje 2. Vytlačovaný profil 16 je pod hladinou solné lázně 7 udržován a dopravován planžetou 35, opásanou kolem bubnu 36 a na konci vulkanizační vany 6 je přes naváděcí kladky 17 naveden pod hladinu vodného roztoku soli 19 do vany 18 mycího zařízení 3. Zde dochází k rozpouštění soli, ulpívající na povrchu a vnitřních členitostech vytlačovaného profilu 16, podporované zvýšenou teplotou vodného roztoku soli 19, ohřívaného jednak topnými tělesy 31 a tepelnou energií, vynášenou ze solné lázně 7.

Na výstupu z vany 18 zůstává na povrchu vytlačovaného profilu 16 v důsledku smáčivosti vrstva vodného roztoku soli 19, a proto je ostříkáván směsí vody a vzduchu z ofukovací trysky 21. Tím dojde k podstatnému zředění ulpívající vrstvy a snížení únosu. V závislosti na množství soli, vynášené ze solné lázně 7 a množství vody vstřikované ofukovací tryskou 21 se ve vaně 18 ustaví určitá rovnovážná koncentrace vodného roztoku soli 19, která musí být nižší než koncentrace nasyceného roztoku. Se zvětšujícím se množstvím přiváděné vody se koncentrace spolu s únosem snižuje, ale zároveň stoupá úměrně spotřeba energie, potřebná pro odpaření vody. Proto je nutno volit kompromis mezi těmito rozpornými faktory s ohledem na místní zdroje energie. Pro dosažení minimální spotřeby vody a energie je vytlačovaný profil 16 částečně zbavován ulpělé roztavené soli na výstupu z vulkanizační vany 6 mechanickým způsobem, to jest vibrací. K tomuto účelu slouží oklepávač 33, umístěný nad odpařovací komorou 9. Roztavená sůl stéká na odkapový žlábek 11 a z něj zpět do solné lázně 7. Aby nedocházelo k namrzání soli na povrchu žlábku, je tento vyhříván na teplotu vyšší než je její teplota tání, prostřednictvím ohřátého vzduchu z ohřívací vložky 14 a topné spirály 37, umístěné v solné lázni 7,

Rozšiřující se kuželová štěrbina 27 ofukovací trysky 21 umožňuje využití celého tlakového spádu stlačeného vzduchu, který vytéká nadkritickou rychlostí, takže dojde k dokonalému rozprášení vody, přiváděné do rozváděcího kanálu 28 hadičkou 23 z nádrže 24 přes regulační plovákový ventil 25, který uzavírá přítok vody v případě, že dojde ke stoupnutí hladiny vodného roztoku soli 19 nad seřízenou úroveň při poruše čerpadla 20 nebo při odstavení z provozu, zapomene-li obsluha uzavřít hlavní přívod vody.

Proud směsi vody a vzduchu, nasměrovaný proti směru pohybu vytlačovaného profilu 16 má mnohem dokonalejší ostřlkovací účinek, než dosud běžné ostřikování samostatnými tryskami. Konstantní výška hladiny ve vaně 18 se udržuje k tomu účelu přizpůsobeným čerpadlem 20, například, jednoduchým mamutovým čerpadlem, které přečerpává vodný roztok soli 19 do přítokového žlábku 12 odpařovací komory 9. Přítokový žlábek 12 je rovněž vyhříván vzduchem z ohřívací vložky 14, aby již na něm docházelo k odpařování vody a vodný roztok soli 19 vstupoval do odpařovací komory 9 maximálně koncentrovaný. Vzduch pro ohřev přítokového žlábku 12 se dále využívá jako hnací médium v dýzách 38, sloužících k nasávání vodného roztoku soli 19 a jeho dopravě do odpařovací komory 9. Dýzy 38 jsou vytvořeny na konci přítokového žlábku 12 a ústí do odpařovací komory 9 (obrázek 3j, kde dochází mezi vložkami 10 k odpaření zbytku vody.

Vzniklá pára uniká otvorem 39 do odsávání 34 a oddělená sůl vytéká děrovanými trubkami 40 do solné lázně 7. Tepelnou energii, potřebnou pro odpaření vody, přivádějí ze solné lázně 7 do odpařovací komory 9 vložky 10. Důsledkem je značná spotřeba tepelné energie pod odpařovací komorou 9, která nemůže být pokryta jen z topných těles 8, umístěných na konci vulkanizační vany 6 a proto se sem přivádí potřebné množství energie prostřednictvím vzduchu, ohřátého minimálně na teplotu solné lázně 7, aby nedocházelo k místnímu poklesu teploty a namrzání taveniny solné lázně 7 na buben 36. Vzduch se ohřívá v ohřívací vložce, umístěné alespoň v jedné polovině délky vany a přivádí se do topné vložky 13 pod odpařovací komoru 9. Ohřívací vložka 14 odnímá tepelnou energii topným tělesům 8 minimálně z poloviny délky vulkanizační vany 6, takže se toto v důsledku výkonové rezervy neprojeví v poklesu celkové teploty solné lázně 7.

Podle místních podmínek, to jest podle tvrdosti vody, je možno pro ostřikování vytlačovaného profilu 16 používat kondenzát nebo chemicky upravené vody, namísto užitkové průmyslové vody, obsahující minerální soli. Tyto by při odpařování způsobovaly především zanášení vnitřních ploch odpařovací komory 9, kterou by bylo nutno častěji čistit. Vzhledem k malé spotřebě kondenzátu, která se pohybuje v rozmezí 2 až 4 g/s se tento úbytek neprojeví nepříznivě ve vodním hospodářství uživatele. Případná zvýšená teplota kondenzátu se ještě navíc příznivě uplatní při rozpouštění soli na povrchu vytlačovaného profilu 16.

Teoretický výpočet ukazuje, že takto navrženým zařízením k regeneraci soli z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace je možno snížit únos více než padesátinásobně. Ještě lepšího výsledku je možno dosáhnout kombinací uvedeného zařízení podle vynálezu a několikastupňovým praním vytlačovaného profilu ve vanách, s postupně klesající koncentrací vodného roztoku směsi solí.

Claims (2)

1. Způsob regenerace soli z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace, vznikající při procesu výroby vytlačovaných profilů z kaučukových směsí v solné lázni, vyznačující se tím, že se vodný roztok soli, vzniklý rozpuštěním soli ulpívající na povrchu vytlačovaného profilu z kaučukové směsi v mycím zařízení s přívodem vody, dopravuje do roztavené solné lázně vulkanizační vany, v níž se voda odpařuje a zbylé soli se v ní vracejí do technologického procesu.

2. Zařízení k regeneraci soli z oplachové vody linky beztlaké vulkanizace podle

VYNALEZU způsobu v bodě 1, vyznačené tím, že nad odkapovým žlábkem (lij odpařovací komory (9), ponořené do solné lázně (7], se nachází oklepávač (33), kdežto pod ní je topná vložka (13), vyhřívaná ohřátým vzduchem z ohřívací vložky (14), umístěné ve vulkanizační vaně (6), zatímco ve vaně (18) mycího zařízení (3), opatřeného čerpadlem (20) pro přečerpávání vodného roztoku soli (19) na přítokový žlábek (12) odpařovací komory (9), je na výstupu vytlačovaného profilu (16) ofukovací tryska (21) pro jeho ostřik směsí vody a vzduchu.