CS219819B1 - Fluidní vibrační žlab - Google Patents

Description

Vynález se týká specifické konstrukce fluidního vibračního žlabu s vloženými teplosměnnými plochami.

Dopolymerace alkalického polyamidu se provádí při teplotě 170 °C v inertní atmosféře dusíku. Reakční doba je zhruba 2 hodiny. Alkalický polyamid je ve tvaru válečků o výšce a průměru zhruba 3 mm a k polymeraci se přivádí s teplotou 140 °C.

Dopolymeraci lze provádět buď stykem částic materiálu s pevnou teplosměnnou plochou, nebo přímým stykem se speciálními výševroucími kapalinami. Realizace obou zmíněných řešení je v provozním měřítku nesmírně náročná. O využívání speciálních kapalin, které jsou v přímém styku s dopolymerovaným alkalickým polyamidem nemáme bližších informací. Konstrukční řešení duplikovaného bubnového reaktoru pro dopolymeraci je velmi složité vzhledem k potížím s těsněním otáčejícího se reaktorového bubnu, kterým musí být proháněn dusík pro odvod plynných zplodin dopolymerace. Otáčivý pohyb bubnového reaktoru je nezbytný s ohledem na zajištění intezívního styku teplosměnné plochy s částicemi alkalického polyamidu.

Řešením, které není tak náročné, je použití uzavřené fluidní vrstvy. Vzhledem k nutné minimalizaci průtoku dusíku a vysoké požadované době zdržení materiálu ve fluidní vrstvě je účelné zajistit vznos alkalického polyamidu mechanicky, tj. aparát realizovat jako vibrofluidní.

Standardní konstrukční řešení vibrofluidních aparátů bylo vyvinuto pro případy, kdy zdrojem tepla je plynné médium, které je ve vibrofluidní vrstě v přímém styku se zpracovávaným materiálem. Takovýto aparát se využívá pro reakce řízené přívodem tepla, například pro sušení v oblasti konstantní rychlosti sušení, chlazení částic bez změny krystalické struktury apod. Jeho použití pro monodisperzní materiály je zejména vhodné v případě, že (potřebné množství plynného média z bilance transportu hmoty a tepla je výrazně menší než množství plynného média potřebné k vytvoření klasické fluidní vrstvy.

Aparát je tvořen krabicí přepaženou vodorovně umístěným roštem. Horký vzduch proudící přes rošt je ohřát v parním kaloriferu. Neprodyšné pružné spojení pevných a vibrujících části zařízení zajišťuje gumový vlnovec. Rotační vibrátory jsou umístěny na přívodním vzduchovém kanálu a vibrační síla svírala s rovinou roštu úhel zhruba 30°. Vložení dodatkových teplosměnných ploch do fluidní vrstvy částic se obvykle nevyžaduje. Fluidní vibrační zařízení s vodorovným roštem a ostrým úhlem vibrační síly vůči rovině roštu má vysoký transparentní účinek. Jeho důsledkem v případě alkalického polyamidu jsou velké obtíže v zajištění technologicky nutné doby zádrže v zařízení.

Podstatně výhodnějším se jeví konstrukční řešení fluidního vibračního žlabu s vloženými teplosměnnými plochami pro tepelné zpracování materiálů s dlouhou reakční dobou jako je dopolymerace alkalického polyamidu podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že fluidní rošt je přepažen alespoň jedním jezem pro zpomalení postupného toku zpracovávaného materiálu a dvojice příložných vibrátorů je uspořádána na nosníku pod tělesem fluidního vibračního žlabu a upevněna k němu na jeho bocích, přičemž osy vibrátorů a/nebo rovina fluidního roštu jsou odkloněny od vodorovné roviny maximálně o 10° dolů směrem k hrdlu pro výstup materiálu.

Téměř rovnoběžným uspořádáním roviny os vibrátorů a roštu, tj. téměř kolmým působením vibrační síly na vodorovný, resp. nepatrně odkloněný rošt směrem k výpusti materiálu se výrazně snižuje transportní účinek žlabu a doba zdržení je přímo úměrná objemu zádrže a nepřímo průchodu materiálu.

Použitím pevných jezů se sníží rozdíl mezi výškou vrstvy na začátku a konci fluidního žlebu na přijatelnou mez. Vzhledem ke značné šířce žlabu a výšce vrstvy zpracovávaného materiálu dané vysokou nutnou zádrží a pevnostně omezenou délkou žlabu, nemá proudění charakter jednoznačně pístového toku. Použitím jezů se dosahuje alespoň charakteru proudu přes kaskádu míchaných reaktorů, což vyloučí průchod nezreagovaných částic z reaktoru.

Příložné vibrátory jsou zpřaženy pouze dynamicky, bez mechanického spojení hřídelů nevývažků. Optimální práčovi poloha nevývažků vé vibrátorech se vůči sobě ustaví samovolně po stabilizaci otáček vibrátorů.

Napojení vibrátorů na příčný tuhý nosňík a jeho uchycení k tuhým bokům tělesa vibračního žlabu se jeví optimálním z hlediska tvarové stability silně namáhaného dna tělesa fluidního vibračního žlabu. Při tomto uchycení vibrátorů je tuhá skříň fluidního vibračního žlabu zatížena po délce rovnoměrným, spojitým obtížením, které je úměrné přetížení vyvolaném vibrátory.

Řešení podle vynálezu lze použít při tepelném zpracování materiálů s dlouhou reakční dobou, jako je například dopolymerace alkalického polyamidu.

Příkladné provedení fluidního vibračního žlabu podle vynálezu je znázorněno na obr. 1 a 2. Na obr. 1 je znázorněn podélný řez fluidním vibračním žlabem a na obr. 2 je znázorněn příčný řez A—A.

Fluidní vibrační žlab je tvořen tělesem 1 s víkem 2. Těleso 1 je přepaženo roštem 3. Vibrační pohyb fluidního vibračního žlabu zajišťuje dvojice přiložených vibrátorů 4, které jsou dynamicky spřaženy. Vibrátory jsou k tělesu 1 uchyceny přes nosník 5. K tělesu 1 jsou pevně uchyceny nosné trubky

6. Na tyto nosné trubky 6 jsou nasazeny úchyty 8 s pružinami 7. Prostor vibrofluidní vrstvy je přepažen jezy 9. K bokům tělesa 1 jsou rovněž uchyceny podélné podpěry 10,

219 nesoucí topné trubkové hady 13. Do těchto je trubkou 11 přiváděn a trubkou 12 odváděn dowtherm. Topné trubkové hady 13 jsou zapojeny paralaně. Zpracovávaný alkalický polyamid je do fluidního vibračního žlabu dávkován přes hrdlo 14 a opouští

9 fluidní vibrační žlab hrdelm 15. Dusík je přiváděn hrdlem 16 a odváděn hrdlem 17. Celé těleso 1 je neseno čtyřmi stojinami 18, pevně spojenými pružinami 7. Rovina os vibrátorů svírá s rovinou roštu úhel 3° a celý žlab je skloněn o 2° od vodorovné roviny.

Claims (1)

1. pRedmEt

   Fluidní vibrační žlab s vloženými teplosměnnými plochami pro tepelné zpracování materiálů s dlouhou reakční dobou, jako je dopolymerace alkalického polyamidu, vyznačený tím, že fluidní rošt (3) je přepažen alespoň jedním jezem (9) pro zpomalení postupného toku zpracovánaného materiálu a dvojice příložných vibrátorů (4) je uspořáynálezu dána na nosníku (5j pod tělesem (1) fluidního vibračního žlabu a upevněna k němu na jeho bocích, přičemž osy vibrátorů (4) a/nebo rovina fluidního roštu (3j jsou odkloněny od vodorovné roviny maximálně o 10° dolů směrem k hrdlu (15) pro výstup materiálu.