CZ284445B6 - Způsob zachycování produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob spočívá v tom, že produkty pyrolýzy plastifikátoru, vznikající při tepelném zpracování polotovarů ve vakuu nebo nosném plynu jsou zachycovány kondenzací při teplotě +60.degree. až 90.degree.C a potom při teplotě -20.degree. až -60.degree.C. Zařízení k provádění způsobu sestává z komory /1/ pece, kondenzátoru /2/ a vývěv /4, 5/, navzájem propojených potrubím s vestavěnými ventily. Do zařízení je dále zařazen nízkoteplotní kondenzátor /3/ s chladicím agregátem /31/. Ochrana vývěvy před negativním působením zbytků pyrolýzy je provedena odkalovací nádobou /41/, propojenou s mazacím okruhem vývěvy a dálkově ovládaným ventilem /42/ zátěžového plynu. ŕ

Description

(57) Anotace:

Způsob spočívá v tom, že produkty pyrolýzy plastifikátoru, vznikající při tepelném zpracování polotovarů ve vakuu nebo nosném plynu Jsou zachycovány kondenzací při teplotě +60 °C až +90 °C a potom při teplotě -20 °C až -60 °C. Zařízení k provádění způsobu sestává z komory (1) pece, kondenzátoru (2) a vývěv (4, 5), navzájem propojených potrubím s vestavěnými ventily. Do zařízení Je dále zařazen nízkoteplotní kondenzátor (3) s chladicím agregátem (31). Ochrana vývěvy před negativním působením zbytků pyrolýzy Je provedena odkalovací nádobou (41), propojenou s mazacím okruhem vývěvy (4) a dálkově ovládaným ventilem (42) zátěžového plynu.

Způsob zachycování produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu a zařízení k provádění způsobu

Vynález se týká způsobu zachycování produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu ve vakuu nebo nosném plynu a zařízení k provádění tohoto způsobu.

V technologii práškové metalurgie, například při zhotovování výrobků ze slinutých karbidů, je pro přípravu granulátu používáno různých plastifikátorů, mimo jiné i plastifikátorů na bázi glykolu nebo parafínu. Plastifíkátor je před vlastním slinováním z materiálu odstraňován v technologickém kroku, nazývaným předslínování, pozvolným ohřevem na teplotu odpařování nebo rozkladu plastifikátorů.

Při použití plastifikátorů na bázi parafínu dochází při ohřevu kjeho odpaření a k následné kondenzaci par v kondenzátoru. Teploty odpařování a kondenzace jsou dány fyzikálními vlastnostmi konkrétního plastifikátorů na bázi parafínu, kterým může být např. parafínový olej až tvrdý parafín nebo jejich směsi, přičemž teplota kondenzace je volena tak, aby zachycená látka zůstala v tekutém skupenství. V tomto případě probíhá destilace shodně jak při nízkém tlaku (vakuu), tak při atmosférickém tlaku v nosném plynu a zachycenou látkou je sice degradovaný, ale v podstatě původní plastifíkátor na bázi parafínu.

V případě použití plastifikátorů na bázi glykolu však při jeho ohřevu dochází k odpaření pouze zanedbatelného množství použitého plastifikátorů, kterým může být např. Polyety lenglykol 300 až 10000 nebo jejich směsi. Prakticky u celého použitého množství plastifikátorů na bázi glykolu dochází při ohřevu k tepelnému rozkladu (pyrolýze) a následnému vzniku zcela jiných chemických látek s různými fýzikálně-chemickými vlastnostmi. Kromě plynů, jako kysličník uhličitý a metan, tvoří podstatnou část rozkladných produktů voda, aldehydy, jednoduché alkoholy, kyseliny a glykolestery . Přesná analýza a kvantitativní zastoupení jednotlivých látek není známo zejména proto, že jejich složení je silně závislé na konkrétně použitém druhu plastifikátorů, teplotě rozkladu, tlakových poměrech a atmosféře, ve které k rozkladu a opětnému slučování dochází.

Běžný způsob odstraňování plastifikátorů na bázi glykolu využívá jednoúčelových pecí s průtokem vodíku jako ochranného a nosného plynu, který na výstupu z pece vyhořívá. Vzhledem k tomu, že produkty pyrolýzy obsahují i nespalitelné složky, je zařízení vybaveno elektrostatickými filtry pro jejich zachy cení.

Moderní technologie slinování vyžaduje použití zařízení, umožňujícího provedení obou technologických kroků, předslínování a slinování, ve vakuu nebo s průtokem nosného a ochranného plynu, kterým může být např. vodík, argon nebo dusík. Tato zařízení jsou vesměs konstruována na odstraňování plastifikátorů na bázi parafínu.

Protože páry produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu velmi obtížně kondenzují, zejména ve vakuu, nejsou dosavadním systémem kondenzátorů zachyceny a jsou tak přepravovány až do vývěvy, kde v prostředí s atmosférickým tlakem zvětší části zkondenzují. Kondenzát voleji vývěvy pak ve velmi krátkém čase způsobí její vážné poškození nebo úplné zničení.

Uvedené nevýhody odstraňuje alternativní způsob zachycování produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu nebo parafínu ve vakuu nebo v nosném plynu a zařízení k provádění tohoto způsobu, sestávající z komory pece, kondenzátorů a vývěv, navzájem propojených potrubím podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v postupném uspořádání procesu vyhřívání kondenzujících produktů na teplotu +60 až +90° C a následném ochlazování na teplotu -20 až -60° C podle druhu a jakosti plastifikátorů. Podstatou konstrukčního řešení je, že do soustavy zařízení je zařazen nízkoteplotní kondenzátor s chladicím agregátem, který je se soustavou

- 1 CZ 284445 B6 propojen potrubím a sadou pevně zabudovaných ventilů. Odstraňování zbytků produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu z vývěvy a ochrana vývěvy před jejich negativním působením je provedena se sedimentační odkalovací nádobou a intenzivním proplachováním vývěvy zátěžovým plynem skrz dálkově ovládaný ventil zátěžového plynu.

Zachycování rozkladných produktů plastifikátorů na bázi glykolu umožňuje princip soustavy kondenzátorů, spočívající v postupné kondenzaci par při různých teplotních podmínkách, snížení možnosti kondenzace zbytků par ve vnitřním prostoru vývěvy a zabránění návratu ve vývěvě zkondenzovaných zbytků zpět do olejového hospodářství vývěvy při zachycování alternativní možnosti odstraňování plastifikátorů na bázi parafínu i glykolu, a to jak ve vakuu, tak v plynové atmosféře.

Na přiloženém výkresu je znázorněn princip uspořádání prvků systému pro alternativní zachycování produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu ve vakuu i v nosném plynu. Systém je složen ze soustavy kondenzátorů 2 s termostatem 21, nízkoteplotního kondenzátorů 3 s chladicím agregátem 31, odkalovací nádoby 41, ventilu zátěžového plynu 42 a výdechového potrubí 44 s vypouštěcím ventilem 441. Pro úplnost je uvedeno funkční schéma principu zachycování produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu i parafínu, a to ve vakuu i v nosném plynu.

Kondenzátor 2 představuje samostatnou soustavu kondenzátorů a sběrače kondenzátu, určenou především ke kondenzaci par plastifikátorů na bázi parafínu. V případě zpracování plastifikátorů na bázi glykolu slouží ke kondenzaci těžkých, snáze kondenzujících složek par produktů pyrolýzy. Soustava je ohřívána termostatem 21 na teplotu, která zajistí vysokou účinnost kondenzace při zachování kondenzátu v tekutém skupenství. Hodnota teploty závisí na fyzikálních vlastnostech zpracovaného plastifikátorů. Kondenzátor 2 je vybaven zavzdušňovacím ventilem 22 a vypouštěcím ventilem 23.

Nízkoteplotní kondenzátor 3 slouží výhradně ke kondenzaci par produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu. Při alternativním zpracování parafínu je nízkoteplotní kondenzátor 3 uzavřen ventily 7. 8. Nízkoteplotní kondenzátor 3 je za provozu chlazen chladicím agregátem 31 na teplotu cca-30°C. kdy dochází ke kondenzaci většiny par produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu. Nízkoteplotní kondenzátor 3 se uplatňuje jak při provozu ve vakuu, tak při použití nosného plynu. Odkalovací nádoba 41 s možností vypouštění sedimentu slouží k soustředění kondenzátorů z olejové nádoby vývěvy a je připojena k vypouštěcímu otvoru oleje vývěvy 4.

Plyny a páry, vzniklé pyrolýzou plastifikátorů v komoře pece 1, jsou vedeny přes ventil 6 do kondenzátorů 2, kde dochází ke kondenzaci těžkých, snáze kondenzujících par. Kondenzát je shromažďován ve sběrači, odkud je po ukončení cyklu vypouštěn. Plyny a zbytek par prochází přes ventil 7 do nízkoteplotního kondenzátorů 3, kde zkondenzuje většina i obtížně kondenzujících par. Zmrazený kondenzát je po ukončení cyklu rozmražen a vypouštěn vypouštěcím ventilem 33.

Plyny a nekondenzované zbytky par jsou při vakuovém provozu nasávány vývěvou 4 přes ventil 8 a vydechovány výdechovým potrubím 44 mimo pracovní prostor. Obtokový ventil 9 a ventily 10, Η. a 12 jsou uzavřeny. Protože vývěva 4 představuje rozhraní mezi vakuem a atmosférickým tlakem, při kterém se podstatně zvýší schopnost kondenzace par, je žádoucí, aby zbytky par byly co nejrychleji přepraveny mimo prostor vývěvy. K tomuto účelu slouží zařízení pro přisávání zátěžového plynu s ventilem 42 zátěžového plynu. Jako zátěžového plynu se obvykle využívá vzduchu, jehož přisávané množství se nastavuje na maximum technických možností vývěvy. Z výše uvedeného důvodu má být výdechové potrubí 44 přímé a co nejkratší. Zabránění vstupu stékajícího kondenzátu z výdechového potrubí 44 zpět do vývěvy 4 je realizováno krátkým horizontálním potrubím z výstupu vývěvy 4 a možností vypouštění kondenzátu z výdechového potrubí 44 vypouštěcím ventilem 441. Kondenzát, který přece jen ve vývěvě 4 vznikne, je těžší

-2CZ 284445 B6 než olej, klesá ke dnu a je působením gravitace odváděn z olejové vany vývěvy 4 do odkalovací nádoby 41, odkud je dle potřeby vypouštěn vypouštěcím ventilem 441.

Při provozu s nosným plynem, zpravidla vodíkem, je vývěva 4 vypnuta a zbytek par s plyny jsou z nízkoteplotního kondenzátoru 3 vedeny přes ventily 11, 12 a 13 např. vyhořívacího zařízení 15. Obtokový ventil 9 a ventily 8, 10 a 42 jsou uzavřeny.

Při použití plastifikátoru na bázi parafínu jsou ve vakuovém provozu páry plastifikátoru vedeny z komory pece 1 přes ventil 6 do kondenzátoru 2, kde zkondenzují. Plyny dále prochází přes obtokový ventil 9 a vývěvu 4 do výdechového potrubí 44.

V provozu s nosným plynem je vývěva 4 vypnuta, obtokový ventil 9 a ventily 7, 8, 11 a 42 jsou uzavřeny a plyn je z kondenzátoru 2 veden přes ventily 10, 12 a 13 např. do vyhořívacího zařízení 15.

Pro správnou funkci celého systému platí zásada, že kondenzátor 2 a nízkoteplotní kondenzátor 3 nesmí být nikdy evakuovány za jiných podmínek, než za jakých došlo ke kondenzaci par, to znamená, že nesmí být evakuovány při vyšší teplotě kondenzátorů nebo na nižší hodnotu tlaku.

V případě bezpečnostní evakuace po provozu s nosným plynem, např. vodíkem, smí být evakuovány krátkodobě jen na abs. Tlak řádově jednotek kPa.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zachycování produktů pyrolýzy plastifikátorů na bázi glykolu, používaných v práškové metalurgii k přípravě granulovaných směsí k výrobě polotovarů lisováním nebo protlačováním a odstraňovaných tepelným zpracováním polotovarů ve vakuu nebo nosném plynu, vyznačující se tím, že kondenzace produktů pyrolýzy je prováděna ve dvou stupních při teplotě +60 °C až +90 ^CC a -20 až -60 °C.

2. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, sestávající z komory pece, kondenzátorů a vývěv, propojených navzájem potrubím se soustavou pevně zabudovaných ventilů, vyznačující se tím, že do sestavy zařízení je zařazen nízkoteplotní kondenzátor (3) s chladicím agregátem (31), ventil (7). umístěný v potrubí mezi kondenzátory (2) a (3), ventil (8), umístěný v potrubí mezi nízkoteplotním kondenzátorem (3) a vývěvou (4), obtokový ventil (9), umožňující přemostění nízkoteplotního kondenzátoru (3) při zpracování plastifikátorů na bázi parafínu ve vakuu, ventil (10) mezi kondenzátorem (2) a vyhořívacím zařízením (15) pro zpracováni plastifikátorů na bázi parafínu v nosném plynu a ventil (11) v potrubí mezi nízkoteplotním kondenzátorem (3) a vyhořívacím zařízením (15) pro zpracování plastifikátorů na bázi glykolu v nosném plynu.

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že k mazacímu okruhu vývěvy (4) je připojena odkalovací nádoba (41) a proplachování vývěvy (4) je zajištěno zátěžovým plynem prostřednictvím dálkově ovládaného ventilu (42) zátěžového plynu.