DD256829A1

DD256829A1 - BRUEDEN SEPARATOR FOR A ROTARY DUST LAYER EVAPORATOR

Info

Publication number: DD256829A1
Application number: DD29888686A
Authority: DD
Inventors: Heinz Hemmecke
Original assignee: Rudisleben Chemieanlagenbau
Priority date: 1986-12-31
Filing date: 1986-12-31
Publication date: 1988-05-25

Abstract

Bruedenabscheider fuer einen Rotationsduennschichtverdampfer, der nach dem Gleich-Gegenstrom-Prinzip arbeitet und in welchem hochviskose Produkte mit einer Viskositaet von 100 bis 10 000 Pas, z. B. Polymerloesungen behandelt werden. Der Bruedenabscheider besteht aus einem im oberen Bereich des Rotorgrundkoerpers befindlichen zylindrischen Hohlkoerper einer definierten Groesse. Der Hohlkoerper ist mit zur Rotorachse geneigt angebrachten, nach unten foerdernden Leitblechen und mehrgaengig mit wendelfoermigen, nach unten foerdernden Leitblechen bestueckt. FigurBruedenabscheider for a Rotationsennennschichtverdampfer operating on the DC counter-current principle and in which highly viscous products having a viscosity of 100 to 10,000 Pas, z. B. polymer solutions are treated. The Bruedenabscheider consists of a located in the upper region of the Rotorgrundkoerpers cylindrical hollow body of a defined size. The hollow body is mounted with inclined to the rotor axis, downwardly conveying baffles and mehrgaengig equipped with helical, downwardly promoting baffles. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Brüdenabscheider für einen Rotationsdünnschichtverdampfer, in welchem hochviskose Produkte mit einer Viskosität von 100 bis 10 000 Pa · s, insbesondere Polymerlösungen, behandelt werden.The invention relates to a vapor separator for a rotary thin-film evaporator in which highly viscous products having a viscosity of 100 to 10,000 Pa · s, in particular polymer solutions, are treated.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß bei der unter hoher Temperatur und hohem Druck erfolgenden Aufgabe von Polymerlösungen in dem unter Vakuum betriebenen Rotationsdünnschichtverdampfer durch spontane Entspannungsverdampfung große Brüdenmengen entstehen, die Produkt und Schaum in das außerhalb des Rotationsdünnschichtverdampfers liegende Brüdenkondensationssystem mitreißen. Dort kann es zu erheblichen Betriebsstörungen bzw. zum Ausfall der gesamten Anlage kommen.It is known that occur under high temperature and high pressure task of polymer solutions in the operated under vacuum rotary thin film evaporator by spontaneous flash evaporation large amounts of vapor, entrain the product and foam in the lying outside the rotary thin film evaporator vapor condensation system. There may be significant malfunctions or failure of the entire system.

Es sind Abscheider bekannt, die bewirken, daß der Brüden vom Produkt gereinigt wird und daß das abgeschiedene Produkt infolge der Schwerkraft zur thermischen Behandlungszone fließt.Separators are known which cause the vapor to be purified from the product and that the separated product flows by gravity to the thermal treatment zone.

So ist ein Abscheider bekannt (DD-PS Nr. 109154), der aus einem am Rotor angebrachten kegeligen Hohlkörper mit Inneneinbauten in Form von radialen Blechen besteht.Thus, a separator is known (DD-PS No. 109154), which consists of a rotor-mounted conical hollow body with internal fittings in the form of radial plates.

Dieser Abscheider ist, wie alle übrigen Abscheider, zur Behandlung von Produkten im Viskositätsbereich von 100 bis 10000 Pa · s und der dadurch bedingten Fließeigenschaften nicht geeignet, da er sich mit abgeschiedenem Produkt zusetzt und den Brüdenweg versperrt.This separator is, like all other separators, not suitable for the treatment of products in the viscosity range of 100 to 10000 Pa · s and the resulting flow properties, since it is added with deposited product and blocks the Brüdenweg.

Es ist auch bekannt, daß aus o.g. Grund der Abscheider weggelassen wird. Das erfordert jedoch eine starke Reduzierung der Produktaufgabemenge, um die vom Brüden mitgerissene Produktmenge in erträglichen Grenzen zu halten. Solch eine Betriebsweise ist im Verhältnis zur Heizfläche und Heizleistung des Rotationsdünnschichtverdampfer unökonomisch.It is also known that from o.g. Reason the separator is omitted. However, this requires a large reduction in the product feed rate to keep the amount of product entrained by the vapor within tolerable limits. Such an operation is uneconomical in relation to the heating surface and heating power of the rotary thin film evaporator.

Eine praktizierte Möglichkeit, die Spritzer weitestgehend aus dem Brüden abzuscheiden, besteht darin, den Rofationsdünnschichtverdampfernach dem Gleichstromprinzip zu betreiben, wobei über der thermischen Behandlungszone die Produktspritzer durch Kontakt mit der Heizfläche oder dem Rotor des Rotationsdünnschichtverdampfers haften bleiben. Das Gleichstromprinzip bedingt jedoch bei Polymerlösungen, die ständig mechanisch bewegt werden müssen, erheblich zusätzlichen apparativen Aufwand, um den Abzug des Brüdens aus der thermischen Behandlungszone kontinuierlich zu gewährleisten.A practiced way to separate the spatter as much as possible from the vapor, is to operate the Rofationsdünnschichtverdampfernach on the DC principle, with the product over the thermal treatment zone, the product spatter stick by contact with the heating surface or the rotor of the rotary thin film evaporator. However, the DC principle requires considerably more equipment in polymer solutions, which must be constantly moved mechanically, to ensure the withdrawal of the vapor from the thermal treatment zone continuously.

Object of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, mit geringem Aufwand einen Brüdenabscheider für Rotationsdünnschichtverdampfer zu schaffen, der es ermöglicht, hochviskose Produkte mit einer Viskosität von 100 bis10000 · Pa · s,z. B. Polymerslösungen bei ökonomischer wärmetechnischer Auslastung des Rotationsdünnschichtverdampfers kontinuierlich zu behandeln, ohne daß von dem eingetragenen Produkt störende Teilmengen in das Brüdenkondensationssystem gelangen.The invention aims to provide a vapor eliminator for rotary thin-film evaporator with little effort, which makes it possible, highly viscous products having a viscosity of 100 to 10000 · Pa · s, z. B. polymer solutions at economical thermal utilization of the rotary thin film evaporator to be treated continuously, without coming from the registered product disturbing subsets in the vapor condensation system.

Essence of the invention

Es steht hierbei die Aufgabe, aus dem in einem Gleich-Gegenstrom-Prinzip arbeitenden Rotationsdünnschichtverdampfer, insbesondere auf Grund der Entspannungsverdampfung der des eingetragenen Produktes entstehenden verunreinigten Brüden, die Produktteilchen abzuscheiden und zur thermischen Behandlungszone zu fördern.It is the object here to deposit the product particles from the rotary thin-film evaporator operating in a cocurrent-countercurrent principle, in particular due to the flash evaporation of the contaminated vapors resulting from the introduced product, and to convey them to the thermal treatment zone.

Erfindungsgemäß ist der hohle Rotorgrundkörper des Rotationsdünnschichtverdampfers, in dem die Hauptmenge des Brüdens, aus der die Produktspritzer bereits abgeschieden sind, aus der thermischen Behandlungszonenach oben geführt wird, im Bereich seines oberen Endes mit einem größeren zylindrischen Hohlkörper versehen bzw. entsprechend erweitert. Der zylindrische Hohlkörper besitzt einen Durchmesser von 0,7 bis 0,9 und eine Höhe von 0,7 bis 1,2 mal Verdampferheizfächendurchmesser. Im Bereich des Produktaufgabestutzens ist die untere Hälfte des Hohlkörpers mit mehreren um 40 bis 50°C zur Rotorachse geneigten, nach unten fördernden Leitblechen bestückt. Diese Leitbleche sind entgegen der Drehrichtung um 20 bis 40° gekippt, und sie überdecken sich in axialer Sicht. Sie sind in ihrer Länge so ausgeführt, daß sie untenAccording to the invention, the hollow rotor main body of the rotary thin-film evaporator, in which the majority of the vapor from which the product spatter has already been deposited, is guided upwards from the thermal treatment zone, is provided with a larger cylindrical hollow body in the region of its upper end or expanded accordingly. The cylindrical hollow body has a diameter of 0.7 to 0.9 and a height of 0.7 to 1.2 times Verdampferheizfächendurchmesser. In the area of the product feed nozzle, the lower half of the hollow body is equipped with a plurality of downwardly conveying baffles inclined by 40 to 50 ° C. relative to the rotor axis. These baffles are tilted counter to the direction of rotation by 20 to 40 °, and they overlap in an axial view. They are executed in their length so that they are below

ü - ZÖÖ ÖZS ü - ZÖÖ ÖZS

über den Hohlkörper hinausragen und so das Produkt effektiver in die thermische Behandlungszone des Rotationsdünnschiichtverdampfers fördern. Oberhalb der geneigten Leitbleche ist der Hohlkörper mehrgängig mit wendeiförmigen, nach unten fördernden Leitblechen versehen. Diese Leitbleche sind um 20 bis 40" nach oben gekippt und mit mindestens je einer Windung ausgeführt.protrude beyond the hollow body and thus promote the product more effectively in the thermal treatment zone of the Rotationsdünnschiichtverdampfers. Above the inclined baffles, the hollow body is provided with multi-turn helical, downwardly conveying baffles. These baffles are tilted 20 to 40 "upwards and executed with at least one turn.

Aus dem Entspannungsbrüden, der in den von den Leitblechen, dem Hohlkörper und der Heizfläche gebildeten spindelförmigen Kanälen mit hoher Geschwindigkeit zum Brüdenraum strömt, werden infolge der Zentrifugalbeschleunigung die mitgerissenen Flüssigproduktpartikel vorwiegend auf der Heizfläche abgeschieden.From the flash vapor, which flows in the formed by the guide plates, the hollow body and the heating surface spindle-shaped channels at high speed to the vapor space, the entrained liquid product particles are mainly deposited on the heating surface due to the centrifugal acceleration.

Sie werden zusammen mit dem zusätzlich durch Oberflächenbenetzung im Brüdenraum abgeschiedenen und dem Abscheider durch Schwerkraft zufließendem Produkt von den abwärtsfördernden Leitblechen erfaßt und zurthermischen Behandlungszone transportiert. Durch die Anstellung der Leitbleche um 20 bis 40° wird der Transport in radialer Richtung zur Heizfläche unterstützt und ein Zusetzen der Kanäle vermieden.They are detected together with the additionally deposited by surface wetting in the vapor space and the separator by gravity zufließendem product from the downwardly conveying baffles and transported to the thermal treatment zone. The employment of the baffles by 20 to 40 °, the transport is supported in the radial direction to the heating surface and clogging of the channels avoided.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Oberteil eines Rotationsdünnschichtverdampfers mit eingebauten Brüdenabscheider.The invention will be explained in more detail in an embodiment. The accompanying drawing shows the top of a rotary thin film evaporator with built-in vapor separator.

Bei der Entmonomerisierung von Polymerlösungen wird ein im Gleich-Gegenstrom-Prinzip arbeitender Rotationsdünnschichtverdarnpfer eingesetzt. Dessen Rotor ist so gestaltet, daß unmittelbar unter der Kupplungsstelle mit der Antriebswelle 1 der hohle Rotorgrundkörper 2 beginnt, der im Bereich seiner Brüdenaustrittsöffnungen 3 zur Gewährleistung eines ausreichenden Austrittsquerschnitten der durch mehrere auf den Umfang verteilten und in der Höhe versetzten Durchbrüchen gebildet wird und zur Erzielung der erforderlichen Festigkeit im Durchmesser erweitert ist. Unterhalb des Brüdenstutzens 4 und der Brüdenaustrittsöffnungen 3 ist der Brüdenabscheider auf dem Rotorgrundkörper 2 befestigt bzw. angearbeitet.In the demonomerization of polymer solutions, a rotational thin-layer diluter operating in a DC-countercurrent principle is used. Its rotor is designed so that immediately below the coupling point with the drive shaft 1, the hollow rotor base body 2 begins, which is formed in the region of its vapor outlet openings 3 to ensure a sufficient outlet cross sections of the distributed through several circumferentially and offset in height breakthroughs and to achieve the required strength in diameter is extended. Below the Brüdenstutzens 4 and the vapor outlet openings 3 of the vapor separator is mounted or worked on the rotor body 2.

Es besteht aus einem zylindrischen, oben geschlossenen und zentrisch angeordneten Hohlkörper 5, auf dem Leitbleche 6a, b befestigt sind. Der äußere Durchmesser dieses Hohlkörpers 5 beträgt je nach Größe des Rotationsdünnschichtverdampfers 70 bis 90% des Heizflächendurchmessers. Zwischen den Leitblechen 6a, b und der Heizfläche 7 ist ein fertigungstechnisch bedingter Spalt von 0,3 bis 1,5mm vorhanden. Die Höhe des Hohlkörpers 5 erstreckt sich zwischen 70 bis 120% des Heizflächendurchmessers. Die untere Hälfte der Mantelfläche des Hohlkörpers 5, in deren Bereich der Produktaufgabestutzen 8 angeordnet ist, überdeckt um ca. 45° zur Rotorachse geneigt angebrachte, nach unten fördernde Leitbleche 6a, die sich in axialer Sicht überdecken.It consists of a cylindrical, closed at the top and centrically arranged hollow body 5, on the baffles 6a, b are attached. Depending on the size of the rotary thin-film evaporator, the outer diameter of this hollow body 5 is 70 to 90% of the heating surface diameter. Between the guide plates 6a, b and the heating surface 7, a production-related gap of 0.3 to 1.5 mm is present. The height of the hollow body 5 extends between 70 to 120% of the Heizflächenendurchmessers. The lower half of the lateral surface of the hollow body 5, in the region of the product feed nozzle 8 is arranged, covered by about 45 ° to the rotor axis inclined mounted, downwardly promoting baffles 6a, which overlap in the axial view.

Sie ragen bis in die thermische Behandlungszone 9, also in den Arbeitsbereich der Rotorflügel, hinein. Die geneigten Leitbleche 6a sind noch um 30° entgegen der Drehrichtung gekippt, wodurch die Polymerlösung an die Heizfläche 7 gedrückt und unter gleichmäßiger Verteilung auf dem Umfang optimal zur thermischen Behandlungszone 9 gefördert wird. Ein Teil des Entspannungsbrüdens strömt nach oben, jedoch der größte Teil nach unten und gelangt zusammen mit dem in der thermischen Behandlungszone entstehenden Brüden über die in der Mitte des Rotorgrundkörpers 2 befindlichen, nicht dargestellten Brüdeneintrittsöffnungen in den hohlen Rotorgrundkörper 2 und von dort über die über dem Brüdenabscheider angeordneten Brüdenaustrittsöffnunge'n 3 zu den Brüdenstutzen 4.They protrude into the thermal treatment zone 9, ie into the working area of the rotor blades. The inclined baffles 6a are tilted by 30 ° counter to the direction of rotation, whereby the polymer solution is pressed against the heating surface 7 and conveyed with uniform distribution on the circumference optimally to the thermal treatment zone 9. A part of the flash vapor flows upwards, but most of it downwards and, together with the vapor formed in the thermal treatment zone, passes through the vapor inlet openings, not shown, in the center of the rotor body 2 into the hollow rotor base body 2 and from there via the above Brüdenabscheider arranged Brüdenaustrittsöffnungene'n 3 to the Brüdenstutzen. 4

Die obere Hälfte der Mantelfläche des Hohlkörpers 5 überdecken mehrgängig wendeiförmige, nach unten fördernde Leitbleche 6b, Diese Leitbleche 6 b, die sich mindestens über eine Windung erstrecken, bilden mit der Heizfläche 7 spindelförmige Kanäle, in denen der Entspannungsbrüden unter Zentrifugalabscheidung der Polymeranteile zum Brüdenstutzen 4 strömt. Das an der Heizfläche abgeschiedene polymere Produkt wird durch die um 30° nach oben gekippten wendeiförmigen Leitbleche 6b abwärts zu den geneigten Wendeln 6a und dann, wie bereits beschrieben, zu derthermsichen Behandlungszone gefördert. Der Brüdenabscheider ist besonders geeignet für Rotationsdünnschichtverdampfer, die nach dem Gleich-Gegenstrom-Prinzip arbeiten und zur Behandlung viskoser Produkte, insbesondere polymerer Produkte. Der Brüdenabscheider ist einfach und kostengünstig herzustellen und bewirkt eine gute Reinigung des Brüdens, so daß kein störender Einfluß auf das Brüdenkondensationssystem vorhanden ist.The upper half of the lateral surface of the hollow body 5 cover multi-turn helical, downwardly promoting baffles 6b, These baffles 6 b extending at least one turn form with the heating surface 7 spindle-shaped channels in which the expansion vapors centrifugal separation of the polymer components to the vapor nozzle. 4 flows. The polymer product deposited on the heating surface is conveyed down through the 30 ° upwardly tilted helical baffles 6b down to the inclined helices 6a and then, as already described, to the thermal treatment zone. The Brüdenabscheider is particularly suitable for rotary thin film evaporators, which operate on the DC countercurrent principle and for the treatment of viscous products, in particular polymeric products. The Brüdenabscheider is simple and inexpensive to manufacture and causes a good cleaning of the vapor, so that no disturbing influence on the vapor condensation system is present.

Claims

-1 patent claim:

Brüdenabscheider for a rotary thin-film evaporator, which is equipped with a hollow rotor body for vapor management and in the highly viscous products having a viscosity of 100 to 10000Pa · s, in particular polymer solutions, treated and the vapor separator consists of a cylindrical body located in the upper region of the rotor body, characterized characterized in that the cylindrical hollow body (5) has a diameter of 0.7 to 0.9 and a height of 0.7 to 1.2 times Verdampferheizflächenendurchmesser and he in the region of the product feed nozzle (8) more by 40 to 50 ° to the rotor axis inclined, downwardly conveying baffles (6a) has, which are opposite to the direction of rotation employed by 20 to 40 ° and below project beyond the hollow body (5), and that these inclined baffles (6a) on the upper half of the hollow body (5) multi-turn helical, downwardly conveying baffles (6b), which go up by 20 to 40 are employed to connect with at least one winding.