DE2317728A1 - Durchlaufreaktor fuer viskose stoffe - Google Patents

Description

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■81-20.5l4P(20.515H)

■ 9. April 1973

HITACHI. LTD.. Tokio (Japan)

Durchlaufreaktor für viskose Stoffe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlaufreaktor für viskose Stoffe, die im Lauf einer Kondensation oder Polymerisation flüchtige Bestandteile, wie Alkohol oder Wasser, abgeben, z. B. zur Herstellung eines hochmolekularen Polymers durch Kondensation eines Monomers.

Allgemein ist es bei einem Reaktor zur Verarbeitung eines viskosen Materials, aus dem die flüchtigen Bestandteile während des Reaktionsablaufs zu entfernen sind, wichtig, daß der Reaktor eine möglichst große freie Oberfläche des Reaktionsfluids, eine häufige Oberflächenerneuerung des Fluids und eine Geringhaltung der Toträume für die Strömung ermöglicht.

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In Durchlaufreaktoren bekannten Aufbaus ergeben sich zwangsläufig Toträume oder Zonen, wo der Rühreffekt durch Rührelemente sehr gering ist.

Dies wird typisch in Fig, 4 veranschaulicht, die einen Vielscheibenreaktor 11 zeigt, der ein paralleles Paar von Drehwellen 12 und eine Mehrzahl von an den beiden Wellen in gestaffelter oder teilweise überlappender Anordnung montierten Scheiben 13 enthält» Bei der gezeigten Anordnung sind die Abstände zwischen den Scheiben sowie zwischen den Scheiben 13 und den unteren Reaktorteil-unterteilenden Wehren 14 verhältnismäßig groß₉ und infolgedessen bilden sich in diesen Zonen Torräume, die mit "X" bezeichnet sind, wo die Scheiben 13 keine angemessene Ruhr-Wirkung erzeugen können. Das Polymer erfährt_s wenn es in diese Räume gerät, keine aktive Oberflächenerneuerung, und seine Aufenthaltszeit im Reaktor wird örtlich verlängert. Diese Faktoren können vereint zu. einem Erzeugnis geringerer Qualität führen«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlaufreaktor für viskose Stoffe zu schaffen, mit dem ein verbesserter Reaktionswirkungsgrad erreichbar ist, indem man dafür sorgt, daß das Reaktionsgemisch eine möglichst große freie Oberfläche erhält und bei möglichst geringen Toträumen im Gehäuse einer sehr wirksamen Oberflächenerneuerung unterworfen wird.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Durchlaufreaktor für viskose Stoffe mit einem eine Heizungsummantelung aufweisenden und im wesentlichen horizontal montierten zylindrischen Gehäuse, einem Paar von im Gehäuse parallel zueinander in entgegenge-

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setzten Richtungen vom Gehäuseinneren nach außen drehbar gelagerten Wellen und einer Mehrzahl von fest an den Wellen in zwei Reihen gestaffelt montierten Rührelementen, mit dem Kennzeichen, daß jedes Rührelement als Rührflügel aus einem Paar von allgemein ringförmigen Armen, die symmetrisch zur Achse der zugehörigen Welle in 8-Form angeordnet sind, und einem Paar von Abstreifplatten besteht, von denen jede mit einer Kante am freien Ende je eines Arms so angebracht ist, daß die Abstreifplatten im rechten Winkel zu ihren Armen und parallel zur Welle gehalten sind, daß weiter die beiden Reihen der Rührflügel um einen Phasenwinkel von 90 zueinander versetzt, angeordnet sind und daß die Wellen einen Abstand aufweisen, bei dem die freien Enden der Rührflügel an der einen Welle beim Drehen dicht an der anderen Welle vorbeistreichen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht, zum Teil im Schnitt, eines Durchlaufreaktors gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie HI-III in Fig. 1; und

Fig. h eine Aufsicht, teilweise im Schnitt, des schon erläuterten bekannten Durchlaufreaktors.

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In den Fig. 1 bis 3 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Durchlaufreaktor mit einem im wesentlichen zylindrischen, im Querschnitt in der unteren Hälfte etwas herzförmig modifizierten Gehäuse 1 dargestellt, das im wesentlichen horizontal montiert und mit einer Heizungsummantelung 2, einem Paar von parallel zueinander innerhalb des Gehäuses 1 drehbar gelagerten Wellen 3a_s 3t>₉ einer Mehrzahl von allgemein B-förmigen Wehren h, die die untere Hälfte des Hohlraums des Gehäuses 1 in eine Mehrzahl von Kammern unterteilen, und mit Rührflügeln 5a, 5b versehen ist, die an den Wellen 3a bzw«, 3b befestigt sind. Jeder Rührflügel besteht aus einem Paar von allgemein ringförmigen Armen 6, die symmetrisch' zur Wellenachse in 8-Form angeordnet sind,, und einem Paar von Abstreifplatten 7s die mit einer Kante an den freien Enden der.Arme angebracht sind, während die anderen Kanten der Abstreifplatten nach innen zur Weile hin gerichtet sind, so daß diese Platten 7 unter rechten Winkeln zu ihren Armen und parallel zur Welle gehalten sind. Zwei Reihen solcher Rührflügel 5a> 5b sind an den Wellen gestaffelt mit einem Phasenwinkelunterschied von 90 zueinander montiert» Die Wellen 3a, 3^ haben untereinander einen solchen Ab= stand, daß die Rührflügel 5a, 5b beim Drehen mit ihren freien Enden dicht an der jeweils anderen Welle vorbeistreichen. Der Reaktor ist außerdem mit einem Einlaßstutzen 8, einem Auslaßstutzen 9 und einem Abzugsstutzen 10 versehen.

Zu behandelnde Flüssigkeit wird dem Reaktor durch ' se'inen Einlaßstutzen 8 zugeführt, durch die Heizeinrichtung 2 erhitzt und über die Wehre 4 in die aufeinanderfolgenden Kammern gefördert, wobei sie dem Rühren und der

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Oberflächenerneuerungswirkung durch die Rührflügel 5a» 5b ausgesetzt wird, die ihrerseits von den Wellen 3a, 3b angetrieben sind, die sich in entgegengesetzten Richtungen vom Inneren des Gehäuses 1 nach außen entsprechend den angedeuteten Pfeilen drehen. In dieser Weise wird die Reaktion der Flüssigkeit unter Abdampfung ihrer flüchtigen Bestandteile gefördert, und die Viskosität der Flüssigkeit wächst nach und nach, bis die Flüssigkeit über den Auslaßstutzen 9 abgeführt wird. Die im Reaktor verdampften flüchtigen Bestandteile werden durch den Abzugsstutzen 10 ausgelassen. Die Rührflügel 5a, 5b, deren jeder aus einem Paar von symmetrisch zur Achse der zugehörigen Welle angeordneten ringförmigen Arme 6 und Abstreifplatten 7 besteht, die an dem freien Ende der Arme unter rechten Winkeln dazu angebracht sind, rühren und mischen die Flüssigkeit wirkungsvoll, wenn ihre einen Hälften in der unteren Hälfte des Reaktors die Flüssigkeit durchlaufen. Während die anderen Hälften der Rührflügel durch den Raum oberhalb der Flüssigkeit streichen, bildet jeder ringförmige Arm 6 einen dünnen Film der darin ausgestreckten Flüssigkeit, wobei gleichzeitig jede Abstreifplatte 7 eine Kombination von im Querschnitt rechteckigen, aus der von allen Seiten der Platte herabfallenden Flüssigkeit gebildeten Vorhängen erzeugt. Dies erhöht die Gesamtoberfläche der behandelten Flüssigkeit und ermöglicht eine zwangsläufige Flüssigkeitsoberflächenerneuerung. Außerdem sind die Rührflügel 5a, 5b an den Wellen 3a, 3b in zwei Reihen mit einem gegenseitigen Phasenwinke!unterschied von 90 so montiert, daß die freien Enden der Abstreifplatten 7 beider Hälften der Rührflügel an jeder Welle dicht an der anderen Welle vorbeistreichen können, womit es möglich wird, das Rühren und die Oberflächen-

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erneuerung der Flüssigkeit um so wirkungsvoller durchzuführen» Schließlich können, da der Abstand zwischen den Reihen von Rührflügeln 5a ₂ 5b oder die Abstände zwischen den Abstreifplatten 7 und den Wehren k sehr gering sind₉ die Abstreifplatten 7 die Flüssigkeit von der Innenober-

läche des Gehäuses 1 zu beiden Seiten der Wehre k und" von den Oberflächen der rotierenden Wellen Ja, 3b abstreifen, so daß die Toträume, die sich sonst angrenzend an diese Oberflächen bilden würden, äußerst gering gemacht sind»

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, führt der Reaktor gemäß der Erfindung zu einem merklich verbesserten Reaktionswirkungsgrad, indem er es ermöglicht, daß die verarbeitete Flüssigkeit oder das Reaktionsgemisch eine sehr große Gesamtoberfläche aufweist und einer wirksamen Oberflächenerneuerung unterworfen ist, wobei gleichzeitig im Gehäuse während des Arbeitsvorganges¹ ein nur äußerst minimaler Gesamttotraum vorliegt«

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Claims (1)

1. Pa tentanspruch

   Durchlaufreaktor für viskose Stoffe mit einem eine Heizungsummantelung aufweisenden und im wesentlichen horizontal montierten zylindrischen Gehäuse, einem Paar von im Gehäuse parallel zueinander in entgegengesetzten Richtungen vom Gehäuseinneren nach außen drehbar gelagerten Wellen und einer Mehrzahl von fest an den Wellen in zwei Reihen gestaffelt montierten Rühreiementen_s dadurch gekennzeichnet , daß jedes Rührelement als Rührflügel (5a, 5h) aus einem Paar von allgemein ringförmigen Armen (6), die symmetrisch zur Achse der zugehörigen Welle (3a bzw. 3b) in 8-Form angeordnet sind, und einem Paar von Abstreifplatten (7) besteht, von denen jede mit einer Kante am freien Ende je eines Arms so angebracht ist, daß die Abstreifplatten im rechten Winkel zu ihren Armen und parallel zur Welle gehalten sind, daß weiter die beiden Reihen der Rührflügel (5a» 5b) um einen Phasenwinkel von 90 zueinander versetzt angeordnet sind und daß die Wellen (3^a» 3b) einen Abstand aufweisen, bei dem die freien Enden der Rührflügel (5a» 5b) an der einen Welle (3a bzw. 3b) beim Drehen dicht an der anderen Welle (3b bzw. 3a) vorbeistreichen.

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