Способ непрерывного приготовления раствора гранулированного полиакриламида

Способ непрерывного приготовления раствора гранулированного полиакриламида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при приготовлении растворов гранулированного полиакриламида. Цель - предотвращение склеивания гранул. Способ включает дозирование химиката и воды, смешение и растворение их в емкости, предварительно перед дозированием формируют коническую водяную струю , а после дозирования осуществляют распределение гранул на расстоянии друг от друга не менее 2 dr-на внутренней конической поверхности кольцевой водяной струи, причем дозирование воды выполняют по формуле: Ож 1.5 d (dS - oj ) - 0 2 dr A Ож - расход воды,- dt - диаметр сквозного центрального отверстия; d2 - внутренний диаметр конической щели; da - наружный диаметр конической щели; d гдиаметр гранул; рг - плотность полиакриламида.-рнаг плотность насыпной массы полиакриламида; h - высота насадка: g - ускорение силы тяжести. 1 с. п. ф-лы, 1 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 01 F 1/00

ГОСУДА P СТ В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4. ЬЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744847/26 (22) 03.10,89 (46) 23.03.92. Бюл. M 11 (71) Сыктывкарский лесопромышленный комплекс (72) M.Þ.Ìàãèé, Ю,К.Сафонов и M.Ë,Ôðèñман (53) 66.065.7(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР йг 799798, кл. В 01 F 1/00, 78.

2."Целлюлоза, бумага картон". Научнотехнический реферативный сборник ВНИПИЭИлеспром, Вып, N 6, 1988, с. 5 (прототип). (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ГРАНУЛИРОВАННОГО ПОЛИАКРИЛАМИДА (57) Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при приготовлении растворов гранулированного полиакриламида. Цель — предотвращение склеивания гранул. Способ

Изобретение относится к способу непрерывного приготовления раствора гранулированного полиакриламида и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ непрерывного приготовления растворов порошкообразных материалов в жидкости, включающий дозирование материала и жидкости, смешение последних при помощи сопла, выполненного в виде полого конусообразного желоба, установленного в смесительной емкости (1). Недостатком указанного способа при использовании его для приготовления

5U 1720694 А1 включает дозирование химиката и воды, смешение и растворение их в емкости, предварительно перед дозированием формируют коническую водяную струю, а после дозирования осуществляют распределение гранул на расстоянии друг от друга не менее

2 d на внутренней конической поверхности кольцевой водяной струи, причем дозирование воды выполняют по формуле;

) 15 d) сб d) нас dh 12 dг pr

Q® — расход воды; dt — диаметр сквозного центрального отверстия, d2 — внутренний диаметр конической щели; бз — наружный диаметр конической щели; d r — диаметр гранул; р„— плотность полиакриламида; рямплотность насыпной массы полиакриламида; h — высота насадка: д — ускорение силы тяжести. 1 с. и. ф-лы, 1 ил. раствора гранулированного полиакриламида является склеивание гранул при попадании их на струю жидкости, вытекающей из конусообразного желоба.

Этот недостаток частично ликвидируется в способе приготовления раствора флокулянта, включающем дози рова ние последнего и жидкости, смешение их на сливном лотке, установленном в смесительной емкости (2). Недостатком способа является отсутствие равномерного распределения гранул в потоке жидкости на сливном лотке, что приводит к образованию комков скленных гранул.

1720694

Целью изобретения является предотвращение склеивания гранул.

Это достигается способом непрерывного приготовления раствора гарнулированного полиакриламида, включающим дозирование химиката и воды, смешение и растворение их в емкости, Отличием способа является то, что предварительно перед доэированием формируют при помощи насадка с кольцевой щелью коническую водяную струю, а после дозирования осуществляют распределение гранул на расстоянии друг от друга не менее двух диаметров гранул на внутренней конической поверхности кольцевой водяной струи, причем дозирование воды выполняют по формуле:

1,5 d) сб — с8 ) -/Ъас ° V2d h

0ж б2 dг pr где Q„— расход воды;

d > .— диаметр сквозного центрального отверстия;

dz — внутренний диаметр конической щели; бз .— наружный диаметр конической щели;

di — диаметр гранул; р — плотность полиакриламида; р — плотность насыпной массы полиакриламида;

h — высота насадка:

q — ускорение силы тяжести.

На фиг.1 изображена предлагаемая установка для осуществления способа; на . фиг.2 — разрез по А-А на фиг.1; на фиг.2— разрез Б-Б на фиг.2.

Она состоит из дозирующего бункера 1, питательного шнека 2, насадка 3, растворного бака 4, насоса подачи раствора 5, направляемого в производство. Смеситель выполнен в виде насадка с кольцевой щелью 6 для подачи воды, внутри насадка по вертикальной оси размещено сквозное центральное отверстие 7, соединяющее дозирующий бункер 1, расположенный под питательным шнеком 2, и растворный бак

4.

Способ осуществляется следующим образом. Гранулированный полиакриламид 8 загружается в верхний дозирующий бункер

1. иэ которого питательным шнеком 2 он направляется в нижний дозирующий бункер 1.: откуда гранулы поступают в насадок

3. 8 последнем по сквозному центральному отверстию 7 поток гранул распределяется на внутренней поверхности струи воды, образованной благодаря кольцевой щели 6, в

l = 2dr., 35

d.1 гранулами размером бт а= f (d<; d<) вычисляется теоретически или определяется опытами. Скорость гранулы Уг при ее сво5п бодном падении с высоты h (скорость в сечении 1-1) вычисляется по формуле

gg = f(h). (3) 55

30 которую непрерывно подается вода. Следует сказать, что форма кольцевой щели может быть или конусообразной, как показано на фиг.1, или цилиндрической. В последнем случае изменяется кольцевой поток воды, который должен быть несколько наклонен к потоку гранул. Признаком отсутствия склеивания гранул при смешении их с потоком воды является такое распределение частиц на внутренней поверхности струи, при котором они не соприкасаются друг с другом, т.е. принимается зазор между соседними гранулами равным величине > 2d<, при этом обеспечивается соответствующая плотность заполнения внутренней поверхности струи гранулами. Последнее обусловлено разностью скоростей жидкости из кольцевого канала 6 и гранул из сквозного центрального отверстия 7. Кольцевая струя воды и гранул поступает в растворный бак

4, где при помощи потока воды происходит приготовление раствора полиакриламида, который насосом 5 откачивается в производство либо для окончательной доводки, либо для использования, что определяется принятой на данном производстве технологии приготовления.

Итак, чтобы не было склеивания гранул при смешении их с водой, принимают условие (1) где l — расстояние между гранулами.

Максимальная плотность заполнения внутренней поверхности струи гранулами имеет вид:

0 785 de 0,785 dr

0,785 =0196 ®

Степень наполнения цилиндра диаметром

Расход (производительность) полиакриламида при полностью открытой заслонке, которой регулируют подачу гранул из доэирующего бункера, определяют иэ выражения

1720694

Qn = г 0,785 d1 ° à ð 0,785 f(h) d12 ф 1; б),р б б

1,5 . х (4) . 2 г где рг — плотность полиакриламида.

Количество гранул диаметром бг, соответст- 5 вующее расходу полиакриламида Qn, вычисляют по формуле:

Выражение а - f (d1; бг) можно представить как

Яр 3,0,785 1(И d .5(d„dг)

h,(41"Я(с г ) 5 г 4 (d„ /8 10

0,75 0„785 8 5 {hi дс f(Jq >dr) 3, 14 (12) Тогда формула (11) примет вид

Ож +. {13) Скорость кольцевой струи жидкости на выходе из кольцевой щели определяется из следующего выражения

Итак условием. обеспечивающим ликвида20 цию склеивания гранул, является распределение последних на внутренней поверхности кольцевой водяной струи с шагом не менее 2 бг, для выполнения этого условия расход воды определяется по фор25 муле(13).

Пример 1. На описанной установке осуществляют непрерывное приготовление раствора гранулированного полиакрилами- . да при следующих исходных данных:

30 диаметр сквозного центрального отверстия б1=30 мм внутренний диаметр конической щели б2 = 40 мм наружный диаметр

35 бз-50 мм диаметр гранул бг=3,2 мм плотность полиакриламида p. = 1200 кг/м плотность насыпной массы полиакриламида р нас = 800 кг/м высота насадка Ь = 60 мм ускорение силы тяжести g = 9,8 м/с производительность насоса для подачи воды Он = 45-40 м /ч. з

Ож

0,75 (д3 — б2) где Ож — расход воды.

Плотность заполнения внутренней поверхности струи жидкости гранулами

0.785 dr Ьг

В Ю 4 <4

01884г o78 ОТ85 8 1(М д, f(di;d, О res(d d j

3,14 d< 1.14 dr Qw

4 4, (d -д, и ь1. 1(А, д,1

-02>4

И„„ а (г) Условие нормальной работы смесителя 4 имеет вид: т.е

45 (1 ) (б1; б г ) О, 196

Предварительно до начала подачи гранул осуществляет подачу воды в кольцевую коническую щель 6 (фиг.1) и формируют коническую водяную струю. Согласно предлагаемому способу качественное смешение, характеризуемое отсутствием явления слипания гранул полиакриламида в воде, гарантируется при условии:

1 (10 ) (5 -4 I 10 8рр

4 10 ЭЛ.10 + IQOQ. 0,294 или

1,5

f(h) ° f (б11бг); 1.

При этом максимальная производительность по полиакриламиду

Qn = 0,785 ф3)4 (d1; dr) б1 p = 0,785т2цЬх 55 х б12 р„ f (б„, бг), (10) Я = 0,7 10 м /с 95,Я м /ч

Таким образом, при Q -45-50 м /ч > Q 25,2 м /ч обеспечивается распределение

Уравнение(9) приЧ= f(h) = 2qh примет вид

1720694

iИ h

Ож

d2 dr р гранул на внутренней поверхности водяной струи с шагом не менее 2 dr, что обусловливает отсутствие слипания гранул. После проверки условия QH > Ож начинается подача гранул из дозирующего бункера в питательный шнек, затем из последнего— бункер с регулируемым выходным отверстием при помощи задвижки. Поступающие из центрального отверстия 7 гранулы полиакриламида при контакте с конической водяной струей распределяются на ее внутренней поверхности на расстоянии друг ат друга не менее 2х3,2 мм = 6,4 мм, предотвращая тем самым контакт их одруг от друга, т,е, при этих условиях склеивания гранул не происходит.

Пример 2. Исходные данные соответствуют примеру 1, за исключением расхода жидкости, равного Q = 10 м /ч. Требуется з определить условия, при которых обеспечивается смешение частиц, когда отсутствует слипание гранул. При заданных выше размерах гранул минимальный расход воды, обеспечивающий отсутствие слипания гранул, составляет 25,2 м /ч. Поскольку производительность насоса Ож = 10 м /ч

3 ниже требуемой 25,2 м /ч, в этом случае уменьшают расход гранул за счет сокращения площади проходного сечения центрального отверстия 7, определяемого величиной эквивалентного диаметра букв.

Преобразовав предложенное соотношение (13), находим эквивалентный диаметр блэки, и роходного сечения центрального отверстия 7, обеспечивающий качественное смешение:

0,278 10 410 5,2 10 <2oO

= 1,87су

<,5(5 -4 ) (О "aOO e.9S 1O .6

Таким образом, степень открытия проходного сечения, обеспечивающего соответствующий расход гранул при расходе воды

Ож = 10 м /ч и качественное смешение, соз

Следовательно, отрегулировавстепеньоткрытия проходного сечения центрального отверстия 7 для гранул так, что она составляет не более 0,39 от полной площади про5 ходного сечения отверстия 7, обеспечивается качественное смешение, исключающее слипане гранул при расходе жидкости Ож = 10 м /ч. Однако данный вариант характеризуется уменьшением

10 производительности процесса приготовления, т.к, расход гранул, поступающих на смешение, пропорционален площади проходного сечения отверстия 7, 8 данном случае произвоидтельность составляет 0,39 от

15 возможной, Наиболее целесообразным вариантом осуществления процесса по предлагаемому способу является регулирование расхода жидкости при полном открытии центрального отверстия 7.

20 Формула изобретения

Способ непрерывного приготовления раствора гранулированного полиакриламида, включающий дозирование химиката и воды, смешение и растворение их в емко25 сти,отл ича ю щийся тем,что,с целью предотвращения склеивания гранул, предварительно перед дозированием формируют при помощи насадка;с кольцевой щелью коническую водяную струю, а после дозиро30 вания осуществляют распределение гранул на расстоянии друг от друга не менее двух диаметров гранул на внутренней конической поверхности кольцевой водяной струи, причем дозирование воды выполняют по

35 формуле:

40 где Q® — расход воды; б — диаметр сквозного центрального отверстия; б2 — внутренний диаметр конической щели;

45 бз — наружный диаметр конической щели;

dr — диаметр гранул; р, — ll/loTHocTb полиакриламида;

Ри.-плотность насыпной массы полиакриламида;

- h — высота насадка;

1 g — ускорение силы тяжести .

1720694