Основные направления развития предприятий полимерной промышленности, тенденции совершенствования оборудования, страница 8

Внутренние теплообменные устройства применяются, ко­гда   площадь   наружных   поверхностей   аппаратов   недоста­точна для размещения требуемого количества греющих эле­ментов  в  случае необходимости   быстрого  нагревания   или охлаждения реактора, или, когда наружные теплообменники нецелесообразны по конструктивным соображениям.

Наиболее часто используют внутренние теплообменники в виде змеевиков и стаканов. Последние предпочтительнее при повышенной вязкости реакционной смеси.

Электрообогрев в полимерной промышленности широкого применения не получил. Он рентабелен лишь в случае про­ектирования установок с одним или несколькими реакто­рами малой емкости; может осуществляться либо внешними электронагревательными спиралями, либо индукционным спо­собом. Второй метод прогрессивней, но требует более слож­ного и дорогостоящего оборудования (индукторы, КИП). Его достоинства – более высокий коэффициент теплопередачи к реакционной массе (тепло генерируется в стенке реактора за счет ее индукционного сопротивления), снижается опас­ность местного, нагрева, уменьшаются теплопотери и облег­чается взрывобезопасное исполнение электросхемы.

В последние годы получают распространение трубчатые электронагреватели (ТЭН) и их разновидность – трубчатые электропатроны (ТЭП). Основные параметры ТЭН (номи­нальные мощности, напряжение, удельная поверхностная мощность, размеры) стандартизованы. Электронагреватель состоит из металлической трубки или патрона, внутри ко­торых размещена нагревательная спираль. Пространство между внутренней стенкой трубки или патрона и спиралью заполнено уплотненным порошком оксида магния. На кон­цах трубки (патрона), – фарфоровые изоляторы. ТЭНы на­дежны при вибрациях и значительных ударных нагрузках, могут иметь любую форму, их корпус не находится под на­пряжением. Монтировать ТЭНы и ТЭПы можно на любых конструкциях без дополнительной электрической изоляции. На рис. 2.3 показан пример размещения ТЭПов внутри глад­кой рубашки реактора для прямого нагрева теплоносителя.

Применение мешалок способствует ускорению технологи­ческого процесса, гомогенизации реакционной: массы, улуч­шению качества получаемого продукта, стабильности его химических и физических свойств.

Перемешивание производится мешалками, конструкции которых, известные из курса «Процессы и аппараты, хими­ческих производств», зависят от вязкости реакционной массы.

Для получения полимеров наиболее часто используют мешалки якорные и рамные, а также пропеллерные и ло­пастные. В отдельных случаях применяют мешалки и мешалки комбинированные. Например, рамно–якорные, пропеллерно–рамные. Мешалки стандартизованы. Основной размер мешалки – ее размах – выбирается из ГОСТ по внутреннему диаметру реактора. При этом величиной зазора между ло­пастью мешалки и стенкой реактора, зависящей от вязко­сти реакционной массы, обычно задаются. Мешалки уста­навливаются консольно на валах и приводятся в движение с помощью привода.

Привод   мешалок   реакционных   аппаратов   работает   в особо тяжелых условиях   (температура, агрессивная среда),

Рис.    2.3.    Гладкая    рубашка    с трубчатым   электрическим

патро­ном (ТЭП): 1 – днище реактора;

                     2 – рубашка; 3 – ТЭП

в связи с чем к нему предъявляются следующие требова­ния: взрывобезопасность, стойкость к воздействию агрессив­ной среды находящейся в жидком – или газообразном со­стоянии, надежность в работе, простота управления. Для вращения мешалок используют гидропривод и привод элек­тромеханический. В комплект первого входят электродвига­тель, насоос и гидродвигатель. Его главное достоинство – величина крутящего момента не зависит от скорости, враще­ния; Недостатки — скорость вращения не постоянна по ве­личине, сложность конструкции.

В связи с этим пока наибольшее распространение имеет электромеханический привод. Он состоит из асинхронного двигателя переменного тока во взрывобезопасном, если это необходимо, исполнении, планетарного редуктора, и муфт, через которые вращений передается на вал мешалки (курсы «Детали машин», «Техническая механика»). Редуктор слу­жит для снижения скорости вращения и увеличения крутя­щего момента.