Аппаратура для получения масляных лаков Лаковарочные котлы
Котлы, применяемые для изготовления масляных лаков, бывают двух типов: 1) съемные (|перенооные) для небольших производств и для опытных партий емкостью от 50 до 500 л м 2) (стационарные емкостью от 1000 до 3000 л.
Съемные котлы выполняются из алюминия или стали. Дни - іде обычно 'изготовляют из меди и прикрепляют (к корпусу на винтах таїк, чтобы в случае прогорания его легко іможно было сменить.
Котел снабжен съемной крышкой со шлемом, при помощи которого котел присоединяется |К вытяжной трубе для удале-
Рис. 4. Съемный ко - Рис. 5. Съемный котел на тележке, Тел. |
Ния образующихся при варке летучих (продуктов (рис. 4, 5, 6).
Для размешивания реакционной массы применяют стальные мешалки (рис. 7). Температуру в котлах измеряют специальным термометром, вставленным в отверстие крышки. Для перевозки котла служат тележки (см. рис. 5).
Обогрев съемных котлов производится горновыми топками, футерованными огнеупорным кирпичом и снабженными вытяжной трубой. В качестве топлива применяют кокс, антрацит, нефть или газ. Котел подвозят на тележке к горну, устанавливают в гнездо и закрывают крышкой; отводная труба шлема входит в патрубок вытяжной трубы.
В настоящее время переносные котлы используются для изготовления небольших партий копаловых лаков или опытных партий лаковых основ в небольших количествах.
Стационарные котлы являются основным, оборудованием для производства препарированных масел и лаковых основ в больших количествах.
Обычно стационарный котел имеет форму цилиндра с выпуклым днищем и крышкой; котел снабжается мешалкой (чаще пропеллерной) с 200—300 об/мин.; на крышке аппарата имеются: привод для мешалки; штуцера для загрузки жидких материалов, выкачки готового. полуфабриката, для установки контрольно-измерительных приборов и подводки углекислоты, лаз и люк для загрузки твердых материалов, внутреннего осмотра, ремонта и чистки аппарата. Для отвода образующихся в процессе тепловой обработки пого - нов служит штуцер диаметром 20 см, который - посредством хобота •соединен со скруббером (водоороси - тельная колонна), где возгоняющиеся погоны улавливаются мелко рас-
Рис. 6. Съемный котел на горне. |
Рис. 7. Мешалки. |
Пыленной водой. Для измерения температуры аппараты снабжены термометрами сопротивления с -самозаписывающими приборами и приборами ограничения температуры. Материал, из которого изготовлен котел, влияет на качество лака. Например, сталь и медь при действии смоляных и жирных кислот образуют растворимые в масле соли, которые окрашивают лак в темный цвет. Алюминий не меняет цвета лака, но недостаточно прочен при высокой температуре; поэтому днища алюминиевых котлов обычно изготовляют из меди.
Существенным недостатком стационарного варочного котла с огневым обогревом является слишком длительное охлаждение сплава, требуемое для обеспечения безопасной перекачки лаковой основы в смесители и для очистки и ремонта котла. Охлаждается котел медленно, так как стенки его обычно тщательно изолированы (обмурованы).
Для ускорения охлаждения применяют съемную теплоизоляцию; после ее удаления температура в котле снижается быстрее. Однако этот способ неприменим для котлов с боковым обогревом. В последнем случае охлаждение ведут током холодного воздуха, поступающего по каналам между поверхностью котла и внутренней поверхностью его обмуровки.
Значительно целесообразнее нагревание реакционной массы и охлаждение сплава проводить в разных аппаратах. Для этого содержимое варочного котла передают под давлением инертного газа или посредством вакуум-насоса в аппарат для охлаждения, ,который одновременно является аппаратом для растворения (смесителем).
Рис. 8. Установка лаковарочного котла с обогревом через днище: 1 —лаковарочный котел; 2—шлем; 3—вытяжной- стояк; 4—лаз; 5—привод мешалки; 6—топка; 7—колосниковая решетка; 8—поддувало (золь ник); 9—дымоход; 10—брандмауэрная стенка* |
Топки для обогрева стационарных котлов в зависимости от конструкции котлов и вида применяемого топлива бывают разных систем. Наиболее целесообразно для нагрева котлов применять перегретую воду, пары высококипящих жидкостей (доутерм), электричество и газ. В производстве лаков в отдельных случаях применяют также огневой нагрев -путем сжигания твердого топлива (дрова, уголь, кокс). Огневой нагрев лаковарочных котлов не требует специального оборудования и отличается »простотой. Однако этот способ имеет ряд недостатков: пожароопас
Ность, трудность регулирования температуры и незначительное использование тепла.
Обогрев может производиться отдельными топками, установленными под каждым котлом, или непосредственно от общей топки, обслуживающей несколько котлов.
При отдельной топке нагревание котла можно вести с обогревом через днище (рис. 8) иди с обогревом через днище и боковую поверхность (рис. 9). Нагрев котла через боковую поверхность и днище обеспечивает более полное использование дымовых газов и ускоряет нагревание продукта. Кроме того, прогорание днища котла менее значительно, чем при обогреве только через днище. Отдельные топки усложняют обслуживание установки. Для лучшего предохранения днища котла от прогорания топочное пространство можно отнести на некоторое рас
Стояние от поверхности нагрева. При таком устройстве топочные газы проходят длинный канал, а нагревание содержимого котла происходит медленно и топливо используется не полностью. Топки и лаковарочные котлы пожароопасны, поэтому их
Следует располагать в разных помещениях, разделенных брандмауэром[17].
Рис. 9. Установка лаковарочного котла с обогревом через днище ' и боковую поверхность: |
Централизованные топки все более внедряются в производство. Одна централизованная топка обслуживает от 4 до 8 котлов (рис. 10,
11) . Из центральной топки продукты горения поступают в центральны"! боров и по ответвлениям направляются к отдельным котлам. Они обогревают сначала боковые поверхности котла, затем днище и поступают в сборный боров, отводящий отработанные газы в дымовую трубу. Нагрев каждого котла регулируется при помощи шиберов. Регулируя шиберы, аппаратчик имеет возможность менять тепловой режим.
Система отопления лако - іварочньїх аппаратов с центральной топкой, по сравнению с отоплением отдельными топками, имеет следующие преимущества:
1.
1—котел; 2—шлем; 3—вытяжной стояк; 4— труба для сбора сконденсировавшихся пого - нов; 5—топка; 6—колосниковая решетка; 7— поддувало (зольник); 8—кольцевой газоход; 9—рабочий газоход; 10—боров к дымовой трубе. |
Сжигание топлива сосредоточено в одном месте їй осуществляется одним кочегаром.
2. Режимом варки лаков управляет аппаратчик, который регулирует шиберы, установленные непосредственно у лаковарочного котла.
3. Днище котла служит более длительное время. Отопительную систему можно переводить с одного вида топлива на другой. При изменении вида топлива переоборудуется только центральная топка, обмуровка же котлов остается без изменения.
Недостатком центральной топки является наличие длинных каналов, соединяющих топку с котлами; это вызывает лишнюю потерю тепла 1и осложняет чистку.
Рис. 10. Схема централизованной системы обогрева: |
1—топка; 2—центральный боров; 3—ответвления центрального борова; 4— кбтлы; 5—сборный боров; 6—установка шибера на выходном ответвлении борова; 7—установка шибера на входном ответвлении борова; 8—дымосос; 9—дымовая труба; /0—душник; //—брандмауэрная стенка; 12—обмуровка
Котла.
. При переходе на жидкое топливо необходимо следить, чтобы пламя нефтяного факела не касалось днища и боков котла, иначе неизбежно их быстрое прогорание.
Рис. 11. Поперечный разрез лаковарочного котла с центральной системой обогрева: |
/—обмуровка котла; 2—центральный боров; 3—ответвление борова; 4—котел; 5— сборный боров; 6—установка шибера на выходном ответвлении борова; 7—установка шибера на входном ответвлении борова; 8—колонка со штурвалом выходного шибера; 9—колонка со штурвалом входного шибера; 10—душник.
Загрязнение внутренней и наружной поверхностей лаковарочного котла (днища, стенок), вызываемое частичным разложением перерабатываемых продуктов (масел, смол) ‘при высокой температуре, влечет за собой ухудшение обогрева. Поэтому необходимо регулярно чистить котлы, чтобы избежать снижения качества изготовляемых продуктов. Нагрев котлов зависит также от скорости движения дымовых газов и чистоты дымоходов. Тщательное перемешивание содержимого котла способствует равномерному распределению тепла по всей массе и препятствует местным перегревам, приводящим иногда к выбросу (особенно это относится к маслам, содержащим много белка).
Рис. 12. Аппарат для полимеризации масел'- 1—полимеризационный аппарат; 2—конденсатор летучих продуктов разложения; 3—баллон с углекислотой; 4—прибор для контроля подаваемой в аппарат углекислоты; 5—загрузочная труба; 6—термометр; 7—пробный кран. |
Обмуровка котла должна быть выполнена весьма тщательно. Совершенно недопустимо наличие трещин и неплотностей, через которые может проходить холодный воздух, снижающий температуру котла.
Аппарат для полимеризации масел (рис. 12) имеет форму цилиндра (отношение высоты к диаметру 1:1), к фланцам которого прикреплены на болтах (коническая крышка и дно. Прокладкой между фланцами служит асбест. В крышке аппарата имеются лаз и отводная труба (шлем). Назначение последней— отводить из аппарата излишек масла ери его нагревании в специальный приемник (конденсатор). Эта труба служит также для отвода пены при случайном перегреве масла. Лаз для чистки внутренней поверхности аппарата должен быть таких размеров, чтобы рабочий мог через него свободно пролезать.
На конической поверхности крышки расположены на специальных патрубках: арматура, необходимая для обслуживания аппарата; два термометра (1шарик одного термометра должен находиться у дна, а шарик другого на середине аппарата, так как нижние одой масла, находящиеся у днища, могут иметь более 'высокую температуру), предохранительный клапан с манометром, труба для подачи.® аппарат струи углекислоты при полимеризации и труба для опорожнения аппарата.
Такого же типа котлы применяются для получения эфира канифоли. Благодаря их герметичности потеря глицерина при этерификации уменьшается. В открытых котлах часть глицерина теряется, улетучиваясь вместе с водой.
Котлы для оксидирования масел и олиф обычно делают из стали; они имеют паровой обогрев (паровую рубашку)[18]. При окислении масло нагревают до температуры не выше 150°. По высоте котлы обычно вдвое больше, чем в диаметре. Это обеспечивает более полное использование продуваемого воздуха. Иногда котел снабжают лопастной мешалкой (30—40 об/мин.). В большинстве случаев массу перемешивают воздухом. В крышке котла имеются: откидная часть для загрузки, выгрузки и чистки котла, патрубок, соединяющийся с вентиляционной трубой, ( и отверстие для термометра. Воздух подают по доходящей до дна котла трубе с кольцом (или крестовиной) на конце, снабженным мелкими отверстиями. <
Котлы для изготовления лаков и олиф имеют отводные трубы, соединяемые с вентиляцией для удаления продуктов разложения. Эти продукты часто обладают неприятным запахом и, попадая в атмосферу, загрязняют воздух окружающей местности.
Лучшим методом улавливания продуктов разложения является их орошение распыленной водой. Запах этих продуктов удаляют путем обработки их водным раствором хлорной извести в специальных аппаратах (скрубберах). Котлы для изготовления глифталевых лаков снабжаются скрубберами для улавливания фталевого ангидрида. Скруббер представляет со - бой цилиндр из жести, в который из котла поступают пары фталевого ангидрида. На хоботе, соединяющем скруббер с котлом, имеется задвижка, которую закрывают во время пере - этерификации, чтобы не улетучивался глицерин, и открывают после загрузки фталевого ангидрида.
Для устранения опасности, возникающей при бурном пено- образовании, устанавливают специальный сосуд-пеносборник, присоединенный при помощи трубы к шлему. У верхнего края котла подвешивают открытый желоб для улавливания пены и масла в случае их выброса из котла. В желобе имеется отвер-
стие іС отводной трубкой для удаления из него попавшего масла 'в специальный приемник. Ори загрузке фталевого ангидрида и других веществ у котла 'всегда должна находиться ручная імешаліка для обивания пены,.
Рис. 13. Термометры. |
Измерение температуры в котлах ведут при помощи термометров или термопар. Термометры для предохранения от поломки заключают в металлическую оправу (рис. 13). Целесообразно ставить самопишущие приборы для »контроля температуры.
Аппараты-смесители »служат для смешения лаковой основы с растворителями. Эти аппараты, обычно изготовляемые из стали, имеют 'цилиндрическую форму и сферические днища. Емкость смесителей—около 4500 л. Они снабжены (водяной рубашкой для охлаждения лаковых основ, пропеллерной мешалкой и крышкой, на которой расположен герметически закрывающийся люк для наблюдения за работой, для внутреннего осмотра, ремонта и чистки. На крышке смесителя расположены также штуцера, соединенные с трубопроводами, для ізагрузки растворителей и лаковых основ, подачи углекислоты, создания вакуума, для установки вакуумметра. Через штуцер (диаметром до 20 см) посредством хобота осуществляется соединение с естественной вентиляцией. Штуцер в днище соединен с выкачивающим трубопроводом їй насосом.
Каждый смеситель имеет лоївушку для улавливания во время вакуумирования паров фталевого ангидрида (,при прлученич тлифталевых лаков). Для измерения температуры смесители снабжены термометрами сопротивления с самозаписывающими приборами.