NO850949L - Fremgangsmaate til dispergering av toerre polymerer i vann - Google Patents
Fremgangsmaate til dispergering av toerre polymerer i vannInfo
- Publication number
- NO850949L NO850949L NO850949A NO850949A NO850949L NO 850949 L NO850949 L NO 850949L NO 850949 A NO850949 A NO 850949A NO 850949 A NO850949 A NO 850949A NO 850949 L NO850949 L NO 850949L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- water
- particles
- polymer
- stated
- air
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
- B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
- B01F23/54—Mixing liquids with solids wetting solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/80—Falling particle mixers, e.g. with repeated agitation along a vertical axis
- B01F25/85—Falling particle mixers, e.g. with repeated agitation along a vertical axis wherein the particles fall onto a film that flows along the inner wall of a mixer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/27—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
- B01F27/271—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
- B29B7/7461—Combinations of dissimilar mixers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/05—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from solid polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
- C08J2300/10—Polymers characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår generelt dispergering av polymerer i vann og mer bestemt er oppfinnelsen knyttet til en fremgangsmåte og en anordning for hurtig dispersjon av tørre vannoppløslige polymerpartikler i vann.
Bruken av oppløsninger av vannoppløselige polymerer ved fortykning og flokkulering er velkjent. Slike anvendelser innbefatter klaring av vanndige oppløsninger i papirfrem-stilling og ved behandling av kloakkvann og industrielt avfallsvann. Slike oppløsninger av polymerer er også nyttige som stabilisator for boreslam og ved den sekundære gjen-vinning av petroleum ved vannfylling.
Selv om disse polymerer oftest er kommersielt tilgjengelige som pulvere eller som findelte faste stoffer, blir de ofte anvendt i vanndige oppløsninger. Dette gjør det nødvendig at det faste polymermateriale løses opp i vann. Selv om de forskjellige polymerer er mer eller mindre oppløslige i vann, støter man ofte på vanskeligheter når det gjelder å preparere vanndige polymeroppløsninger på grunn av deres langsomme oppløslighet og fordi de faste polymerer ikke er lett dis-pergerbare i vann.
Videre blir dispergering av faste polymerer i vann hindret
av polymerpartiklenes tilbøylighet til å klumpe seg sammen eller forbli som agglomerater i berøring med vann. Klumper av faste polymerer danner seg øyeblikkelig etter en begrenset fukting med vann ved at uoppløste faste materialer blir innkapslet i et utvendig lag av vannfuktet polymer som hindrer inntrengning av ytterligere vann i agglomeratet.
Selv om mange av disse klumper til slutt blir oppløst ved fortsatt omrøring, er det ofte upraktisk å omrøre oppløs-ningen for en tilstrekkelig lang tid til at man får fullstendig oppløsning. Lange blandingstider er naturligvis uøkonomiske og kan skade polymerets molekylvekt ved at polymeret utsettes for for store hydrauliske og mekaniske skjærkrefter.
Problemet forverres av det faktum at tørre polymerpartikler vanligvis innbefatter meget fine støvlignende partikler.
Dette skaper forurensningsproblemer i omgivelsene ved utstyret og kan gjøre problemet med oppbygging av klebrige eller glatte polymerer på utstyrets overflater meget alvorlige.
De ovenstående problemer er beskrevet i mange tidligere publikasjoner, innbefattende U.S.patentene Re. 28.474
og Re. 28.576.
De ovennevnte patenter er eksempler på tidligere løsnings-måter for å overvinne problemet med hurtig oppløsende polymerer i vann. I patentene blir vannoppløslig polymer dispergert i en vann-i-olje emulsjon, som så inverteres i vann for å frigi polymeret i oppløsningen.
Fremgangsmåten i de to patenter er begrenset når det gjelder polymerinnholdet i emulsjonen. Videre krever slike systemer i praksis betydelige mengder av et emulgeringsmiddel for å
gi et stabilt produkt og krever naturligvis bruk av en olje-fase, noe som skaper problemer når det gjelder håndtering og økonomi.
En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å overvinne et eller flere av de problemer som er omhandlet ovenfor.
I henhold til oppfinnelsen blir tørre partikkel formede vann-oppløselige polymerer eller gummier eller blandinger av disse hurtig dispergert i vann ved en fremgangsmåte som omfatter trinn der de tørre polymerpartikler bringes i kontakt med vann og et stort volum av luft (sammenlignet med volumet av polymeret) i et kammer slik at polymeret blir gjennomfuktet. Kontakt mellom tørre partikler og utstyrets overflater som ikke er gjennomfuktet, blir unngått.
Den resulterende blanding av polymerpartikler, vann og innesluttet luft blir øyeblikkelig underkastet en momentan skjærpåkjenning hvorved eventuelle agglomerater;; av partikler blir delt opp i enkeltpartikler uten molekylær degradering eller reduksjon av partikkelstørrelse og ytterligere agglomerering forhindres. Dette trinn sørger for en dispergering av polymer i vann, blandet med innesluttet luft. Denne dispersjon/luftblanding blir så matet ut for utskillelse av luften fra dispersjonen og dispersjonen overføres til en brukers lagertank eller blander.
Oppfinnelsen går også ut på en anordning til utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Ved hjelp av oppfinnelsen får man hurtig en konsentrert dispersjon av polymer i vann uten agglomerering av partiklene, overføring av støv av polymer i de nære omgivelser rundt utstyret eller opphopning av klebrige eller glatte polymerer på utstyrets flater. Støv blir ført inn i vann/luft blandingen. Behovet for en inverteringsprosess er opphevet.
Dispersjonen kan overføres til tanker for lagring eller som
et alternativ for blanding der dispersjonen blandes inntil en ønsket grad av gelatinering blir oppnådd, hvoretter den delvis oppløste dispersjon kan overføres til sekker eller tanker for ytterligere hydrering for å fullstendiggjøre opp-løsningen.
Andre hensikter og fordeler ved oppfinnelsen vil gi seg selv for fagfolk på området.
Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser et snitt gjennom et bruddstykke av en utførelses-form for en anordning til utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, fig. 2 viser et snitt gjennom en del av anordningen på fig. 1, tatt hovedsaklig etter linjen 2-2 på denne,
fig. 3 viser et bruddstykke sett ovenfra og delvis i snitt,
av anordningen på fig. 1, tatt hovedsaklig langs linjen 3-3,
fig. 4 viser et bruddstykke av anordningen på fig. 3 tatt hovedsaklig langs linjen 4-4,
fig. 5 viser en del av anordningen på fig. 1, sett ovenfra etter linjen 5-5,
fig. 6 viser i perspektiv en del av en mekanisk dispergeringsanordning som er hensiktsmessig ved utøvelse av oppfinnelsen og
fig. 7 viser et bruddstykke, delvis skjematisk, av dispergeringsanordningen på fig. 6.
Polymerene som skal dispergeres i henhold til oppfinnelsen
er velkjent på dette felt og er beskrevet i mange publikasjoner og patenter. De innbefatter, men er ikke begrenset til, naturlig forekommende galaktomangummi og gummi fra falske akasietrær, alginatsalter, biologisk dannede polymerer (f.eks. Xanthan gummi), polyethylen oksyder, vann-oppløslige kondensasjonspolymerer, og vinyl tilsetnings-polymerer så som polyakrylamider og kopolymeriske derivativer av akrylamid med for eksempel akryl syre, malein syre anhydrid, akrylonitril, styren, allyl eller diallyl aminer eller dimetylaminoetylmetakrylat (DMAEM). Slike polymerer kan være ikkeioniske, anioniske eller kationiske.
Gummiene er velkjente vannoppløslige polymerer og innbefatter de som er beskrevet i bind 10 av Encyclopedia of Chemical Technology, annen utgave, Interscience Publishers, 1966 og det som her står er tatt med i denne sak som en henvisning.
Melokylvekten for polymerene kan variere over et bredt
område, f.eks. mellom omtrent 10.000 og 25.000.000 og molekylvekt er ikke noen kritisk parameter ved denne oppfinnelse. Oppfinnelsen er særlig nyttig når det gjelder akrylamidpolymerer, der molekylarvektene i almindelighet er på mer enn 1 million.
Slik det her benyttes, skal uttrykket "polymer" innbefatte polymerer og gummier som er oppløslige i vann i en betydelig grad. Polymerene er faste, men kan ha et betydelig vann-innhold .
Dispersjonene som fåes med oppfinnelsen vil i almindelighet bli benyttet til frembringelse av vanndige oppløsninger av polymerer for eksempel ved fortynning og ytterligere blanding.
Hastigheten for polymerets dispergering og oppløsning i
vann er en funksjon av overflatearealet og dermed av partikkel-størrelse. Polymerer som fremstilles ved de fleste produk-sjonsprosesser er i form av pulvere eller klumplignende aglo-merater. Store partikkelstørrelser reduserer problemer ved håndteringen og støvdannelsen og reduserer dannelsen av gel partikler under oppløsningen i vann. Større partikler vil imidlertid øke oppløsningstiden når tørre partikler tilsettes vann direkte. Det er derfor ønskelig at partiklene findeles før dispergeringen for eksempel ved maling, slipning eller oppskjæring slik at man får det store av overflateareal som befordrer hurtig dispergering og oppløsning. Den foretrukne partikkelstørrelse for polymer eller gummi bestemmes av denønskede forbedring i dispergeringshastigheten i vann og vil i almindelighet være mindre enn 3 mm i diameter og kan innbefatte fine partikler på mindre enn 200 mesh (Tyler).
Små partikkelstørrelser bidrar til dispersjonens stabilitet.
Under henvisning til figurene vil fremgangsmåten i henhold
til oppfinnelsen og en foretrukket utførelsesform for anordningen til utførelse av fremgangsmåten nu bli beskrevet.
Fig. 1 viser en anordning som er generelt betegnet med 10 for hurtig dispergering av partikler av en tørr polymer i vann. Anordningen 10 innbefatter lufttilførselsanordninger og tilførselsanordninger for polymer, generelt betegnet med 12, et kammer, generelt betegnet med 14, der polymerpartiklene bringes i kontakt med luft og vann og en mekanisk dispergeringsanordning som generelt er betegnet med 16.
Tilførselsanordningene 12 innbefatter innretningen (for eksempel en skrue) 20 for fremmatning av polymerpartikler fra et forråd 21 til en innløpsledning 22 som ved sin nedre ende 2 4 ender på toppen av kammeret 14. Luft trekkes inn i ledningen 22 gjennom et ringformet luftgap 25 som dannes av ledningen 22 og utløpet fra skruen.
Kammeret 14 omfatter som vist en trakt 30 med en konisk vegg 31 som ved sin nedre ende ender i et utløp 32. Den større øvre ende av trakten 30 er dekket med en ringformet flens 34 og en dekkplate 36 er festet i flensen 34 og lukker den ringformede sentrale åpning 40. Ledningen 22 ender ved en åpning 38 i dekkplaten 36.
Flensen 3 4 hviler på og er pakket tett mot en ringformet leppe 42 på trakten 30 slik det best sees på fig. 2.
I utførelsesformen på figurene, er en sylindrisk vegg 44 festet til og strekker seg nedad fra undersiden av flensen 34 med sin nedre ende 46 i avstand radielt innad fra traktens vegg 31. En avkortet kjegleformet skillevegg 50 er festet til innsiden 51 av veggen 46 og strekker seg derfra til undersiden av flensen 34 for å begrense et ringformet kammer 52.
Dekkplaten 36 er festet ved flensen 34 med en rekke bolter 60 og står i avstand fra flensen 34 ved hjelp' av en rekke skiver 62 slik at det fremkommer et rom 64 for luftstrøm, beskrevet mer i detalj i det følgende. Rommet 64 er i et typisk tilfelle utført med en bredde på 1,5 mm.
To vanninnløpsledninger 65 står i forbindelse med kammeret
52 gjennom åpninger 66 med hakk, i dekkplaten 36. En rekke hull 68 i veggen 44 står i forbindelse med kammeret 52 og et kammer 70 som dannes av veggen 4 4 og traktveggen 31.
Ved innføring av vann til kammeret 52 gjennom ledningen
65, blir kammerene 52 og 70 fyllt opp. Avstanden 72 mellom den nedre kant 46 av veggen 44 og veggen 31 er valgt for å tillate vann i kammeret 70 å danne en fallende film 74 på veggen 31 og dette vann strømmer nedad mot utløpet 32 uten rotasjon. I et typisk eksempel vil avstanden 72 være fra 3 mm til 4,5 mm i bredde.
Et samlekar 76 for det som måtte flyte over, kan monteres rundt trakten 18 for å samle opp overstrøm fra denne. Samlekaret er fortrinnsvis forsynt med en nivåføler (ikke vist) som står i forbindelse med reguleringsanordninger til utkobling av driften av anordningen 10 hvis man får over-strømning.
Utløpet 32 fra trakten 30 star i forbindelse med en ledning
80 som munner ut i den mekaniske dispergeringsanordning 16. Dispergeringsanordningen 16 på figurene omfatter et kasse-lignende hus 82 med en åpen bunn 84 og en rotor/statoranordning 86 anbragt i huset 82. Anordningen 86 har en rotor 90 og en sylindrisk stator 92. Rotoren 90 settes i rotasjon av en motor 94.
På figurene 6 og 7 er anordningen 86 beskrevet mer i detalj. Rotoren 90 har en rekke blader 100. Statoren 92 har hovedsaklig sylindrisk form og flere rader 102 av spalter 104 i den sylindriske vegg. En rekke styringer 106 på utsiden av statoren 32 er vinkelstilt for å lede materialet som strømmer radielt utad gjennom statoren 92 og bort fra denne.
Spaltene 104 har tilstrekkelig størrelse til å bryte opp agglomerater og til å forbedre fuktingen av enkeltpartikler av polymeren, men allikevel tilstrekkelig store til ikke å føre til degradering eller størrelsesreduksjon av enkelt-partiklene.
På fig. 1 ser man videre at den mekaniske dispergeringsanordning 16 mater ut i en sump som generelt er betegnet med 110. Sumpen 110 omfatter en tank 112 med vinkelstilte side-vegger 114, samt en utløpsåpning 116 ved det laveste punkt.
En ledning 120 som er forbundet med en vannkilde (ikke vist) strekker seg rundt den øvre omkrets av tanken 110. Ledningen 120 er forsynt med hull 122 som setter opp en vannstrøm langs veggene 114 for å skylle over disse.
Sumpen 110 mater ut gjennom utløpet 116 til en pumpe 130
med positiv fortrengning og som retter strømmen gjennom en ledning 132 til en overføringsledning 134. En vannledning 14 0 er koblet til ledningen 132 og overføringsledningen 134 for å skylle vann slik at man opprettholder strømmen av inn-holdene i overføringsledningen 134.
Driften av anordningen på figurene ved utøvelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen foregår slik. En strøm av vann gjennom ledningen 65 settes igang for i det minste delvis å fylle kammeret 70 og dermed skape en fallende film 74 på veggen 31 av trakten 30. Den mekaniske dispergeringsanordning settes i drift og den roterende rotor 90 skaper en pumpevirkning som trekker vannet i filmen 74 og partikkel-formet polymer samt luft gjennom innløpet 22 til det indre av kammeret 30. Pumpevirkningen som utøves av rotoren 90
er tilstrekkelig til å skape en betydelig luftstrøm gjennom luftgapet 64.
Polymerpartiklene som strømmer ved innløpet 22 kommer i be-røring med filmen 7 4 ved et punkt som ligger noe over ut- løpet 32 for trakten 30 og vil dermed bli gjennomfuktet med vann. Det er viktig at innløpet 22 ligger i avstand fra sentrum av utløpet 32 for å sikre god kontakt mellom partiklene og filmen 74.
Stillingen av innløpet 22 er valgt slik at den tid partiklene befinner seg i den fallende film 74, blir tilstrekkelig til å sikre gjennomfukting av partiklene og allikevel utilstrekke-lig til å føre til noen særlig grad av oppløsning eller sammenklumping av partiklene. Det er å foretrekke at filmen 74 faller lineært i trakten 30, idet rotasjon av filmen øker oppholdstiden.
Innføring av luft og polymerpartikler gjennom innløpet 22
vil uunngålig føre til at det dannes støv i kammeret 14. Dette støv blir øyeblikkelig fjernet gjennom ledningen 80
ved den kombinerte virkning fra luftstrømmen som kommer gjennom gapet 64 og pumpevirkningen fra rotoren 90. Luften som kommer inn i luftgapet 6 4 skaper en radielt innadrettet utdrivningskraft fra veggen 31. Dette sikrer at polymer-støvet hurtig blir ledet nedad mot utløpet 32 slik at .man unngår kontakt mellom støvet og rå (men ikke fuktede) flater på utstyret.
Som et alternativ kan dekkplaten 36 være festet til flensen
3 4 uten at man har luftgap mellom dekkplaten og flensen,
men luftgap som strekker seg ned gjennom dekkplaten. Luft-gapene kan ha form av en eller flere ringformede åpninger som omgir ledningen 22 med konsentriske koaksiale føringer som omgir ledningen. Ved anvendelse av denne alternative utformning, unngås dannelse av virvelstrømmer i kammeret 14 når luftstrømmen er rettet nedad og ikke radielt.
Det er viktig at innløpet 22 er plassert slik at partiklene som kommer ut gjennom dette ikke kommer i berøring med rå overflater, men i stedet blir rettet helt inn i filmen 74, for å unngå avleiringer av fuktede polymerer.
De volumetriske strømningshastigheter for vannet gjennom ledningen 65 og den totale luftmengde gjennom gapet 64 og innløpet 22 er meget store i sammenligning med volumet av polymeren. I en anordning til behandling av 2-6 kg/min.
av tørr polymer for eksempel, vil strømningshastigheten på vannet gjennom ledningen 65 i et typisk tilfelle ligge mellom 68 og 113 liter/min og den totale volumetriske strømningshastighet for luft som kommer inn i kammeret 14, vil ligge-mellom 90 og 136 liter/min.
Det store luftvolum tjener til å skille de tørre partikler fra hverandre idet de berører vannet i filmen 74, hvorved klumpdannelse hindres.
Resultatet er at en blanding av vann og polymer med et betydelig volum av innesluttet luft kommer ut gjennom ut-løpet 32 inn i ledningen 80 og føres til dispergeringsanordningen 16 med forholdsvis høy hastighet. Ved fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen bringes vann/polymer/luftblandingen i berøring med dispergeringsanordningen 16 så snart som mulig etter at blandingen er formet slik at polymerpartiklene ikke blir klebrige. I rotor/statoranordningen 86 for dispergeringsanordningen 16 blir blandingen av vann, polymer og luft underkastet høye skjærpåkjenninger der eventuelle eksisterende agglomerater av polymerpartikler brytes opp i enkelpartikler uten særlig størrelsesreduksjon av partiklene eller molekylær degradering av enkelpartiklene eller av polymeroppløsningen som er dannet på denne måte. Dette oppnås med den høye rotasjonshastighet for rotoren 90 og virkningen av spaltene 104 som er av en størrelse valgt slik at de er noe større enn diameteren av de største polymere partikler.
Resultatet av dette er at en stabil dispersjon av polymer i vann mates ut fra den åpne bunnside 84 av dispergerings-anordningens hus 82 til sumpen 110. Vannstrømmen fra
ledningen 120 vil ubrudt skylle veggene 114 i sumpen. I
et typisk tilfelle er strømningshastigheten på vannet gjennom ledningen 120 av en størrelsesorden på bare 22,5 liter/ min.
Polymerdispersjonen og innesluttet luft pumpes fra sumpen
110 med pumpen 130 og rettes mot overføringsledningen 134, hvorfra den strømmer til en forbrukers lagertank eller som et alternativ til en blander som befordrer ytterligere opp-løsning av polymeret,i vann. Luft skilles ut fra dispersjonen i overføringsledningen 134 eller i forbrukerens tank eller blander.
Overføringsledningen 134 er i et typisk tilfelle en ledning med en diameter på omtrent 5 cm. Da forholdsvis lange led-ninger kan benyttes, vil polymeren i dispersjonen kunne be-gynne å hydrere og dermed øke viskositeten i materialet i overføringsledningen 134. Videre kan dispergerte polymerpartikler få tilbøylighet til å bunnfelles i ledningen 134.
Av den grunn er det fordelaktig å sørge for skyllevann gjennom ledningen 140 for å bibeholde viskositeten av dispersjonen på et forholdsvis lavt nivå, og for å hindre for stor utfel-ling. I et typisk tilfelle vil strømningshastigheten gjennom skylledningen 140 kunne være av en størrelsesorden på
omtrent 90 liter/min.
Konsentrasjonen av polymer i dispersjonen som pumpes fra sumpen 120, avhenger naturligvis av polymerens natur. I almindelighet vil imidlertid fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen bevirke meget hurtig dispergering av forholdsvis høye konsentrasjoner av polymer. Når det gjelder for eksempel hydrolisert polyakrylamid, vil dis-pergeringer som inneholder omtrent 3-25 wt.% polymer eller høyere (basert på vann) lett kunne oppnås. Dette får man med absolutt ingen agglomerering av partikler og ingen støv-dannelse av fine polymerkorn. Videre vil eventuelt støv som på annen måte har oppstått, bli fjernet i systemet. Det vil fremgå for fagfolk på området at vannet som finnes i systemet på en effektiv måte skrubber overskytende luft som fører dette støv.
Gjennomløpshastigheten for polymeret er bare avhengig av størrelsen på anordningen og de tilsvarende strømnings-hastigheter for luft og vann.
Det som er vist på figurene når det gjelder utstyret skal ikke oppfattes som noen begrensning da valget av spesielle vanndispergeringsanordninger i kammeret 14, utformningen av kammeret 14, den spesielle hydromekaniske dispergeringsanordning etc. vil avhenge av anvendelsen og brukerens ønsker. Utførelsesformen som er eksempel på figurene har dispergeringsanordningen 16 som omfatter en størrelsesredu-serende maskin som vanligvis benyttes i matvareindustrien og som markedsføres av Urscel Laboratories, Incorporated of Valparaiso, Indiana under varemarket "Comitrol® 3600",
med en rorothastighet på 3600 omdreininger i minuttet. Pumpen 130 med positiv fortrengning er laget av the Blackmer Company, og er valgt på grunn av dens evne til
å fortrenge store volumetriske strømningshastigheter for væske enn matingen til sumpen 110, slik at man kan være sikker på at luft som er innført og revet med av dispergeringsanordningen 16 blir fjernet. For eksempel kan pumpen 130 på figurene være en vingepumpe som fører 295 liter/min. av væske og luft, mens omtrent 270 liter/min. tilføres sumpen.
Den foregående detaljerte beskrivelse skal bare illustrere oppfinnelsen og skal ikke innebære noen begrensning av denne, idet modifikasjoner innenfor rammen av oppfinnelsen vil kunne foretas av fagfolk på området.
Claims (17)
1. Fremgangsmåte til hurtig dispergering av partikler av tørt vannoppløselig polymer i vann, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn:
(a) føring av partiklene i kontakt med vann og luft i et kammer der vann og luft strømmer slik at partiklene blir stort sett fullstendig fuktet av vannet uten særlig berøring med kammerets overflater som ikke er fullstendig fuktet, for å danne en blanding av vann, polymer og medrevet luft,
(b) omgående behandling av blandingen medø yeblikkelig og momentan skjærpåkjenning slik at dannelse av agglomerater av partikler hindres og eksisterende agglomerater av partikler blir delt opp i enkeltpartikler for å danne en dispersjon av den nevnte polymer i vann med innesluttet luft og
(c) adskillelse av dispersjon fra luften.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at vannet innfø res i kammeret som en fallende film på veggene av kammeret.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at partiklene innføres direkte på den fallende film.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at partiklene blir revet med i en innført luftstrøm.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at trinn (b) utføres i en mekanisk dispergeringsanordning.
6. Fremgangmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at dispergeringsanordningen omfatter en rotor og tilsluttede anordninger for oppdeling av det partikkelformede materiale.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at anordningen til oppdeling av materialet omfatter en stator som er plassert slik at den kommer i kontakt med materialet som mates ut fra rotoren og har åpninger av en størrelse som er valgt for å dele agglomerater av partikler opp i enkeltpartikler uten særlig reduksjon av størrelsen eller degradering av den molekulære struktur av disse.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at statoren er en oppspaltet sylinder som omgir rotoren.
9. Fremgangmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at polymerdispersjonen og den nevnte luft mates ut fra den mekaniske dispergeringsanordning til anordninger for transport av dispersjonen og luften til et lager.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at polymeren omfatter en akrylamidpolymer.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at de respektive mengder av akrylamid- ■ polymer, vann og luft velges slik at man får en polymer-dispers jon i vann, omfattende mellom omtrent 3 og 25 wt.% akrylamid polymer.
12. Anordning for hurtig dispergering av partikler av tørr vannoppløselig polymer i vann, karakterisert ved at den omfatter:
(a) en anordning som skal komme i kontakt med partiklene med vann og luft i et kammer der luft-og -v^nn strømmer slik at partiklene blir så godt som fullstendig fuktet av vannet uten særlig kontakt mellom kammerets overflater som ikke er fullstendig fuktet og partiklene, for å danne en blanding av vann, polymer og medrevet luft,
(b) anordninger som kan underkaste blandingen en øyeblikkelig og momentan skjærpåkjenning like etter dannelsen av blandingen, hvorved klumpdannelser av partiklene forhindres og eksisterende klumpdannelser av partikler deles opp i enkeltpartikler for å danne en dispersjon av polymer i vann med medrevet luft og
(c) anordninger for utskillelse av luft fra dispersjonen .
13. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at kammeret innbefatter midler for inn-føring av vann til dette som en fallende film på veggene av kammeret.
14. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at anordningene under punkt (b) omfatter mekaniske dispergeringsanordninger.
15. Anordning som angitt i krav 14, karakterisert ved at dispergeringsmidlene omfatter en rotor og er tilsluttet midler for oppdeling av det partikkelformede materiale.
16. Anordning som angitt i krav 15, karakterisert ved at anordningen for oppdeling omfatter en stator som er anbragt for å komme i berøring med det materiale som mates ut fra rotoren og har åpninger av en størrelse som er valgt slik at agglomerater av partiklene deles opp i enkeltpartikler uten særlig reduksjon av størrelsen eller degradering av molekylstrukturen.
17. Anordning som angitt i krav 16, karakterisert ved at statoren er sylinder med spalter og omgir rotoren.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/588,793 US4603156A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Method of dispersing dry, water-soluble polymers in water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO850949L true NO850949L (no) | 1985-09-13 |
Family
ID=24355323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO850949A NO850949L (no) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Fremgangsmaate til dispergering av toerre polymerer i vann |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4603156A (no) |
| EP (1) | EP0154978B1 (no) |
| JP (1) | JPS6157624A (no) |
| AU (1) | AU564212B2 (no) |
| BR (1) | BR8501088A (no) |
| CA (1) | CA1243249A (no) |
| DE (1) | DE3574943D1 (no) |
| ES (1) | ES541183A0 (no) |
| FI (1) | FI850953L (no) |
| NO (1) | NO850949L (no) |
| ZA (1) | ZA851452B (no) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4529794A (en) * | 1984-03-29 | 1985-07-16 | Diatec Polymers | Method of rapidly dissolving polymers in water |
| US4845192A (en) * | 1984-03-29 | 1989-07-04 | Diatec Polymers | Method of rapidly dissolving polymer gels in water |
| US4778280A (en) * | 1986-06-25 | 1988-10-18 | Stranco, Inc. | Mixing apparatus |
| GB2211433B (en) * | 1987-10-27 | 1991-10-16 | Balfour Mfg | Mixing method |
| GB8902883D0 (en) * | 1989-02-09 | 1989-03-30 | North West Water Authority | Improvements in or relating to mixing devices |
| DE4132066A1 (de) * | 1990-09-27 | 1992-04-02 | Dennis G Pardikes | Mischvorrichtung fuer trockene polymere und elektrolyte |
| US5161887A (en) * | 1991-10-04 | 1992-11-10 | Jeffrey Goldberg | Process for producing an aqueous solution of difficult-to-dissolve, fine particle size particulate material |
| US5328261A (en) * | 1993-10-04 | 1994-07-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for dissolving powder in a liquid |
| EP0760382A3 (en) * | 1995-09-01 | 1997-09-10 | Dennis G Pardikes | System for processing dry polymers |
| US5599101A (en) * | 1995-09-01 | 1997-02-04 | Pardikes; Dennis G. | Dry polymer processing system |
| US6642351B1 (en) * | 2000-06-26 | 2003-11-04 | Cytec Technology Corp. | Dispersal of polyacrylamides |
| FR2922214B1 (fr) * | 2007-10-12 | 2010-03-12 | Spcm Sa | Dispositif pour la dispersion dans l'eau de polymeres hydrosolubles, et procede mettant en oeuvre le dispositif |
| FR2922123B1 (fr) * | 2007-10-12 | 2010-03-12 | Spcm Sa | Installation pour la floculation de boues chargees de matieres en suspension, procede mettant en oeuvre l'installation |
| US8026340B2 (en) * | 2008-12-16 | 2011-09-27 | H R D Corporation | High shear oxidation of wax |
| US20160287477A1 (en) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | Keith KATZ | Medication-dispensing device |
| US10406530B2 (en) | 2015-07-23 | 2019-09-10 | Urschel Laboratories, Inc. | Material processing machines and methods of use |
| US9751093B2 (en) * | 2015-10-16 | 2017-09-05 | Cimarron Land & Cattle Company, LLC | Effluent treatment system |
| FR3063229B1 (fr) * | 2017-02-24 | 2021-10-15 | Snf Sas | Equipement pour dissoudre des polymeres hydrosolubles ou hydrogonflants dans une solution aqueuse et utilisation de l'equipement |
| WO2018170446A1 (en) | 2017-03-16 | 2018-09-20 | UGSI Chemical Feed, Inc. | High-capacity polymer system and method of preparing polymeric mixtures |
| CN107413238B (zh) * | 2017-07-31 | 2020-07-14 | 蒙城县金冠面粉有限责任公司 | 粉料加湿器及粉料加湿方法 |
| US10737226B2 (en) | 2018-10-26 | 2020-08-11 | David O. Trahan | High efficiency powder dispersion and blend system and method for use in well completion operations |
| JP7760112B2 (ja) * | 2020-12-23 | 2025-10-27 | デンカ株式会社 | 連続混合装置 |
| US12516593B2 (en) | 2021-01-29 | 2026-01-06 | Downhole Chemical Solutions, Llc | Systems and methods for subdividing chemical flow for well completion operations |
| FR3129606B1 (fr) * | 2021-11-29 | 2023-10-27 | Snf Sa | Dispositif de dispersion de polymeres hydrosolubles |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US28576A (en) * | 1860-06-05 | Vines Harwell | Improvement in cultivators | |
| US28474A (en) * | 1860-05-29 | Samuel Hall | Coupling for shafting | |
| NL55853C (nl) * | 1937-09-22 | 1944-02-15 | Scholten Chemische Fab | Inrichting voor het oplossen van vaste stoffen (bij voorkeur colloidaal oplossende stoffen) door ze op een vloeistoffilm te laten vallen |
| NL133871C (no) * | 1966-03-22 | |||
| USRE28576E (en) | 1970-12-15 | 1975-10-21 | Process for rapid dissolving water-soluble vinyl addition polymers using water-in-oil emulsions | |
| USRE28474F1 (en) | 1970-12-15 | 1983-12-20 | Nalco Chemical Co | Process for rapidly dissolving water-soluble polymers |
| US3852191A (en) * | 1971-04-23 | 1974-12-03 | Supraton Bruchmann & Zucker Kg | Process and apparatus for the production of a dispersion or solution from comminuted solid substances and a dispersion medium or solvent |
| JPS4897152A (no) * | 1972-03-24 | 1973-12-11 | ||
| JPS5425128B2 (no) * | 1972-07-22 | 1979-08-25 | ||
| JPS5381548A (en) * | 1976-12-09 | 1978-07-19 | Toyobo Co Ltd | Process for continuous dissolution of high-molecular powder |
| IE47019B1 (en) * | 1977-07-12 | 1983-11-30 | Blue Circle Ind Ltd | Producing dispersions of polymeric material and preflocculated fillers for use in papermaking |
| US4113688A (en) * | 1977-12-14 | 1978-09-12 | Hercules Incorporated | Process for rapidly dissolving gels of water-soluble polymers by extrusion, cutting and then slurrying under high shearing forces |
| DE2935007C2 (de) * | 1979-08-30 | 1985-02-21 | Wachter Kg Hindelang Baustoffwerk Bautechnik, 8973 Hindelang | Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen und Fördern von Putzmörtel o.dgl. |
| DE3228843C2 (de) * | 1982-08-02 | 1984-11-29 | Chemische Fabrik Stockhausen GmbH, 4150 Krefeld | Verfahren zum schnellen Auflösen von wasserlöslichen Polymeren |
| US4499214A (en) * | 1983-05-03 | 1985-02-12 | Diachem Industries, Inc. | Method of rapidly dissolving polymers in water |
| US4529794A (en) * | 1984-03-29 | 1985-07-16 | Diatec Polymers | Method of rapidly dissolving polymers in water |
-
1984
- 1984-03-12 US US06/588,793 patent/US4603156A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-01-18 CA CA000472447A patent/CA1243249A/en not_active Expired
- 1985-02-26 ZA ZA851452A patent/ZA851452B/xx unknown
- 1985-03-11 AU AU39706/85A patent/AU564212B2/en not_active Ceased
- 1985-03-11 NO NO850949A patent/NO850949L/no unknown
- 1985-03-11 FI FI850953A patent/FI850953L/fi not_active Application Discontinuation
- 1985-03-12 JP JP60047594A patent/JPS6157624A/ja active Granted
- 1985-03-12 BR BR8501088A patent/BR8501088A/pt unknown
- 1985-03-12 EP EP85102831A patent/EP0154978B1/en not_active Expired
- 1985-03-12 ES ES541183A patent/ES541183A0/es active Granted
- 1985-03-12 DE DE8585102831T patent/DE3574943D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI850953A7 (fi) | 1985-09-13 |
| AU564212B2 (en) | 1987-08-06 |
| JPH0527650B2 (no) | 1993-04-21 |
| FI850953A0 (fi) | 1985-03-11 |
| BR8501088A (pt) | 1985-11-05 |
| ZA851452B (en) | 1985-10-30 |
| EP0154978A3 (en) | 1987-06-10 |
| CA1243249A (en) | 1988-10-18 |
| FI850953L (fi) | 1985-09-13 |
| EP0154978A2 (en) | 1985-09-18 |
| ES8603295A1 (es) | 1985-12-16 |
| DE3574943D1 (de) | 1990-02-01 |
| ES541183A0 (es) | 1985-12-16 |
| AU3970685A (en) | 1985-09-19 |
| JPS6157624A (ja) | 1986-03-24 |
| US4603156A (en) | 1986-07-29 |
| EP0154978B1 (en) | 1989-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO850949L (no) | Fremgangsmaate til dispergering av toerre polymerer i vann | |
| CA2446192C (en) | Apparatus and method for wetting powder | |
| US4640622A (en) | Dispersion of dry polymers into water | |
| NO864805L (no) | Fremgangsmaate for hurtig opploesning av polymergeler i vann | |
| NO851061L (no) | Fremgangsmaate og apparatur for hurtig opploesning av polymerer i vann | |
| US3893655A (en) | Apparatus and method for dispersing solid particles in a liquid | |
| AU2002314017A1 (en) | Apparatus and method for wetting powder | |
| US20170136427A1 (en) | Rapid High Solids Separation | |
| FR2922123A1 (fr) | Installation pour la floculation de boues chargees de matieres en suspension, procede mettant en oeuvre l'installation | |
| FR2668950A1 (fr) | Systeme de melange de polymere sec et d'electrolyte. | |
| FR2461721A1 (no) | ||
| US4477353A (en) | Method of reclaiming water and coal from coal treatment underflow by two-stage separation of solids | |
| US5698109A (en) | Purification of aqueous liquor | |
| CN101193952A (zh) | 制备聚合物浓溶液的方法和设备 | |
| US3730887A (en) | Granulating method and apparatus | |
| CA1050179A (en) | Method of reclaiming water and coal from coal treatment underflow by two-stage separation of solids | |
| US20240408512A1 (en) | Mixing kneader and method for carrying out an extraction | |
| JPH07949A (ja) | 油脂分離方法及びその分離装置 | |
| NZ250462A (en) | Concentrating polymer emulsions; use of centrifuge to remove hydrophobic liquid; polymer compositions | |
| GB2059811A (en) | Beneficiation of minerals | |
| JP2005013860A (ja) | 凝集反応装置 | |
| US4045354A (en) | Device for separation of liquid from paste or semi-solid | |
| BE667054A (no) | ||
| HK1063609B (en) | Apparatus and method for wetting powder | |
| JPH04283239A (ja) | ドライポリマーの混合方法と装置 |