Реакционный или варочный котел

Варочный котел для смолы предназначается для приготовления водорастворимых смол, конденсируемых без вакуума, и спирторастворимых смол конденсируемых под вакуумом.

Он представляет собой цилиндрический стальной котел с двой­ными стенками, плоским или полуовальным днищем и плоской или сферической крышкой-шлемом. Двойные стенки с расстоя­нием около 40—50 мм служат для пропуска между ними воды и пара для охлаждения или нагрева котла.

Наружная стенка котла для смолы, называемая рубашкой, изолируется слоем асбеста или другого теплонепроницаемого материала. Внут­ренняя стенка котла, соприкасающаяся с химикатами, делается из меди, никеля или стали.

В зависимости от вида смолы реакционные котлы бывают как работающие под давлением до 12—16 ат, так и работающие при меньшем давлении, или вакуумом.

Для приготовления спирторастворимых смол применяются котлы, выдерживающие значительное давление со стенками тол­щиной в 16—18 мм, а котлы для водорастворимых смол рас­считываются на внутреннее давление в 1 ат.

Котлы для спирторастворимых смол имеют рубашку на ²/з высоты котла. Пары воды поступают в верхнюю часть, а слив воды и выход пара производят через нижнюю часть рубашки котла.

Котлы для водорастворимых смол имеют рубашку на всю высоту котла. Ввод пара и воды сделан внизу котла, а выход вверху. Такое расположение входа и выхода воды позволяет вести нагрев котла только горячей водой, избегать возможного перегрева и легко регулировать экзотермическую реакцию.

Пуск же холодной воды снизу вверх позволяет быстро охла­дить смолу.

Наличие рубашки на всю высоту котла позволяет использо­вать его полезную емкость с максимальной производительностью.

Каждый реакционный котел для смолы оборудуется специальной аппа­ратурой для загрузки химикатов, наблюдения и контроля за процессом конденсации, перемешивающим приспособлением, хо­лодильником и приспособлением для слива готовой смолы.

Для загрузки химикатов, герметизации и ведения наблюдения за процессом конденсации смолы реакционный котел имеет крыш­ку-шлем, укрепленную болтами на его корпус.

Крышка-шлем может быть плоской или сферической с отвер­стием в центре шлема, для вала мешалки, выходящего из котла, и двумя смотровыми окнами диаметром 6—12 см, расположен­ными друг против друга, с толстыми стеклами с металлической сеткой. Через одно окно производится освещение внутренней части котла электрической лампочкой, установленной в кожухе над окном. Второе окно (смотровое) предназначено для наблюдения за процессом конденсации.

Кроме того, котел для смолы оснащен крышкой в которой имеются: отверстие-люк для руч­ной загрузки котла и для внутреннего ремонта, герметически закрываемое задвижкой; два отверстия для холодильника-конден­сатора, из которых одно предназначено для уходящих в холодиль­ник паров, а второе — для стока сконденсированной жидкости; отверстия для трубопроводов, по которым производится механизированная загрузка химикатов, а для вакуумного котла — трубо­провод от вакуум-насоса.

Отверстие с металлическим пальцем для термометра, которое иногда для укорочения ножки термометра делается с боку котла.

Мешалка расположена внутри реакционного котла в верти­кальном положении. Она предназначается для перемешивания реагирующих веществ, улучшения условий теплопередачи от сте­нок котла реакционной массе, ускорения процесса конденсации и устранения возможного перегрева смолы около и на стенках котла, чем предотвращается преждевременное отверждение смолы (для спирторастворимых смол). Мешалка изготовляется из стали и может иметь различную форму.

Вакуумный котел для смолы, работающий с сильно вязкими мас­сами в виде расплавленной и высушенной смолы, применяют ме­шалки якорного типа. Для котлов, предназначенных для конден­сации водорастворимых смол, применяют лопастные мешалки с наклоном лопастей в 30° и расположением их по вертикальной оси вала в несколько рядов. Такое расположение лопастей поз­воляет перемешивать жидкость не только в одной плоскости, но и по вертикали, снизу вверх.

Зазор между лопастями мешалки и стенками котла должен быть не более 20 мм. Для вращения мешалки на вакуумных котлах емкостью в 2 м³ устанавливают электродвига­тель мощностью 6 квт, а на безвакуумных котлах той же емко­сти мощностью 1,5—2 квт. Мешалка работает с момента загрузки основных химикатов до момента полного охлаждения смолы и начала ее слива в тару.

Холодильник-конденсатор представляет собой металлический цилиндр, по которому движется холодная вода. Внутри цилиндра устроен трубчатый змеевик или ряд трубок, по которым проходит пар охлаждаемой жидкости, испаряющейся из реакционного котла. Охлаждающая вода поступает по принципу противотока и, соприкасаясь с наружной стенкой трубок или змеевика, охла­ждает их, отнимая тепло от пара, проходящего внутри трубок.

Холодильник устанавливается над котлом или на стенке зда­ния около котла и предназначается для охлаждения паров фенола, формальдегида и летучих продуктов, образующихся в процессе конденсации, особенно в момент кипячения, и возврата этих паров в охлажденном, сконденсированном состоянии в реакцион­ный котел, чем предотвращаются потери химикатов и увеличи­вается выход смолы. Холодильник при производстве водораство­римых смол все время работает на возврат сконденсированных паров в котел для смолы и в этом случае называется обратным холодиль­ником.

При конденсации спирторастворимых смол до момента рас­слоения и начала сушки холодильник работает как обратный, а с момента сушки, когда необходимо удалять воду из смолы, отверстие, через которое происходит обратный слив конденсата из холодильника в котел, закрывают и открывают выход из холодильника в специальный сборник конденсата. В этом случае конденсат не возвращается в варочный котел, и холодильник называют прямым.