一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥系统及干燥工艺

摘要

本发明公开了一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥系统及干燥工艺，包括：串联的闪蒸干燥器和立式搅拌干燥器，闪蒸干燥器与物料供给装置连接；闪蒸干燥器底部设置有进风口，进风口与热风源连接，且其内部设置有旋转打散装置，旋转打散装置包括旋转轴和若干打散耙臂，打散耙臂沿轴向设置于旋转轴上；立式搅拌干燥器的底部设置有布风板，布风板上均布通孔，且布风板上方设置有搅拌装置，搅拌装置的搅拌叶片贴合布风板设置或与布风板之间间隔设定距离设置。

说明书

技术领域

本发明属于聚乙烯干燥技术领域，具体涉及一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥系统及干燥工艺。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

氯化聚乙烯又名CPE，是一种外观为白色粉末，无毒无味的饱和高分子材料，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。韧性良好(在-30℃仍有柔韧性)，与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高。

目前，CPE的生产工艺主要为水相悬浮法和酸相悬浮法，其中，酸相法的成品料粘度及粒径比水相法更大，且CPE是一种热敏性物料，在70℃左右就会变性塑化，干燥难度大。目前国内大多采用卧式沸腾床来干燥CPE，在干燥过程中因为物料沸腾效果差经常出现死床的现象。死床以后，物料在持续的高温下逐渐变性塑化，产生黑黄点，不但影响产品品质还难以清理，并且过度频繁的清理还会严重影响产能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥系统及干燥工艺。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥系统，包括：串联的闪蒸干燥器和立式搅拌干燥器，闪蒸干燥器与物料供给装置连接；

闪蒸干燥器底部设置有进风口，进风口与热风源连接，且其内部设置有旋转打散装置，旋转打散装置包括旋转轴和若干打散耙臂，打散耙臂沿轴向设置于旋转轴上；

立式搅拌干燥器的底部设置有布风板，布风板上均布通孔，且布风板上方设置有搅拌装置，搅拌装置的搅拌叶片贴合布风板设置或与布风板之间间隔设定距离设置。

第二方面，本发明提供一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥方法，包括如下步骤：

氯化聚乙烯湿物料与隔离剂混合后加入闪蒸干燥器内，湿物料被打散耙臂打散后，并与通入的热风进行换热、干燥，湿物料中的大部分游离水被脱除；

经过初步干燥后的物料落入立式搅拌干燥器的底部布风板上，低温热风从布风板下方通入，使物料在布风板上进行沸腾干燥；沸腾干燥过程中，搅拌装置的搅拌叶片对布风板的表面物料进行搅拌，防止死床。

上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下：

采用两级干燥系统，一级高温干燥去除游离水，干燥效率高物料升温小，二级低温干燥去除结合水同时保证物料不会变性塑化，吨产品能耗低。

一级闪蒸干燥系统以闪蒸干燥器为主机，其底部高速旋转的打散叶片可以有效将物料切削粉碎，增大了换热面积，加快了传热速率及增加了传热效率，同时保证了干燥器内不会存料，杜绝了黑黄点的产生，提高了产品的品质。

二级干燥系统以立式搅拌干燥器为主机，其底部的分风板均风布风保证流化效果，同时搅拌叶片也可辅助物料流动，防止形成流化死区，物料变性塑化，产生黑黄点影响产品品质。

与物料接触部分喷涂防粘层，大大降低了物料的附着度，同时防粘涂层具有良好的导电性，将物料因摩擦产生的静电导出，防止物料因静电团聚。

旋风除尘器加洗涤塔的两级除尘有效的降低尾气中的粉尘排放浓度，达到国家排放标准

不用频繁清理设备，降低了劳动强度，节省了人工，提高了生产效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的纯酸相法氯化聚乙烯干燥工艺流程图；

图2是本发明一个或多个实施例中闪蒸干燥器的结构示意图；

图3是本发明一个或多个实施例的闪蒸干燥器中打散叶片的结构示意图；

图4是本发明一个或多个实施例的立式搅拌干燥器的结构示意图；

图5是图4中A处的放大结构示意图；

图6是立式搅拌干燥器的内部俯视图结构示意图；

图7是本发明一个或多个实施例的螺旋加料机的结构示意图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1-第一空气过滤器，2、第一鼓风机，3、第一蒸汽换热器，4、缓冲料仓，5、隔离剂加料机，6、螺旋加料机，7、闪蒸干燥器，8、第一旋风除尘器，9、第一卸料器，10、第一引风机，11、第一洗涤塔，12、第二空气过滤器，13、第二鼓风机，14、第二蒸汽换热器，15、立式搅拌干燥器，16、第二旋风除尘器，17、第二卸料阀，18、第二引风机，19、第二洗涤塔，20、废气出口，21、进料口，22、打散耙臂，23、打散耙齿，24、驱动电机，25、搅拌器，26、返料口，27、出料口，28、气相出口，29、进料口，30、搅拌叶片，31、旋转送料器，32、螺旋进料器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

第一方面，本发明提供了一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥系统，包括：串联的闪蒸干燥器和立式搅拌干燥器，闪蒸干燥器与物料供给装置连接；

闪蒸干燥器底部设置有进风口，进风口与热风源连接，且其内部设置有旋转打散装置，旋转打散装置包括旋转轴和若干打散耙臂，打散耙臂沿轴向设置于旋转轴上；

立式搅拌干燥器的底部设置有布风板，布风板上均布通孔，且布风板上方设置有搅拌装置，搅拌装置的搅拌叶片贴合布风板设置或与布风板之间间隔设定距离设置。

通过两级干燥来干燥物料，一级干燥为闪蒸干燥系统，一级干燥的目的是采用闪蒸干燥器为主机使用较高的温度去除物料中的表面游离水，此时物料的大部分游离水被脱除，但物料的温度升温极小。闪蒸干燥采用切向进风且干燥室内带有快速旋转的打散叶片。CPE物料进入干燥室后被打散叶片切割，边粉碎边干燥，其表面积急剧增大，换热效率大幅提高。同时高速旋转的叶片还可以有效防止物料在干燥器内积聚。二级干燥为立式搅拌干燥系统。二级干燥的目的是使用长时间的低温烘烤使物料中的内部结合水脱出，最终获得合格的产品。立式干燥机由分风板分割为均风室及干燥室，干燥室又细分为干燥段及扩大段。干燥段设有缓慢转动的搅拌叶片。物料在分风板的作用下沸腾干燥，同时搅拌叶片不断搅拌，辅助物料沸腾流化，防止死床。

在一些实施例中，打散耙臂沿径向设置于旋转轴上。旋转轴与电机连接，利用电机提供旋转轴的旋转动力。

优选的，打散耙臂为片状结构，且与其旋转方向垂直设置。

打散耙臂为片状结构，多个打散耙臂沿旋转轴的轴向设置，在旋转过程中更容易对湿物料产生剪切作用，将湿物料进行破碎，提高湿物料与热风之间的接触面积。

优选的，打散耙臂的组数为2-15组，每组有2-10片。

优选的，每个打散耙臂的侧面均设置有若干个打散耙齿，打散耙齿与旋转轴的夹角为30°-150°，优选为60°-120°，进一步优选为80°-110°，再进一步优选为80°-100°。

多个打散耙齿突出打散耙臂的表面设置，形成多个物料切刀，可以有效提高物料的剪切粉碎效率。

优选的，打散耙齿与打散耙臂之间的夹角为15°-75°。

优选的，打散耙臂的上下两个侧面均设置有打散耙齿。可以更有效提高剪切打散效率。

在一些实施例中，立式搅拌干燥装置的搅拌装置包括搅拌轴、横梁和若干搅拌叶片，搅拌轴与横梁的中部垂直设置，若干搅拌叶片沿横梁的长度方向分布设置，且位于横梁的同一侧。

优选的，搅拌叶片的工作端为平面。

进一步优选的，搅拌叶片的工作端与布风板平行设置。

搅拌叶片在工作过程中是缓慢旋转的，旋转过程中可以对物料起到搅拌的作用，辅助沸腾，并将结块的物料打散，以使物料保持沸腾干燥状态，有效提高物料的干燥效果。

在一些实施例中，闪蒸干燥器的热风进口依次与第一蒸汽换热器、第一鼓风机和第一空气过滤器连接。

空气经第一空气过滤器过滤、第一鼓风机加压、第一蒸汽换热器加热后，得到具有一定压力的高温热风，并将高温热风通入闪蒸干燥器中对湿物料的游离水进行快速干燥。

由于游离水的蒸发过程中吸收大量热量，所以在该过程，即使采用高温热风进行干燥，物料的温度不会较大幅度的上升，可以避免其变性塑化。

优选的，闪蒸干燥器的物料出口连接有第一旋风除尘器，第一旋风除尘器的固体出口与立式搅拌干燥器的进口连接。

在闪蒸干燥器内，当湿物料中的水分降低到一定程度后，物料会随热风一起从闪蒸干燥器的物料出口流出，进入第一旋风除尘器中，并在其中进行气固分离。气体进入后续的处理程序，固体进入立式搅拌干燥器进行下一步干燥。

进一步优选的，第一旋风分离器的气体出口通过第一引风机与第一洗涤塔连接。

从第一旋风分离器的气体出口流出的气体经过洗涤后外排。

在一些实施例中，立式搅拌干燥器的热风进口依次与第二蒸汽换热器、第二鼓风机和第二空气过滤器连接。

优选的，立式搅拌干燥器的气相出口与第二旋风分离器连接，第二旋风分离器的固体出口与立式搅拌干燥器顶部的返料口连接。

进一步优选的，第二旋风分离器的气体出口通过第二引风机与第二洗涤塔连接。

第二方面，本发明提供一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥方法，包括如下步骤：

氯化聚乙烯湿物料与隔离剂混合后加入闪蒸干燥器内，湿物料被打散耙臂打散后，并与通入的热风进行换热、干燥，湿物料中的大部分游离水被脱除；

经过初步干燥后的物料落入立式搅拌干燥器的底部布风板上，低温热风从布风板下方通入，使物料在布风板上进行沸腾干燥；沸腾干燥过程中，搅拌装置的搅拌叶片对布风板的表面物料进行搅拌，防止死床。

隔离剂的作用为增加湿物料的分散性。

在一些实施例中，向闪蒸干燥器内通入的热风温度为100℃-120℃。

在一些实施例中，所述隔离剂为白炭黑。

在一些实施例中，向立式搅拌干燥器中通入的热风温度为80-100℃。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1中，一种纯酸相法氯化聚乙烯干燥系统，以一级闪蒸干燥系统加二级立式搅拌干燥系统的两级干燥方式来干燥纯酸相法氯化聚乙烯，采用闪蒸干燥器和立式搅拌干燥器作为干燥主机。

一级闪蒸干燥系统中空气过滤器1出口与闪蒸鼓风机2入口相连，鼓风机2出口与蒸汽换热器3入口相连，蒸汽换热器3出口与闪蒸干燥器7进风口相连，隔离剂加料机5出口与缓冲料仓4相连，缓冲料仓4出口与螺旋进料机6入口相连，螺旋进料机6与闪蒸干燥器7进料口相连。闪蒸干燥器7出风口与旋风除尘器8入口相连，旋风除尘器8出风口与引风机10入口相连，旋风除尘器8出料口与出料卸料器9入口相连，出料卸料器9出口与立式搅拌干燥器15进料口相连，引风机10出口与洗涤塔11进风口相连，洗涤塔11出风口排向大气；

二级立式搅拌干燥系统中，空气过滤器12出口与鼓风机13入口相连，鼓风机13出口与蒸汽换热器14入口相连，蒸汽换热器14出口与立式搅拌干燥器15进风口相连，立式搅拌干燥器15出风口与旋风除尘器16入口相连，旋风除尘器16出风口与引风机18入口相连，旋风除尘器16与出料卸料器17入口相连，出料卸料器17出口与立式搅拌机15返料口相连。引风机18出口与洗涤塔19进风口相连，洗涤塔19出风口排向大气。

如图2和图3所示，闪蒸干燥器底部带有旋转打散装置，其中旋转打散装置由电机减速机驱动，转速可调(3-100转/min)，旋转打散装置包括数组2-5组数量不等的(根据工况决定)交错排列的打散耙臂，每组打散耙臂22上有对称分布的2-10片数量不等的(根据工况决定)打散耙齿23，耙齿与耙臂之间有15°-75°(根据工况决定)的倾斜角度。

如图4、图5和图6所示，立式搅拌干燥装置由中间分风板分为上下两部分，下部分进风，上部分进料，进料段上部采用体积更大的扩大结构。缓慢转动的搅拌装置，物料边干燥边搅拌，其中搅拌装置由电机减速机驱动，转速可调(3-100转/min)，搅拌装置包括1-5组(根据工况决定)数量不等的搅拌耙臂，每组搅拌耙臂上有对称分布的2-16件(根据工况决定)之间数量不等的抄板，每片抄板与耙臂之间具有15°-75°(根据工况决定)的倾斜角度。

如图7所示，加料装置包括缓冲料仓、隔离剂输送机和螺旋加料机。螺旋进料机与闪蒸干燥器通过法兰相连，螺旋加料机落料口在闪蒸干燥器内。缓冲料仓带有破拱装置(如图7所示)，防止物料架桥堆积。

所有接触物料的设备及管道材质均使用钛材，排风管道及洗涤塔均使用玻璃钢材质，进风管道使用304不锈钢材质。

干燥工艺为：

来自于离心机的湿物料进入缓冲料仓4，同时隔离剂通过隔离剂加料机5进入缓冲料仓4，在螺旋加料机6的作用下，物料均匀稳定的进入闪蒸干燥器7内。在闪蒸干燥器7内，湿物料被底部的打散叶片粉碎切割，物料表面积急剧增加，大大增加了物料的换热效率和速率。空气经空气过滤器1过滤、鼓风机2加压后，送入蒸汽换热器3内，被加热至一定温度后，由闪蒸干燥器7入风口切向进入闪蒸干燥器7内，与物料接触换热。

物料在热气的裹挟下进入旋风除尘器8内，在旋风除尘器8的作用下，大部分物料被收集下来，通过底部的卸料器9进入立式搅拌干燥器15内。而尾气则携带着脱出的水汽及微小颗粒被引风机10加压后进入洗涤塔11中，在洗涤塔11的作用下，微小粉尘被喷淋收集下来，尾气则被排向大气。

经过初步干燥的物料经过旋风除尘器8底部的卸料器9进入立式搅拌干燥器15内。物料在分风板上与经过过滤器12过滤、鼓风机13加压、换热器14加热后的热风作用下沸腾流化，同时搅拌叶片也缓慢转动，辅助物料流化，防止死床。物料在立式搅拌干燥器15内边沸腾边换热，脱出的水汽在热风的带动下向出风口移动，在扩大段部分，因为风速变缓，大部分被热风带走的物料在重力的作用下重新落回干燥段，少部分粉尘随热风进入到旋风除尘器16中，在旋风除尘器16的作用下，大部分物料再次被收集下来并经底部的卸料阀17返回到立式搅拌干燥器15内，微细粉末及脱出水汽在引风机18的作用下进入洗涤塔19内，在洗涤塔19的作用下，微小粉尘被喷淋收集下来，尾气则被排向大气。而立式搅拌干燥器15内的物料在干燥合格后由出料口排出进入下一个工序。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。