連續(xù)精制提純特種塑料的過濾洗滌干燥機(jī)組
產(chǎn)品概述
目前國內(nèi)高分子材料企業(yè)所生產(chǎn)的特種工程塑料的分子量、熱性能、力學(xué)性能等指標(biāo)，較美國、日本所生產(chǎn)的樹脂已相差無幾。但在樹脂的純度方面，由于國內(nèi)企業(yè)普遍使用水流沖洗、過濾的方式來除去樹脂的雜質(zhì)，因其工藝特性的限制，并不能全部解決樹脂純度不高的問題，其樹脂成品依然存在雜質(zhì)偏高，樹脂白度不夠等問題，其雜質(zhì)多為氯化物、催化劑殘留、聚合母液殘留、未wan全聚合物等。樹脂純度不高會影響下游企業(yè)使用樹脂注射成型、纖維紡絲的成品收率低、力學(xué)性能不佳、產(chǎn)品成色不合格等問題。
特種工程塑料聚合反應(yīng)的產(chǎn)物經(jīng)固液分離后，濾餅的主要成分為合成樹脂及附著在上面的NMP(溶劑)、NaCl(副產(chǎn)廢鹽)、極少量的低聚物等。為了獲得純凈的樹脂成品，一般采用精制提純處理，其工藝步驟如下：
(1) 聚合物料漿固液分離：將聚合反應(yīng)合成的料漿放入等壓放料罐內(nèi)，降溫后放入高速離心機(jī)內(nèi)，進(jìn)行第 一次固液分離，得到半成品樹脂；(物料轉(zhuǎn)移：放料罐→離心機(jī)，人工開放式操作)
(2) 溶劑純化去除低聚物：將固液分離得到的半成品樹脂轉(zhuǎn)移至純化釜內(nèi)，加入溶劑，攪拌溶解低聚物；純化后的樹脂放入高速離心機(jī)內(nèi)，進(jìn)行固液分離，得到純化后的樹脂半成品；(物料轉(zhuǎn)移：離心機(jī)→純化釜→離心機(jī)，人工開放式操作)
(3) 破碎：純化后的樹脂半成品放至破碎機(jī)內(nèi)，破碎物料至50～60微米的粒徑且顆粒均勻的固體樹脂顆粒；(物料轉(zhuǎn)移：離心機(jī)→破碎機(jī)，人工開放式操作)
(4) 漂洗：破碎后的樹脂放至沉降槽內(nèi)，加入純水，進(jìn)行沉降洗滌，洗滌時(shí)間2～4小時(shí)，漂洗出樹脂內(nèi)的油相雜質(zhì)；(物料轉(zhuǎn)移：破碎機(jī)→沉降槽，人工開放式操作)
(5) 沖洗：漂洗完成后的樹脂，放入洗鹽機(jī)內(nèi)，加入純水沖洗3～5小時(shí)，除去樹脂表面的雜質(zhì)；(物料轉(zhuǎn)移：沉降槽→離心機(jī)，人工開放式操作)
(6) 浸泡：沖洗完成后樹脂送至半成品料漿槽內(nèi)，加入純水浸泡3～5小時(shí)，除去樹脂孔隙內(nèi)的殘留雜質(zhì)；(物料轉(zhuǎn)移：離心機(jī)→洗滌槽，人工開放式操作)
(7) 離心機(jī)甩濾：浸泡完成后的半成品料漿放入高速離心機(jī)內(nèi)，進(jìn)行固液分離，得到高純度的樹脂半成品；(物料轉(zhuǎn)移：洗滌槽→離心機(jī)，人工開放式操作)
(8) 低溫干燥：將固液分離得到的高純度的樹脂半成品，放于多臺雙錐真空干燥機(jī)，其真空度為-0.06～-0.09MPa，加熱為低壓蒸汽為3～5kg，干燥時(shí)間為90～200分鐘，得到高純度特種工程塑料成品。(物料轉(zhuǎn)移：離心機(jī)→多臺間歇式干燥機(jī)，人工開放式操作)
現(xiàn)有特種工程塑料純化工藝流程有以下缺點(diǎn)：
(1) 安全風(fēng)險(xiǎn)高
使用離心機(jī)甩濾，由于離心機(jī)所處理含有溶劑聚合物料漿是易燃易爆的，這就易引起燃燒爆炸事故的發(fā)生。又因其轉(zhuǎn)速很高，如操作不慎或違章作業(yè)，與轉(zhuǎn)動著的離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料接觸，將造成手指、手臂截?cái)嗍鹿?。此外，由于種種原因引起的轉(zhuǎn)鼓破裂、轉(zhuǎn)鼓位移、人孔蓋板飛出等也會造成嚴(yán)重的人員傷亡事故。
(2) 無法密閉生產(chǎn)，環(huán)境污染大
甩濾、洗滌、粉碎、純化、干燥各個(gè)步驟之間需要轉(zhuǎn)料操作，自動化水平低，每班操作需要人員較多，轉(zhuǎn)料操作時(shí)有溶劑、粉塵等職業(yè)病風(fēng)險(xiǎn)，異物控制等質(zhì)量控制難點(diǎn)，管理難度大。濾餅洗滌效果差、人工操作勞動強(qiáng)度大、物料轉(zhuǎn)移困難、物料容易受到設(shè)備傳動部件及敞開工作的環(huán)境影響和污染等嚴(yán)重缺陷。
(3) 純化工藝繁瑣，穩(wěn)定性較差
特種工程塑料傳統(tǒng)提純工藝中使用脫水劑、聚合體系含有大量鹽分所帶來的環(huán)境不友好、洗脫困難，需要用大量的有機(jī)溶劑和去離子水進(jìn)行多次反復(fù)洗滌，才能達(dá)到較好的純化效果。因此工序復(fù)雜，質(zhì)量穩(wěn)定性較差，且生產(chǎn)成本高。
(4) 設(shè)備多、操作繁瑣，無法滿足工業(yè)大生產(chǎn)工藝要求
過濾、洗滌以及干燥都是采用獨(dú)立的設(shè)備進(jìn)行加工，如離心機(jī)、洗滌槽、干燥機(jī)等，由于設(shè)備分散，生產(chǎn)過程不易控制，自動化程度低，在取樣、化驗(yàn)、加料、補(bǔ)料、溫度、壓力等方面若控制不當(dāng)或人工操作，往往也會造成差錯(cuò)與污染。反應(yīng)、過濾、干燥這三個(gè)裝置間物料的輸送難度就更高，有時(shí)常常會由此而使整套裝置處于不能wan全正常操作或勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)周期長、能耗大、效率低影響產(chǎn)品質(zhì)量，無法滿足精細(xì)化工大生產(chǎn)工藝要求。
(5) 占地面積大、設(shè)備投入高
過濾、多次洗滌過濾、干燥等單元操作，這些單元操作通常由結(jié)晶罐、壓濾機(jī)或離心過濾機(jī)、洗滌槽以及干燥機(jī)等單元設(shè)備單獨(dú)運(yùn)作，多種單元設(shè)備成一個(gè)長流程的大裝置，設(shè)備間通過管道或其他方式輸送物料每個(gè)單元操作對應(yīng)相應(yīng)的單元設(shè)備，設(shè)備分散布置，使整個(gè)生產(chǎn)過程的廠房面積大幅度增加，同時(shí)也大大提高了設(shè)備的投資。
目前新材料行業(yè)急需特種工程塑料連續(xù)化精制提純設(shè)備對上述問題進(jìn)行改進(jìn)。無錫雙瑞研發(fā)的過濾洗滌干燥機(jī)組(zhuan 利號：ZL 202121331911.4)，解決了傳統(tǒng)的特種工程塑料精制提純步驟繁瑣效率低的問題，從而提高物料過濾、洗滌、干燥機(jī)組的整體效率，保證生產(chǎn)的連續(xù)性，效率高，且能耗低、綠色環(huán)保，具有普適性，易于推廣。
工作原理
連續(xù)精制提純特種塑料的過濾洗滌干燥機(jī)組，其特征在于：包括：過濾洗滌系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)和尾氣循環(huán)系統(tǒng)，所述過濾洗滌系統(tǒng)與干燥系統(tǒng)相連，所述干燥系統(tǒng)通過管路與尾氣循環(huán)系統(tǒng)相連，所述過濾洗滌系統(tǒng)包括至少兩組過濾洗滌二合一設(shè)備。
所述干燥系統(tǒng)包括盤式干燥機(jī)，所述盤式干燥機(jī)包括空心的圓柱形筒體，所述筒體下方右側(cè)開設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述尾氣循環(huán)系統(tǒng)包括：除塵器、冷凝器、溶劑回收罐和循環(huán)風(fēng)機(jī)，所述筒體上方還設(shè)有出風(fēng)口，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)處通過管路與進(jìn)風(fēng)口相連, 本新型技術(shù)涉及物料過濾、洗滌、干燥領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)精制提純特種塑料的過濾洗滌干燥機(jī)組。
技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
連續(xù)化過濾洗滌干燥機(jī)組可以在同一系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行過濾、洗滌和干燥全過程連續(xù)密閉操作，自動出料，與傳統(tǒng)工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1) 生產(chǎn)系統(tǒng)流程全密閉
從聚合物料漿固液分離開始到干燥結(jié)束的全封閉生產(chǎn)流程，該套設(shè)備是一個(gè)全封閉運(yùn)行的系統(tǒng)，生產(chǎn)流程更加符合滿足精細(xì)化工大生產(chǎn)工藝要求規(guī)范，消除了粉塵揮發(fā)因素，使異物污染得到控制、降低了安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。
(2) 安全有保障
在溶劑純化除低聚物工藝中，使用過濾洗滌二合一替代離心機(jī)甩濾、洗滌槽，消除了離心機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)。過濾洗滌二合一在過濾中可以充氮?dú)獗Ｗo(hù)，安全風(fēng)險(xiǎn)極低。由于此生產(chǎn)系統(tǒng)全封閉運(yùn)行，能wan全避免生產(chǎn)過程中溶劑對操作環(huán)境空氣的污染，同時(shí)能減少因與毒性物質(zhì)接觸而導(dǎo)致操作人員中毒事故的發(fā)生。在安全和職業(yè)健康呼聲日益高漲的如今，這一優(yōu)點(diǎn)更顯得重要。
(3) 更加環(huán)保
因?yàn)檎麄€(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)是全密閉系統(tǒng)的操作，因此物料和溶媒可以近乎100%的回收，避免因物料遺漏、遺留和溶劑揮發(fā)而引起的浪費(fèi)，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益，特別是處理物料和使用溶劑價(jià)值較高時(shí)更是如此。
(4) 操作簡單，自動化程度高：各流程分階段進(jìn)行，安全措施齊全，操作人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)，即可以完成操作，而且大大減輕了勞動強(qiáng)度。
(5) 產(chǎn)品質(zhì)量提高：由于此設(shè)備在洗滌操作時(shí)可以對濾餅進(jìn)行重新攪拌混懸，使濾餅中的雜質(zhì)可以得到非常che底的清洗，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
(6) 清潔生產(chǎn)
此過濾洗滌干燥機(jī)可密閉運(yùn)行，并且裝配有粉塵捕集器，收集干燥后產(chǎn)生的粉塵，能滿足高潔凈度的生產(chǎn)操作要求?？奢p松實(shí)現(xiàn)在線清洗操作，較傳統(tǒng)設(shè)備相比可減少清洗時(shí)的溶劑揮發(fā)和安全風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)改進(jìn)
(1) 過濾洗滌二合一外側(cè)設(shè)置加熱夾套，采用蒸汽加熱的方式進(jìn)行。特種工程塑料漿料放入二合一釜時(shí)，即開始加熱，采用邊加熱，邊洗滌的方式進(jìn)行操作。加熱洗滌，能利于洗滌時(shí)將雜質(zhì)排出，減少洗滌次數(shù)和水洗時(shí)間，提高洗滌效率。
(2) 過濾洗滌二合一的洗滌液出口設(shè)置在錐體底部。當(dāng)洗滌液位下至釜底時(shí)，打開減壓閥門，將釜內(nèi)的洗滌液全部抽離，加快洗滌效率，提高產(chǎn)品品質(zhì)。
(3) 過濾洗滌二合一的錐形過濾器采用分段式設(shè)計(jì)，通過閥門控制可實(shí)現(xiàn)多段獨(dú)立過濾、分段反吹洗，過濾出的洗滌液匯到總管排出，經(jīng)雙聯(lián)式濾袋過濾器預(yù)處理后流入暫存罐。
(4) 暫存罐底部的高壓泵將洗滌液輸送的精密過濾器二次處理后，利用閥門控制兩路輸出；一路到三合一頂部的洗滌液進(jìn)口，對物料進(jìn)行初步洗滌提純(回用)；另一路接到洗滌液處理管道，進(jìn)入廢液處置工序，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)水的效果，降低生產(chǎn)成本，提高效益。
(5) 過濾洗滌二合一用于對物料的反復(fù)多次洗滌是理想的設(shè)備。物料在機(jī)內(nèi)壓干后，可在頂部洗滌液入口加入洗滌液, 然后通過空心軸和空心螺帶的攪拌，對濾餅進(jìn)行均勻再漿，再漿攪拌均勻后再把物料壓干。若洗滌一次不夠，可進(jìn)行多次洗滌，這時(shí)重復(fù)上述步驟多次即可，操作方便，勞動強(qiáng)度極低。
(6) 過濾洗滌二合一裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)新穎，使用方便，通過離心泵和傳送管的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)特種工程塑料液料的循環(huán)洗滌，通過設(shè)置液位計(jì)，不僅能夠在加料時(shí)控制加入洗滌液的用量，防止容量過少達(dá)不到洗滌效果，還可在洗滌后監(jiān)測特種工程塑料液料與雜質(zhì)溶液的分界面，避免雜質(zhì)與監(jiān)測PVB液料的混合輸出。
(7) 連續(xù)化過濾洗滌干燥機(jī)滿足高分子材料工業(yè)化大生產(chǎn)的工藝要求，配置多臺過濾洗滌二合一交替間歇精制提純特種工程塑料，全流程自動化控制，密閉操作，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化工作。
(8) 閉路循環(huán)盤式干燥機(jī)立式安裝，保溫完善，熱源和廢熱利用率高。蒸發(fā)每公斤水僅需1.1～1.4kg蒸氣，能耗為熱風(fēng)干燥機(jī)的30%左右，所需動力僅為熱風(fēng)干燥機(jī)的10%左右，經(jīng)濟(jì)可行；
(9) 閉路循環(huán)盤式干燥機(jī)各層料盤溫度可控，達(dá)到規(guī)定的溫度分布。干燥冷卻并用，干燥能力強(qiáng)，更適應(yīng)與對濕度環(huán)境影響的易吸潮物料。
(10) 閉路循環(huán)盤式干燥機(jī)含有少量低聚物的熱濕氣進(jìn)入冷凝器，將氣體中的溶媒和水氣冷凝(溶媒回收率為95%以上)，既可以回收溶媒，又可以冷凝除濕干燥氣體循環(huán)利用。回收的溶媒可以再次循環(huán)使用，可以節(jié)約成本，同時(shí)不會造成尾氣排放對環(huán)境污染。
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