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聚乙烯PE干燥机_氯化聚乙烯干燥设备_CPE流化床干燥

时间:2013-08-29 14:25:32  来源:实验室  作者:易度

    聚乙烯是什么
    聚乙烯是由乙烯聚合反应得到的产物,简称为PE。我们生活中经常可以看到聚乙烯,作为一种无味、无毒的热塑性塑料,是生活用品中主要原材料之一。
    聚乙烯PE干燥
    生产制备聚乙烯的过程中主要是以蒸汽裂解所获得的乙烯作为原料,以丙烯作为共聚单体、沸程为125左右的链烷烃作为溶剂进行淤浆聚合。经过前段一系列反应过程后,将溶液进行固液分离、干燥、过筛、包装等,获得聚乙烯粉末。其中干燥段主要是采用流化床干燥机进行。其结构如下所示:
聚乙烯PE流化床干燥机
    上图为聚乙烯PE流化床干燥机。
    用于PE烘干的流化床干燥机主要有风室和干燥室两个部分组成。风室卫浴设备的底部,一般分为三个独立结构。氮气经过加热后分别进入流化床内部,自下而上的方向穿过床板将聚乙烯湿料吹起、进行充分的热交换。经过干燥后,PE干粉从出料口排出进行下一步过筛等工序;而干燥后的含尘尾气经过旋风分离器净化。尾气经过物料收集、净化后,重回加热装置内重新加热,循环使用。
    在设计聚乙烯流化床干燥设备时,采用白钢板代替陶瓷板进行生产,床板材质为316L。这样可避免陶瓷板本身疏松的缺陷,使用时间更长(陶瓷板厌水,寿命较短。一般三个月左右需要更换)。
    聚乙烯PE流化床干燥工作参数
    氮气进气量:10-20km³/h;
    进风温度:100℃;
    干燥室内物料温度:55-90℃;
    物料在流化床内停留时间:30-40min;
    理论处理量:5000kg/h;
    聚乙烯粉末终水分:0.3%(初水分10%);
    氯化聚乙烯干燥
    将聚乙烯与氯气反应可得氯化聚乙烯。氯化聚乙烯属于改性高聚物,简称CPE。由于氯化聚乙烯本身具有较好的化学稳定性,在塑料工业中得到了广泛的运用。生产氯化聚乙烯工艺较为简单,对CPE烘干是非常重要的工序之一。常州市易度干燥设备有限公司经过对CPE干燥性质的探究发现氯化聚乙烯的软化温度为85℃,当干燥时物料温度高于该温度或CPE受到挤压时则会发生塑性变形。我公司干燥实验室进行了CPE脱水试验发现,氯化聚乙烯的干燥过程有明显的恒速段和降速干燥段。在对CPM干燥设备选型时,首先是采用气流干燥设备进行烘干,但是经过我公司试验后发现该设备并不适用。主要是氯化聚乙烯物料烘干需要脱除的有一部分结合水,如使用气流干燥工艺,则需要重复烘干6次左右,才能达到0.3%含水量的要求,干燥成本与劳动强度大大增加。之后,确定使用沸腾床干燥设备进行试验。由于CPM在干燥室内的停留时间可控,避免了气流干燥的缺点。但是试验结果却并不乐观,生产过程中结床、跑料情况频发。经过分析找到了出现这一现象的原因是进入沸腾床的CPE湿料较重、含水量较大,与引风机的风压不匹配,导致沸腾效果欠佳,最终造成了这一情况。而更换风压较大的引风机并不能解决这一问题,会出现风压过大造成的漏料情况。所以目前CPE烘干行业多采用组合式干燥设备进行生产。
    氯化聚乙烯间歇式气流流化床干燥设备
    国内氯化聚乙烯干燥主要是采用间歇式气流-流化床干燥工艺进行。气流干燥设备的干燥强度大,可以在短时间内蒸发掉CPE的表面水,符合氯化聚乙烯的热敏性;经过气流干燥后CPE为粉末状,非常适合进行流化床干燥。通过流化床干燥设备的二次干燥后,氯化聚乙烯的一部分表面水以及绝大部分的毛细孔水分都可脱除。
    用于CPE烘干的间歇式气流流化床干燥机结构如下所示:
氯化聚乙烯间歇式气流-流化床组合干燥设备
    上图为氯化聚乙烯间歇式气流-流化床组合干燥设备。其中1-氯化氯乙烯湿料进料口;2-进料装置;3-空气换热器;4-气流干燥设备;5-进料风机;6-旋风分离器;7-流化床干燥机;8-送风机;9-换热器;10-出料口;11-振动筛;12-引风机;
    氯化氯乙烯气流-沸腾干燥设备
    除了上述采用气流干燥与流化床进行组合的干燥设备进行CPE烘干外,还可采用沸腾床和气流的组合模式。在进入干燥段时氯化聚乙烯为液体状,首先进入气流干燥设备内进行一级干燥,之后进入沸腾床内进行二级干燥。其中干燥尾气由旋风分离器进行收集,返回至沸腾床内继续烘干。其结构如下所示:
CPE气流-沸腾床干燥设备结构简图
    上图为CPE气流-沸腾床干燥设备结构简图,其中1-螺旋输送设备;2-加料器;3-换热器;4-气流干燥设备;5-换热器;6-出料口;7-沸腾干燥设备;8-旋风分离器;9-引风机;其中气流管的管径是大小不一,交替排列,目的是使得物料在管道内运行的速度改变强化传热传质的速率。
    CPE连续式流化床干燥机
    从上文我们知道,受到氯化氯乙烯干燥特性的限制一般的干燥方法不能一次性将水分降至0.3%(CPE本身具有两种临界湿含量即7%-15%和2%-4%)。为了降低设备投资,常州市易度干燥设备有限公司对CPE烘干工艺进行了大量的试验,借鉴国外先进干燥工艺研制了新型CPE连续式流化床干燥设备。该设备结构简图如下所示:
氯化聚乙烯CPE连续式流化床干燥机
    上图为氯化聚乙烯CPE连续式流化床干燥机。其中1-螺旋加料器;2-料斗;3-进料阀;4-空气过滤器;5-送风机;6-空气加热器A;7-空气加热器B;8-空气加热器C;9-空气加热器D;10-氯化聚乙烯流化床干燥机;11-卸料口;12-关风机;13-旋风分离器;14-引风机;
    用于CPE烘干的设备为连续式固定流化床干燥设备,物料在干燥室内呈S型轨迹运动。其干燥流程为:CPE经过离心机处理后通过螺旋加料器进入料斗中,定量进入流化床内。整个氯化聚乙烯流化床干燥设备有4个干燥室,且每个干燥室的温度设定不同。CPE湿料依次经过每个干燥室与其中的热空气进行热交换。当氯化聚乙烯湿料经过最后一个干燥室后,从出料口排出,此时的水分含量已低于0.3%。干燥的尾气内会携带一定量的CPE粉末,经过旋风分离器处理后重新返回流化床内进行干燥。
    该设备的技术难点在于如何然物料呈S型运动。我们知道传统的流化床干燥设备的床板多采用开直孔的方法,通过空的大小与分布密度来实现对物料的控制。常州市易度干燥设备有限公司参考国外先进技术,床板采用舌型板开孔形式,开孔率为4-9%。四个干燥室的温度设定为125℃、115℃、80℃、70℃,经过试验可连续获得水分含量低于0.3%的CPE粉末,且不出现结块现象。
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