一種氮氣循環超高分子量聚乙烯蒸汽管迴轉乾燥方法
2023-05-28 09:03:31
專利名稱：一種氮氣循環超高分子量聚乙烯蒸汽管迴轉乾燥方法
技術領域：
本發明涉及粉體乾燥技術領域，尤其是一種氮氣循環超高分子量聚乙烯(UHMWPE)蒸汽管迴轉乾燥方法。
背景技術：
分子量為100-600萬的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有突出的抗衝擊性，耐環境應力開裂性、耐磨性、自潤滑性，可作為齒輪機械零部件，設備內襯、泵體和閥體、人工關節及高強度輕型纖維等的材料，成為工程塑料中的後起之秀。
但是UHMWPE生產工藝中傳統的乾燥方法是以熱空氣為乾燥介質的開路流化床乾燥，溼物料經加料閥加入到流化床乾燥器中，被循環熱氣流化乾燥，流化床熱氣夾帶的細粒料經一、二級旋風分離器分離後，返回流化床乾燥器，隨床中物料一起通過卸料閥進入氣流輸送工段，完成粉料的乾燥。該乾燥方法屬熱風型乾燥。如北京助劑二廠UHMWPE裝置乾燥工藝流程，其存在的問題有①UHMWPE粉料的粉塵具有爆炸性，在開路乾燥工藝中，UHMWPE粉料與熱空氣完全接觸，燃燒和爆炸時有發生。②與熱傳導型乾燥相比，熱風型乾燥能耗高。
本發明的內容本發明的目的旨在提供一種氮氣循環超高分子量聚乙烯蒸汽管迴轉乾燥方法，即在密閉蒸汽管迴轉乾燥技術中融入氮氣循環系統，其通過洗滌，氮氣——水分離，冷卻、氮氣——水分離，氮氣增壓，加熱工藝，實現了循環氮氣的低溫度、低溼度，降低了氮氣用量，提高了乾燥效率，有效地解決了UHMWPE開路乾燥系統粉塵爆炸事故隱患。
本發明的目的是這樣實現的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)溼物料從蒸汽管迴轉乾燥機進料端加入，在熱介質——蒸汽的間接加熱下，溼份汽化，實現物料的乾燥。來自乾燥系統的約100℃熱氮氣從蒸氣管迴轉乾燥機的出料端進入乾燥機，從蒸汽管迴轉乾燥機的進料端排出，將乾燥中物料汽化的揮發份攜帶出乾燥機，氮氣的出口溫度約80℃。
攜帶粉塵的溼氮氣進入洗滌塔，除去粉塵，也被降溫，減少氮氣中攜帶的水分。
洗滌塔排出的氮氣進入第一水分離器脫出氮氣中水分。
洗滌塔排出的氮氣進入冷凝器，對氮氣進行降溫除溼。
洗滌塔的洗滌水為循環閉路系統，循環泵從塔底將洗滌水送入冷卻器進行冷卻後進入洗滌塔的塔頂，洗滌塔回收的物料通過洗滌塔溢流裝置進入分離罐。
冷凝器排出的氮氣再經第二水分離器，循環氮氣變為5℃的飽和氮氣。5℃的飽和氮氣經鼓風機加壓，氮氣加熱器加熱至約100℃，從蒸汽管迴轉乾燥機的出料端進入，循環使用。
兩級分離器排出的溼份在密封罐中匯合，再進入洗滌塔中循環使用；同時在第一水分離器出口處設有氮氣補充口，用於補充氮氣的損耗。
本發明與現有技術相比，具有的優點和有益效果是1、本發明提出UHMWPE粉料閉路氮氣循環蒸汽管迴轉乾燥方法，有效地解決了傳統的UHMWPE粉料開路流化床乾燥系統的粉塵爆炸事故隱患，同時採用蒸汽管迴轉乾燥縮短了乾燥工藝流程；2、本發明採用溼法洗滌冷卻工藝，既解決了氮氣循環過程中的垢塞，又實現了氮氣的洗滌與降溫。
3、本發明與開路流化床乾燥工藝相比，改善了產品外觀，保證了產品的純度，而且操作費用降低50％，其乾燥方式、工藝流程、技術經濟性的比較見下表
圖1，本發明的工藝流程圖具體實施方式
結合附圖對本發明再作進一步的詳述UHMWPE溼物料從蒸汽管迴轉乾燥機1進端加入，在熱介質——蒸汽的間接加熱下，溼份汽化。來自系統的100℃熱氮氣從蒸汽管迴轉乾燥機1的出料端進入乾燥機，從蒸汽管迴轉乾燥機1的進料端排出，將乾燥過程中物料汽化的揮發份攜帶出乾燥機，實現物料的乾燥。當粉料離開蒸汽管迴轉乾燥機1時，溼含量達到0.15％(幹基)以下，成為合格產品。進入乾燥系統的氮氣是閉路循環，其作用是攜帶出乾燥機中物料的揮發份。由於熱氮氣進入蒸汽管迴轉乾燥機1後，參與物料乾燥過程的傳熱、傳質，使攜帶氣的溫度降低，氮氣的溫度出口為80℃，攜帶粉料的溼氮氣進入洗滌塔2，洗滌塔2的功能是進行溼式洗滌處理，循環氮氣在洗滌塔2中除去粉塵的同時，也被降溫，從而減少了氮氣中攜帶水分。洗滌塔2排出的氮氣進入第一水分離器3，水分離器的功能是脫出氮氣中的水份，即脫溼處理。洗滌塔2排出的氮氣進入冷凝器8，冷凝器8的功能是對氮氣進行降溫除溼。洗滌塔2的洗滌水為塔底循環閉路系統，循環泵10從塔底將洗滌水送入冷卻器7進行冷卻後進入洗滌塔2的塔頂。洗滌塔2回收的物料通過洗滌塔溢流裝置進入分離罐6。冷凝器8排出的氮氣再經第二水分離器4進一步脫溼除霧處理後，循環氮氣變為5℃的飽和氮氣。5℃的飽和氮氣經鼓風機11加壓後，經氮氣加熱器9加熱至100℃，從蒸汽管迴轉乾燥機1的出料端進入，循環使用。第一水分離器3和第二水分離器4排出的溼份在密封罐5中匯合，再進入洗滌塔2中循環使用。同時在第一水分離器3出口處設有氮氣補充口，用於補充氮氣的損耗。
權利要求
1.一種氮氣循環超高分子量聚乙烯蒸汽管迴轉乾燥方法，其步驟是①超高分子量聚乙烯(UHMWPE)溼物料從蒸汽管迴轉乾燥機(1)進料端加入，在熱介質——蒸汽的間接加熱下，溼份汽化；來自系統的約100℃熱氮氣從蒸氣管迴轉乾燥機(1)的出料端進入乾燥機，從蒸汽管迴轉乾燥機(1)的進料端排出，將乾燥過程中物料汽化的揮發份攜帶出乾燥機(1)，氮氣的出口溫度約80℃；②攜帶粉塵的溼氮氣進入洗滌塔(2)，除去粉塵，也被降溫，減少氮氣中攜帶的水分；③洗滌塔(2)排出的氮氣進入第一水分離器(3)脫出氮氣中水分。④洗滌塔(2)排出的氮氣進入冷凝器(8)，對氮氣進行降溫除溼。⑤洗滌塔(2)的洗滌水為循環閉路系統，循環泵(10)從塔底將洗滌水送入冷卻器(7)進行冷卻後進入洗滌塔(2)的塔頂，洗滌塔(2)回收的物料通過洗滌塔(2)溢流裝置進入分離罐(6)；⑥冷凝器(8)排出的氮氣再經第二水分離器(4)，循環氮氣變為5℃的飽和氮氣；⑦5℃的飽和氮氣經鼓風機(11)加壓後，經氮氣加熱器(9)加熱至約100℃，從蒸汽管迴轉乾燥機(1)的出料端進入，循環使用；⑧分離器(3)和分離器(4)排出的溼份在密封罐(5)中匯合，再進入洗滌塔(2)中循環使用；同時在第一水分離器(3)出口處設有氮氣補充口，用於補充氮氣的損耗。
全文摘要
本發明涉及一種氮氣循環超高分子量聚乙烯(UHMWPE)蒸汽管迴轉乾燥方法，即在密閉蒸汽管迴轉乾燥技術中融入氮氣循環系統，通過洗滌、氮氣－水分離，冷卻、氮氣－水分離，氮氣增壓、加熱工藝，使物料的溼含量達到0.15％(幹基)以下，有效地解決了UHMWPE開路乾燥系統的粉塵爆炸隱患。其次從產品的外觀、產品的純度、操作費用方面與開路流化床乾燥工藝相比，產品有顯著的改觀和較強的市場競爭力。
文檔編號B29B13/06GK1515393SQ0311445
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月10日 優先權日2003年1月10日
發明者孫中心, 張毅, 趙旭, 王毅, 何德強 申請人:蘭州瑞德乾燥技術有限公司