一種陰離子表面活性劑的乾燥方法及其設備的製作方法

2023-11-05 07:58:27

專利名稱：一種陰離子表面活性劑的乾燥方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種陰離子表面活性劑的乾燥方法及 其設備，特別是有利於將膏狀的十二烷基硫酸銨鹽乾燥並製成粉狀或針狀成品。屬於膏狀物料乾燥技術領域。
背景技術：
十二烷基硫酸銨鹽是一種優良的陰離子表面活性劑，具有良好的去汙力、抗硬水性、較低的刺激性、較高的發泡力以及優異的配伍性能，大量的應用於牙膏、香波、沐浴露等個人護理產品中，尤其適合於配製低PH值產品。現有的十二烷基硫酸銨鹽等陰離子表面活性劑成品呈膏狀料漿，在生產運輸中不方便，易洩漏，需要採用專用的盛裝容器，加大了生產企業的生產成本。越來越多的生產企業著手開始研究如何解決膏狀的十二烷基硫酸銨鹽的生產運輸問題。目前未見十二烷基硫酸銨鹽的乾燥方法及設備的報導。

發明內容
本發明提供了一種陰離子表面活性劑的乾燥方法，通過本發明的方法可將膏狀陰離子表面活性劑料漿高效乾燥成固狀，便於生產運輸。本發明的另一目的同時還提供了一種乾燥陰離子表面活性劑的乾燥設備。陰離子表面活性劑的乾燥方法的包括以下步驟將固含量為60% — 80%的陰離子表面活性劑膏狀物料預熱至50°C—90°C，或者將溫度已經達到50°C—90°C的陰離子表面活性劑膏狀物料，送入刮膜蒸發器進行蒸發乾燥，乾燥後的物料迅速通過對輥式軋片機進行軋片、冷卻，搜集成片狀的物料；所述刮膜蒸發器的溫度設置在50°C — 110°C，真空度為OMPa—O. 2Mpa ;所述對輥式軋片機其中一個輥子為低溫輥子，溫度控制在0°C _25°C，用於沾附收集並冷卻乾燥後的物料，另一個輥子為高溫輥子，溫度控制在30°C — 100°C，便於分離壓軋所述乾燥後的物料。從所述刮磨蒸發器蒸發乾燥出來的蒸發物包括水、灰塵和陰離子表面活性劑霧滴，將所述蒸發物通過洗滌分離出陰離子表面活性劑霧滴，再將所述的霧滴經分離過濾後收集再利用。將所述軋片機收集的片狀乾燥陰離子表面活性劑磨成粉狀成品或者通過擠出成為針狀成品進行包裝。所述陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鹽、直鏈烷基苯磺酸鹽、烯基磺酸鹽或脂肪酸鈉鹽陰離子表面活性劑。所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸銨鹽。一種用於乾燥陰離子表面活性劑的設備，包括儲罐、輸送泵、預熱換熱器、刮膜蒸發器、軋片機和冷卻裝置，所述儲罐、輸送泵、刮膜蒸發器之間通過管道依次連接，在所述刮膜蒸發器與輸送泵之間連接的管道上設有預熱換熱器的管道；所述刮膜蒸發器的底部設有與軋片機連接的料鬥，所述軋片機通過所述冷卻裝置降溫。所述軋片機的底部通過螺旋輸送機連接第一旋風分離器，第一旋風分離器的底部為乾燥物料出口。本發明的所述刮膜蒸發器與輸送泵之間還連通有一條直通管道，管道上無需設置預熱換熱器。所述設備還包括蒸發處理裝置，所述蒸發處理裝 置由抽風機、第二旋風分離器和洗滌塔組成；所述洗滌塔一側與刮膜蒸發器連接，另一側連接第二旋風分離器，所述抽風機將刮膜蒸發器中的蒸發物抽送至洗滌塔和第二旋風分離器。所述軋片機為對輥式軋片機，軋片機的其中一個輥子，即低溫輥子通過冷卻裝置降溫。所述冷卻裝置包括冷卻換熱器和離心泵，所述離心泵通過管道將冷卻介質輸送至軋片機的低溫輥子內部，在管道上包裹設有冷卻換熱器。所述冷卻介質為水。所述軋片機的另一個輥子(即高溫輥子)內設有加熱換熱器；可將溫度控制在30°C — 100°C，可使得乾燥後的物料不會粘附在該輥子上，從而以便於分離壓軋所述乾燥後的物料；由另一個低溫輥子收集。所述軋片機的底部設有與旋轉閥入口相連的螺旋輸送機，所述旋轉閥的出口通過風機、管道與第一旋風分離器的入口相連。本發明的方法是將儲罐的陰離子表面活性劑膏狀物料泵送至刮膜蒸發器頂部，剛生產出來的物料溫度如果達到50°C—90°C，可以直接通過直通管道送入刮膜蒸發器，如果物料已經冷卻至50°C以下，則通過預熱換熱器預熱至50°C—90°C後送入刮膜蒸發器，通過以上兩種途徑的有效調控從而保證本發明的物料可以較小溫差能夠進行高效的濃縮；物料進入刮膜蒸發器後在50°C — 110°C的溫度範圍內進行蒸發乾燥，在刮膜蒸發器內乾燥過程所需的熱量由傳熱壁面提供，加熱介質與物料不直接接觸。由於陰離子表面活性劑，如十二烷基硫酸銨鹽不耐高溫，可通過保持刮膜蒸發器內部0MPa—0. 2MPa的真空度，適量降低乾燥溫度，保證物料的化學特性。當物料中的水分及其它雜質在刮膜蒸發器被蒸發，從刮膜蒸發器底部連續排出乾燥後的物料可直接通過料鬥，迅速進入對輥式軋片機軋片、冷卻。在對輥軋片機中，發明人還通過採用離心泵連續向低溫輥子(通常為對輥軋片機的大輥子)的內表面供0°C _25°C的冷卻水(如果夏季冷卻水高於此數值，應在冷卻換熱器中使用冷凍水將其冷卻)，從而將從刮膜蒸發器出來的加熱乾燥後的物料經軋片機時可同時進行降溫冷卻及軋片的雙重功效；另外，為了方便收集軋片後的物料，發明人通過設計向對輥式軋片機的高溫輥子(通常為對輥式軋片機的小輥子)內表面連續送入加熱換熱器或設備鍋爐餘熱提供的溫度在30°C — 100°C的熱水，通過兩個輥子一冷一熱進行壓軋。通過以上發明人特別處理，乾燥後的物料最終沾附在低溫輥子外表面，冷卻和乾燥後的物料被軋片機內的刮板刮下，形成不規則的片狀物。片狀物料通過螺旋輸送機從軋片機的料鬥排出進入輸送至旋風分離器，輸送過程採用氣動低壓輸送，不會提高片狀物料的溫度。在第一旋風分離器中，片狀物料經過濾後可根據需要將片狀物料通過離心磨製成粉狀或通過擠出機製成針狀送入成品倉。如生產粉狀成品，離心磨及所有與磨粉有關的設備均需在氮封條件下操作。如生產針狀，擠出機配置雙螺旋不鏽鋼針狀物擠出器，針狀物直徑可為I. 2mm-1. 5mm,長度3mm——5mm o本發明中採用的刮膜蒸發器的旋轉軸上安裝有一系列的附帶支撐架的活動漿葉可以使進入的陰離子表面活性劑物料沿蒸發器整個寬度均勻分布，同時刮掉筒壁上已乾燥的物料，物料在蒸發器的駐留時間分布很窄，減少了局部或點狀過熱的可能性，提高最終產品質量，還可以根據膏狀物料進/出口的含水量，可對刮膜蒸發器的各段冷卻夾套設置不同的操作溫度，具有最佳化的能量消耗。由刮膜蒸發器蒸發出來的蒸發物包括水、灰塵和有機物霧滴，通過抽風機吸入洗滌塔後出去水和灰塵等 雜質，再經第二旋風分離器分離後，將蒸發物中殘存有機物回收利用。以上方法也特別適用於十二烷基硫酸銨鹽的生產，乾燥後十二烷基硫酸銨鹽的成品乾燥物含量高於95%，成品更可加工成片狀、粉狀或針狀，可以根據客戶的需要生產出各種不同形狀、不同含量的產品。以上本發明的乾燥陰離子表面活性劑的方法和設備，以加熱介質和工藝產品之間最小的溫差進行高效乾燥並軋片收集，設備易於操作，具有最佳化的熱量消耗的良好效果。本發明通過預熱後進行刮膜式蒸發以及對輥式軋片等工藝和設備的有效結合，從而實現從陰離子表面活性劑從膏狀料漿到固狀成品的高效乾燥和成型。以上工藝和設備也是發明人經過多次嘗試和實驗，以及在無數次失敗基礎後得到的方案，同樣可以適用於其他例如直鏈烷基苯磺酸鹽、烯基磺酸鹽或脂肪酸鈉鹽陰離子表面活性劑，可以實現陰離子表面活性劑成品的批量化生產。


圖I為乾燥十二烷基硫酸銨鹽的設備結構示意圖。圖中標號1_儲罐，2-預熱換熱器，3-輸送泵，4-抽風機，5-刮膜蒸發器，6-料鬥，
7-軋片機，8-離心泵，9-冷卻換熱器，10-冷卻水收集罐，11-螺旋輸送機，12-軋片機料鬥，
13-洗滌塔，14-第二旋風分離器，15-加熱換熱器，16-旋轉閥，17-風機，18-第一旋風分離器，19-擠出機，20-離心磨，21-成品倉。本發明中使用的所有設備均是常規使用的，可以從國內或國際市場購得。
具體實施例方式以下結合具體實施方式
對本發明做進一步說明。參見圖I中的設備，儲罐I、輸送泵3、刮膜蒸發器5之間通過管道依次連接，預熱換熱器2對刮膜蒸發器5和輸送泵3之間的管道內流動的膏狀物料進行預熱，在刮磨蒸發器5和輸送泵3之間另還設有一不經預熱換熱器2加熱的直通管道；刮膜蒸發器5的底部通過料鬥6與軋片機7連接；軋片機7的底部設有螺旋輸送機11，螺旋輸送機11通向旋轉閥16，旋轉閥16連通到第一旋風分離器18，在旋轉閥16和第一旋風分離器18之間設有風機17。第一旋風分離器18的底部通過離心磨20或者擠出機19連接成品倉21。在刮膜蒸發器5旁邊設有洗滌塔13，洗滌塔13 —側與刮膜蒸發器5連接，另一側連接第二旋風分離器14，抽風機4將刮膜蒸發器5中的蒸發物抽送至洗滌塔13和第二旋風分離器14。軋片機7為對輥式軋片機，包括一大一小兩個輥子對輥，大輥子為低溫輥子，離心泵8通過水管將冷卻水收集罐10中的冷卻水輸送至低溫輥子內部，在水管上包裹設有冷卻換熱器9。軋片機7的小輥子為高溫輥子，高溫輥子內部通過加熱換熱器15輸送熱水或鍋爐蒸汽加熱。實施例I 將十二烷基硫酸銨鹽料漿，溫度約為45°C，固含量約60%，通過預熱換熱器2中預熱至600C，通過輸送泵3泵送至刮膜蒸發器5頂部，刮膜蒸發器5第一層溫度110°C，第二層溫度1050C，第三層溫度100°C，第四層溫度95°C，控制刮膜蒸發器5真空度為0. 2MPa，軋片機7的兩個輥子的溫度，大輥子內表面連續供應冷卻介質，溫度為20°C，小輥子內表面連續供應熱水，溫度控制在80°C，片狀物被送往離心磨20生產粉狀十二烷基硫酸銨鹽，成品含水量5% o實施例2
將十二烷基硫酸銨鹽料漿，溫度約為45°C，固含量約65%，通過預熱換熱器2中預熱至700C，通過輸送泵3泵送至刮膜蒸發器5頂部，刮膜蒸發器5第一層溫度105°C，第二層溫度IOO0C，第三層溫度100°C，第四層溫度95°C，控制刮膜蒸發器5真空度為0. 15MPa，軋片機7的兩個輥子的溫度，大輥子內表面連續供應冷卻介質，溫度為20°C，小輥子內表面連續供應熱水，溫度控制在100°C，片狀物被送往離心磨20生產粉狀十二烷基硫酸銨鹽，成品含水量4. 2%o實施例3
將十二烷基硫酸銨鹽料漿，溫度約為45°C，固含量約70%，通過預熱換熱器2中預熱至750C，通過輸送泵3泵送至刮膜蒸發器5頂部，刮膜蒸發器5第一層溫度110°C，第二層溫度1050C，第三層溫度100°C，第四層溫度95°C，控制刮膜蒸發器5真空度為0. IOMPa,軋片機7的兩個輥子的溫度，大輥子內表面連續供應冷卻介質，溫度為20°C，小輥子內表面連續供應熱水，溫度控制在75°C，片狀物被送往離心磨20生產粉狀十二烷基硫酸銨鹽，成品含水量3. 8%。實施例4
將十二烷基硫酸銨鹽料漿，溫度約為45°C，固含量約72%，通過預熱換熱器2中預熱至80°C，通過輸送泵3泵送至刮膜蒸發器5頂部，刮膜蒸發器5第一層溫度110°C，第二層溫度1050C，第三層溫度100°C，第四層溫度95°C，控制刮膜蒸發器5真空度為0. 08MPa,軋片機7的兩個輥子的溫度，大輥子內表面連續供應冷卻介質，溫度應20°C，小輥子內表面連續供應熱水，溫度控制在70°C，片狀物被送往擠出機19生產針狀十二烷基硫酸銨鹽，成品含水量3. 5 %,直徑 I. 2-1. 5mm,長度 3_5mm。實施例5
將十二烷基硫酸銨鹽料漿，溫度約為45°C，固含量約75%，通過預熱換熱器2中預熱至80°C，通過輸送泵3泵送至刮膜蒸發器5頂部，刮膜蒸發器5第一層溫度110°C，第二層溫度1050C，第三層溫度100°C，第四層溫度95°C，控制刮膜蒸發器5真空度為0. 05MPa,軋片機7的兩個輥子的溫度，大輥子內表面連續供應冷卻介質，溫度為20°C，小輥子內表面連續供應熱水，溫度控制在90°C，片狀物被送往離心磨20生產粉狀十二烷基硫酸銨鹽，成品含水量3% o
實施例6
將十二烷基硫酸銨鹽料漿，溫度約為45°C，固含量約80%，通過預熱換熱器2中預熱至90°C，通過輸送泵3泵送至刮膜蒸發器5頂部，刮膜蒸發器5第一層溫度110°C，第二層溫度105°C，第三層溫度100°C，第四層溫度90°C，控制刮膜蒸發器5真空度為OMPa，軋片機7的兩個輥子的溫度，大輥子內表面連續供應冷卻介質，溫度為20°C，小輥子內表面連續供應熱水，溫度控制在85°C，片狀物被送往離心磨20生產粉狀十二烷基硫酸銨鹽，成品含水量
2.4%。 實施例7
將十二烷基硫酸銨鹽料漿，溫度約為60°C，固含量約75%，通過刮膜蒸發器5和輸送泵3之間的直通管道不需要預熱直接進入刮膜蒸發器5，其它步驟同實施例5相同，生產的成品含水量4. 0%。
權利要求
1.一種陰離子表面活性劑的乾燥方法，其特徵在於將固含量為60% — 80%的陰離子表面活性劑膏狀物料預熱至50°C—90°C，或者將溫度已經達到50°C—90°C的陰離子表面活性劑膏狀物料，送入刮膜蒸發器進行蒸發乾燥，乾燥後的物料迅速通過對輥式軋片機進行軋片、冷卻，搜集成片狀的物料；所述刮膜蒸發器的溫度設置在50°C — 110°C，真空度為OMPa—O. 2MPa ;所述對輥式軋片機其中一個輥子為低溫輥子，溫度控制在0°C _25°C，用於沾附收集並冷卻乾燥後的物料，另一個輥子為高溫輥子，溫度控制在30°C — 100°C，便於分離壓軋所述乾燥後的物料。
2.根據權利要求I所述的一種方法，其特徵在於從所述刮磨蒸發器蒸發乾燥出來的蒸發物包括水、灰塵和陰離子表面活性劑霧滴，將所述蒸發物通過洗滌分離出陰離子表面活性劑霧滴，再將所述霧滴經分離過濾後收集利用。
3.根據權利要求2所述的一種方法，其特徵在於將所述軋片機收集的片狀乾燥陰離子表面活性劑磨成粉狀成品或者通過擠出成為針狀成品進行包裝。
4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特徵在於所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鹽、直鏈烷基苯磺酸鹽、烯基磺酸鹽或脂肪酸鈉鹽陰離子表面活性劑。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸銨鹽。
6.一種用於乾燥陰離子表面活性劑的設備，其特徵在於包括儲罐、輸送泵、預熱換熱器、刮膜蒸發器、軋片機和冷卻裝置，所述儲罐、輸送泵、刮膜蒸發器之間通過管道依次連接，在所述刮膜蒸發器與輸送泵之間連接的管道上設有預熱換熱器；所述刮膜蒸發器的底部設有與軋片機連接的料鬥，所述軋片機通過所述冷卻裝置降溫。
7.根據權利要求6所述的一種設備，其特徵在於所述軋片機的底部通過螺旋輸送機連接第一旋風分離器，第一旋風分離器的底部為乾燥的陰離子表面活性劑的出口。
8.根據權利要求6所述的一種設備，其特徵在於所述設備還包括蒸發處理裝置，所述蒸發處理裝置由抽風機、第二旋風分離器和洗滌塔組成；所述洗滌塔一側與刮膜蒸發器連接，另一側連接第二旋風分離器，所述抽風機將刮膜蒸發器中的蒸發物抽送至洗滌塔和第二旋風分離器。
9.根據權利要求6所述的一種設備，其特徵在於所述軋片機為對輥式軋片機，軋片機的其中一個輥子通過冷卻裝置降溫。
10.根據權利要求9所述的一種設備，其特徵在於所述冷卻裝置包括冷卻換熱器和離心泵，所述離心泵通過管道將冷卻介質輸送至軋片機的低溫輥子內部，在管道上包裹設有冷卻換熱器。
11.根據權利要求10所述的一種設備，其特徵在於所述冷卻介質為水。
12.根據權利要求9所述的一種設備，其特徵在於所述軋片機的另一個輥子內設有加熱換熱器。
13.根據權利要求6-12任一項所述的一種設備,其特徵在於在所述刮膜蒸發器與輸送泵之間還連接一條直通管道。
全文摘要
本發明公開了一種陰離子表面活性劑的乾燥方法及其設備，特別是針對十二烷基硫酸銨鹽，將十二烷基硫酸銨鹽的質量百分比含量為60%—80%的膏狀物料通過預熱換熱器預熱至50℃—90℃，通過輸送泵送至刮膜蒸發器進行蒸發乾燥，從刮膜式蒸發器排出乾燥後的料漿進入軋片機形成不規則片狀物，再通過旋風螺旋機過濾後可根據需要送去生產成粉狀物或針狀物，進入料倉進行包裝。本發明的方法及設備將陰離子表面活性劑的膏狀料漿預熱，通過刮膜蒸發器乾燥，以加熱介質和工藝產品之間最小的溫差進行高效乾燥、留駐時間短、高度的均質性、高幹燥度，且設備易於操作，具有最佳化的熱量消耗。
文檔編號B01D1/30GK102764515SQ20121024898
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者付卓權, 凌秀餘, 劉愛菊, 孫暢, 段玉臣 申請人:湖南麗臣實業股份有限公司