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高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备

浏览次数:16702021/07/19  
1.一种高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,其特征在于:包括依次通过管道连通的聚合 原料配置系统(1)、引发剂混合器(2)、聚合干燥器(3)以及袋式收粉器; 所述聚合原料配置系统(1)的进料口与聚合原料源(8)通过管道连通;所述引发剂混合 器⑵的进料口与引发剂源(7)通过管道连通;所述袋式收粉器(4)的出料口与高吸水性树 脂储存装置(9)通过管道连通; 所述聚合干燥器(3)的进气口还与高温惰性气体发送器(6)的出气口连通;且所述高温 惰性气体发送器(6)通过管道与燃料气源(1〇)和燃烧空气源(n)连通。

代理人 中国天辰工程有限公司;天津天辰绿色能源工程技术研发有限公司 

2. 根据权利要求1所述的高吸水性树脂喷雾聚合千燥设备,其特征在于:还包括循环风 机(5),所述循环风机(5)位于袋式收粉器(4)与高温惰性气体发送器(6)连通的管道上。
3. 根据权利要求1或2所述的高吸水性树脂喷雾聚合千燥设备,其特征在于:所述聚合 干燥器(3)包括设备壳体(12),以及设置在设备壳体(丨2)内底端的聚合液喷头Q3)和惰性 气体分布板(14);且惰性气体分布板(14)比聚合液喷头(13)的位置靠下;所述聚合液喷头 (13)的喷淋方向向上;所述聚合液喷头(13)与引发剂混合器⑵的出料口连通。
4. 根据权利要求3所述的高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,其特征在于:所述聚合干燥 器(3)的设备壳体(12)分为上部直筒段以及下部扩径段;且所述下部扩径段锥角a小于60●!
5. 根据权利要求3所述的高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,其特征在于:所述惰性气体 分布板(14)包括多个环形管道(15),所述环形管道(15)上开有气孔;且每个环形管道(15) 均与进气管道(I6)连通;所述进气管道(I6)与高温惰性气体发送器(6)的出气口连通。
6.根据权利要求5所述的高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,其特征在于:所述多个环形 管道(15)的圆心重合,且由外到内,环形管道(15)的直径依次递减。
7.根据权利要求6所述的高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,其特征在于:所述进气管道 (I6)共有三个,且每个进气管道(ie)均与各个环形管道(15)分别连通;所述三个进气管道 (16)相交,在相交处相互连通,且与高温惰性气体发送器(6)的出气口连通。
说明书
一种高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备
技术领域
[0001]本实用新型属于高分子聚合物生产设备技术领域,尤其是涉及一种高吸水性树脂 喷雾聚合干燥设备。
背景技术
[0002]高吸水性树脂作为一种有特殊功能的高分子材料已经有30多年的发展历史。由于 该材料具有高倍数吸水、良好保水的特性,在生产生活中与水相关的许多领域得到了广泛 的应用。高吸水性树脂在工业化生产方面,全球也有了百万吨的规●!N夜氖笛槭已绣陈 文较多,但是在工业化研究和实施上与发达国家相比有很大差距,主要是生产规模小,对放 大生产后的关键细节问题解决不好,以致使工业化产品与小试工艺有较大差距,与国外大 公司产品相比性能也有差距。
[0003]目前主流的高吸水性树脂制备工艺为水溶液聚合工艺,聚合原料如丙烯酸盐在水 溶液中通过加入引发剂进行聚合,聚合后称为高粘度性的胶状聚合物,然后将胶装聚合物 依次送入切胶、干燥、破碎等工段。此种生产工艺只能间歇生产,难以连续进行,生产规模的 扩大仅能通过系列数的增加来解决。 实用新型内容
[0004] 有鉴于此,本实用新型旨在提出一种高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,以实现连 续生产高吸水性树脂,且有利于生产工艺的稳定运行及规模扩大。
[0005] 为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006] 一种高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,包括依次通过管道连通的聚合原料配置系 统、引发剂混合器、聚合干燥器以及袋式收粉器;
[0007] 所述聚合原料配置系统的进料口与聚合原料源通过管道连通;所述引发剂混合器 的进料口与引发剂源通过管道连通;所述袋式收粉器的出料口与高吸水性树脂储存装置通 过管道连通;
[0008] 所述聚合干燥器的进气口还与高温惰性气体发送器的出气口连通。且所述高温惰 性气体发送器通过管道与燃料气源和燃烧空气源连通。
[0009] 高分子吸水性树脂原料经聚合液配置系统配置成待聚合原料液,将待聚合原料液 与聚合引发剂在引发剂混合器中均匀混合后直接喷入聚合干燥器。
[0010] 进一步,还包括循环风机,所述循环风机位于袋式收粉器与高温惰性气体发送器 连通的管道上。
[0011] 进一步,所述聚合干燥器包括设备壳体,以及设置在设备壳体内底端的聚合液喷 头和惰性气体分布板;且惰性气体分布板比聚合液喷头的位置靠下;所述聚合液喷头的喷 淋方向向上;所述聚合液喷头与引发剂混合器的出料口连通。
[0012] 进一步,所述聚合干燥器的设备壳体分为上部直筒段以及下部扩径段;且所述下 部扩径段锥角a小于60°。
[0013]进一步,所述惰性气体分布板包括多个环形管道,所述环形管道上开有气孔;且每 个环形管道均与进气管道连通;所述进气管道与高温惰性气体发送器的出气口连通。
[0014]进一步,所述多个环形管道的圆心重合,且由外到内,环形管道的直径依次递减。 [0015]进一步,所述进气管道共有三个,且每个进气管道均与各个环形管道分别连通;所 述三个进气管道相交,在相交处相互连通,且与高温惰性气体发送器的出气口连通。
[0016]聚合液喷头设计保证雾化效果,并通过调整孔径及分布控制最终产品颗粒大小, 颗粒大小通?刂圃0.5?2mm之间。惰性循环气体分布板由多组环形管道组成,每组环形 管道上均匀开气孔,环形管道与三个惰性气体进气管道相连,保证进入聚合干燥器的气体 分布均匀,同时保证聚合物树脂的流化效果。聚合干燥器的高度依据聚合液聚合时间进行 设计,保证聚合液充分聚合完毕。
[0017]在聚合干燥器中,含引发剂的待聚合原料液经雾化喷头雾化成滴状颗粒,在控制 温度下聚合成颗粒聚合物。聚合干燥器为流化床型式,在聚合器中聚合的高吸水性树脂颗 粒被自底部通过分布板进入的惰性高温气体干燥,达到干燥要求的聚合物颗粒和高温惰性 气体一起进入袋式收粉器进行气固分离,固体聚合物颗粒作为产品外输。惰性气体放空一 部分以排出干燥的水蒸气后,进入高温惰性气体发生器进行升温后循环返回聚合干燥器。 通过惰性气体的循环,节能干燥能量。
[0018]相对于现有技术,本实用新型所述的一种高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,具有 以下优势: '
[0019] (1)本实用新型所述的设备,将传统的水溶液聚合工艺改为喷雾聚合干燥工艺,从 而使高吸水性树脂的生产工艺连续进行。同时,将传统的聚合、切胶及干燥耦合在一个设备 中,并提出了配套的工艺流程,极大的降低了流程的复杂性及设备投资,整个过程能效利用 充分,工乙技术先进。
[0020] (2)本实用新型所述的设备,结构合理,聚合液喷头设计保证雾化效果,并通过调 整孔径及分布控制最终产品颗粒大小;惰性循环气体分布板保证进入聚合干燥器的气体分 布均匀;通过惰性气体的循环,节约干燥能量,减少能量的损耗。
附图说明
[⑻构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新 型的不意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定在 附图中: °
[0022]图1为本实用新型实施例所述的一种高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备的结构示意 图;
[0023]图2为本实用新型实施例所述的聚合干燥器的结构示意图;
[0024]图3为本实用新型实施例所述的惰性气体分布板的俯视结构示章图.
[0025]附图标记说明: ^ ’
[0026]…1、聚合原料配置系统;2、引发剂混合器;3、聚合干燥器;4、袋式收粉器;5、循环风 机;6、尚?皿隋性气体发送器;7、引发剂源;8、聚合原料源;9、高吸水性树脂储存装置;1〇、燃 料"I源;11、燃烧空气源;I2、设备壳体;I3、聚合液喷头;14、惰性气体分布板.15、环形管梢' 16、进气管道。 ’
具体实施方式
[0027]需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。
[0028]在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为 基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解 为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示 或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等 的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另 有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地 连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连, 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上 述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030] 另外,本实施例仅对设备的主要结构进行了介绍,省略了阀门等常规设施的描述。
[0031] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0032] 如图1?图3所示,一种高吸水性树脂喷雾聚合干燥设备,包括依次通过管道连通 的聚合原料配置系统1、引发剂混合器2、聚合干燥器3以及袋式收粉器4;
[0033]所述聚合原料配置系统1的进料口与聚合原料源8通过管道连通;所述引发剂混合 器2的进料口与引发剂源7通过管道连通;所述袋式收粉器4的出料口与高吸水性树脂储存 装置9通过管道连通;
[0034]所述聚合干燥器3的进气口还与高温惰性气体发送器6的出气口连通。
[0035]还包括循环风机5,所述循环风机5位于袋式收粉器4与高温惰性气体发送器6连通 的管道上。
[0036]所述聚合干燥器3包括设备壳体I2,以及设置在设备壳体12内底端的聚合液喷头 I3和惰性气体分布板14;且惰性气体分布板14比聚合液喷头13的位置靠下;所述聚合液喷 头13的喷淋方向向上;所述聚合液喷头13与引发剂混合器2的出料口连通。
[0037]所述聚合干燥器3的设备壳体12分为上部直筒段以及下部扩径段;且所述下部扩 径段锥角a小于60°。
[0038]所述惰性气体分布板14包括多个环形管道15,所述环形管道15上开有气孔;且每 个环形管道I5均与进气管道16连通;所述进气管道16与高温惰性气体发送器6的出气口连 通。
[0039]所述多个环形管道15的圆心重合,且由外到内,环形管道(15)的直径依次递减。 [0040]所述进气管道I6共有三个,且每个进气管道16均与各个环形管道15分别连通;所 述三个进气管道16相交,在相交处相互连通,且与高温惰性气体发送器6的出气口连通。 [0041]所述高温惰性气体发送器6通过管道与燃料气源1〇和燃烧空气源n连通。 _2]本实用新型工作过程,即高吸水性树脂喷雾聚合干燥 分子吸水性树脂原料经聚合原料配置系统丨配置成待聚合原料 ^0^^斗源8中的高 引发雛服編合器2㈣娜合酿_人聚合干’将#聚合轉液与聚合
[0043]在聚合干燥器3中,含引发剂的待聚合原料液经聚合液啼头、 控制温度下聚合成讎聚合物。聚合干燥器3为流化床型式,在聚么 ^^^立,在 7JC性树脂^嫌自底部腿惰性气体分布板14进人_性高温气^干^,达 聚合物颗粒^温惰性气体-起进入袋式收粉器4进行气固分离,固体聚合物^为产 品=输,进入高吸水性树脂储存装置9中。惰性气体放空一部分以排出干燥的 入高温惰性气体胜器6进行升温后獅返回聚合干燥器3。通_环风机瞒^—|生^^ 的循环,节约干燥能量。 IW l± f
[0044]使用本实用新型的设备制备一种聚丙燦酸钠盐系高吸水树脂的制备方法。
[0045] NaOH,水及丙烯酸进入聚合原料配置系统1,配置成浓度为2 %的丙烯酸那盐水溶 液,溶液pH值?6 ? 8,让后将丙烯酸钠盐溶液加压后送入聚合干燥器3,在进入聚合干燥器3 前,引发剂过硫酸钾与丙烯酸钠盐溶液在引发剂混合器2中均匀混合。
[0046]丙烯酸钠盐与引发剂混合液进入聚合干燥器3后,经聚合干燥器3中的聚合液喷头 13雾化为小液滴,控制温度在11(TC左右,聚合液在5s内完成聚合,聚合后的胶体小颗粒在 被来自底部的高温惰性气体分散成流化态,胶体中的水被干燥出来,干燥合格的高吸水性 树脂产品虽高温惰性气体一起进入袋式收粉器4进行干燥分离。分离后的固体产品外送,高 温惰性气体排放部分以放走干燥出的水蒸气,然后经高温惰性气体发生器6升温后循环回 聚合千燥器3中。
[0047] 经此工艺生产出的高吸水性树脂其脱盐水吸水倍率约为800g/g。
[0048]以上所述仅为本实用新型创造的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型创 造,凡在本实用新型创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含 在本实用新型创造的保护范围之内。


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