[發(fā)明專利]一種PP?ST?DVB基強堿離子交換纖維的胺化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610789697.4
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106192394B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 張本尚;楊明成;田青亮;劉樹博;張振亞;張宏娜;呂曉華;趙惠東;王允;樊紅麗;陳超;格雷戈里·克萊蒙·G·德樂高;丁光偉;周從章
• 申請（專利權）人: 河南省科學院同位素研究所有限責任公司
• 主分類號: D06M13/328
• 分類號: D06M13/328;B01J41/14;D06M101/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于離子交換材料的制備技術領域，涉及一種PP-ST-DVB纖維制備強堿離子交換纖維時改進胺化系統(tǒng)，是一種綠色環(huán)保、高效節(jié)能制備強堿型離子交換纖維的胺化系統(tǒng)。

背景技術

離子交換纖維具有吸附速度快，凈化程度高，通水阻力小，再生方便等優(yōu)點，可吸附有害氣體、重金屬可以去異味、凈化水源、海水淡化等多種用途，受到人們越來越多的關注，一般來說離子交換纖維分為：強酸型離子交換纖維、強堿型離子交換纖維、弱酸離子交換纖維、弱堿離子交換纖維，而常見的季銨型強堿離子交換纖維的制備工藝中在胺化時，通常采用三甲胺的水溶液作用胺化試劑；三甲胺的水溶液濃度低通常較低，不利有胺化反應的發(fā)生，而且在胺化反應的過程中揮發(fā)出來的三甲胺氣體具有強烈難聞的魚腥味，附著在衣服上刺鼻的氣味很難去除。因此，改進現(xiàn)有制備季胺型強堿離子交換纖維中的胺化工藝，對改進當前離子交換纖維制備技術領域至關重要，也符合目前國家對環(huán)境友好型技術迫在眉睫的需求，緩解環(huán)境日益惡化的現(xiàn)狀具有一定的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術中制備強堿離子交換纖維時三甲胺水溶液濃度低、不利于胺化反應等問題，本發(fā)明提出PP-ST-DVB基強堿離子交換纖維的胺化系統(tǒng)，胺化試劑采用三甲胺的鹽酸鹽與NaOH固體溶解后的水溶液發(fā)生中和反應釋放出的三甲胺氣體，三甲胺氣體進入反應釜，在含有芐基氯或氯乙酰基官能團的濕態(tài)纖維的表面，形成高濃度的三甲胺水溶液，在較高的壓力和溫度下，快速完成胺化反應；反應結(jié)束，在臥式反應釜內(nèi)部圓筒高速旋轉(zhuǎn)以及加熱、減壓條件下，使纖維表面的三甲胺盡可能的揮發(fā)，大部分經(jīng)冷凝回收繼續(xù)使用，少量由稀硫酸吸收；最后將纖維從反應釜中取出，放入烘箱中烘干或自然晾干得到季銨型強堿離子交換纖維，整個胺化反應在密閉體系中反應，大大減少了三甲胺氣體的泄漏。

本發(fā)明為解決其技術問題所采取的技術方案為：

一種PP-ST-DVB基強堿離子交換纖維的胺化系統(tǒng)，包括臥式高壓反應釜和柱形反應釜，其特征在于，

--所述臥式高壓反應釜頂部設有第一纖維加料口，內(nèi)部設有可旋轉(zhuǎn)并且筒壁帶有微孔的反應圓筒，所述反應圓筒的兩端通過軸承支承在所述臥式高壓反應釜的左右兩端，其中一端伸出于所述臥式高壓反應釜外部，并與一可變速電機相連，所述反應圓筒的側(cè)壁上設有與所述第一纖維加料口對應的第二纖維加料口；

所述耐高壓臥式反應釜的頂部設置進氣口，所述進氣口通過管路與設置在所述耐高壓臥式反應釜外部的用以產(chǎn)生三甲胺氣體的柱形反應釜連通；

--所述三甲胺氣體在柱形反應釜中產(chǎn)生，所述柱形反應釜包括頂蓋、內(nèi)殼和外殼，所述內(nèi)殼和外殼之間形成一中空的夾層，在所述夾層中靠近反應釜頂部的位置布置一傾斜的橢圓形環(huán)形管路，所述環(huán)形管路與柱形容器外壁連接時有最高、最低兩個位置，在所述傾斜的環(huán)形管路的最高位置處的側(cè)壁上形成一進液口，在所述環(huán)形管路的朝向反應釜底面的周向壁面上布置多個通孔；

所述柱形反應釜的內(nèi)殼中設有攪拌裝置，所述內(nèi)殼的側(cè)壁上靠近反應釜頂部的位置設有進液口Ⅰ、進液口Ⅱ和進氣口，所述柱形反應釜的頂蓋上設有出氣口，所述柱形反應釜的外殼底部設有出液口，所述出液口一路與設置在所述柱形反應釜底部的儲液罐連通，另一路與所述內(nèi)殼的進液口Ⅱ連通，并且，所述出液口與儲液罐之間的連通管路上設置控制閥門，所述出液口與所述內(nèi)殼的進液口Ⅱ之間的連通管路上設置控制閥門和化工泵；

所述柱形反應釜外部靠上的位置設置三甲胺水溶液儲罐，所述三甲胺水溶液儲罐的底部設置一出液管路，所述出液管路一路與布置在所述夾層中的環(huán)形管路的進液口連通，另一路與所述內(nèi)殼的進液口Ⅰ連通，并且，所述出液管路與所述環(huán)形管路的進液口之間的連通管路、所述出液管路與所述內(nèi)殼的進液口Ⅰ之間的連通管路上均設置控制閥門。

進一步地，將濕態(tài)的PP-ST-DVB纖維放入臥式高壓反應釜時，首先打開反應釜頂部的第一纖維加料口，之后旋轉(zhuǎn)所述反應圓筒使所述第二纖維加料口與所述第一纖維加料口重合，打開所述第二纖維加料口，將PP-ST-DVB纖維經(jīng)所述第一纖維加料口和第二纖維加料口放入所述反應圓筒內(nèi)。

進一步地，濕態(tài)的PP-ST-DVB纖維在臥式高壓反應釜中進行胺化反應時，打開耐高壓臥式反應釜頂部的進氣口，三甲胺氣體經(jīng)進氣口進入臥式高壓反應釜內(nèi)，反應圓筒在電機的帶動下進行旋轉(zhuǎn)，帶動其中的纖維翻動，使得濕態(tài)的纖維與三甲胺氣體充分均勻接觸，在高壓、加熱條件下使纖維表面的水分形成高濃度的三甲胺水溶液，快速完成胺化反應，生成季銨型強堿離子交換纖維。