[實用新型]降膜式脫揮器及其降膜元件

有效

• 申請號: 201820991410.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN209205310U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 陳文興;馬建平;陳世昌;張先明;王勇軍
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01J19/20
• 分類號: B01J19/20;B01J19/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本實用新型涉及降膜式脫揮器及其降膜元件，包括立式殼體及其上端相連的封頭和下端相連的底殼，脫揮器內設有物料箱體和至少一根降膜元件，降膜元件上有多個降膜流道，物料箱體底板為布膜板，布膜板上為每個降膜流道分配有布膜結構。本脫揮器具有成膜面積大、成膜形態可控、流量調節范圍寬等優點，適用于高黏聚合物生產、紡絲液脫泡和溶液濃縮等脫揮過程。

技術領域

本實用新型涉及用于聚合物生產、紡絲液脫泡和溶液濃縮、真空蒸發等領域的一種降膜式脫揮設備，特別涉及聚合物縮聚反應的生產裝置，屬于化工生產設備領域。

背景技術

在縮聚、紡絲液脫泡以及真空蒸發、解吸等化工操作中，逐步脫除小分子化合物的傳質效率是控制脫揮過程的關鍵因素。由于這類過程通常是在高黏體系中發生，因而體系中小分子化合物的擴散十分困難，脫揮效果會受到可供物料流動的設備內構件結構和物料流動混合特性的限制。需要開發一種結構緊湊、表面更新頻率快、熱質傳遞效率高的脫揮器，以達到實現大容量、高效率和高品質脫揮的目的。

在制備聚合物的加工過程中，熔融縮聚反應是一種不斷產生小分子化合物的可逆聚合反應，包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰胺(PA66)和聚碳酸酯(PC)等在內的聚合物均可通過熔融縮聚反應制得。制備這類聚合物時必須持續進行排除產生小分子化合物的脫揮工藝，以促使反應不斷正向進行，物料黏性極高，特別是在縮聚后期，物料動力黏度會發生數量級的變化，這種反應是涉及化學反應與傳熱傳質耦合的變黏過程。因此，熔融縮聚反應效果取決于脫揮過程物料的流動特性和熱質傳遞界面特性。

現有成功應用于高黏物料脫揮的設備主要有圓盤式和籠框式兩類臥式攪拌裝置。這兩類設備均是依靠下部沉浸于熔體層的轉動設備在旋轉時將熔池中的熔體帶起成膜脫揮，這種方式熔體成膜效率低，表面更新受限，特別是當物料黏度很大時，物料長時間附于裝置內構件上而發生副反應使得產品質量下降；此外，這類攪拌式反應裝置的轉軸通常連通到殼體外，大量高黏物料附于攪拌器上而產生相當大的擾度，設備密封可靠性差。因而迫切需要開發出一種高效脫揮器，可使裝置內物料成膜性能好、表面更新快、停留時間均一，流動無死區、容易清洗、能耗低，且反應過程滿足流動、混合和熱質傳遞需求，實現高效能縮聚。

已公開的立式脫揮反應器(一種列管管外降膜縮聚反應釜，CN102746499B；一種多層落管式降膜脫揮反應器，CN105903424B)，由于其不帶攪拌器，因此能耗有所降低，成膜及表面更新也可滿足一定的生產質量要求，但可供調節的生產物料流量范圍有限，當增大物料處理量時，停留時間顯著降低，產品質量下降；而多層的傘裙結構在降膜過程中物料脫離傘裙時容易造成直接墜落無法回到中空管外壁，形成所謂的“短路”，從而使得脫揮效果變差及物料黏度的不勻，同時，多層結構也會因物料黏度的逐步變大，容易造成在下層塔板徑向流動時產生明顯的停留時間差異，進而影響脫揮效果。因此急需提供一種成膜面積大、成膜形態可控、無死區、表面更新快，降膜過程停留時間均一可控，流量范圍適應性大的脫揮設備。

實用新型內容

本實用新型的第一個目的是為了克服以上現有技術的不足，提供一種降膜式脫揮器。為此，本實用新型采用以下技術方案：

降膜式脫揮器，包括立式殼體、連接于立式殼體上端的封頭和下端的底殼、物料進口、真空抽氣口、物料出口，其特征在于：脫揮器內設有物料箱體和至少一根降膜元件，降膜元件上具有多個降膜流道，物料進口與物料箱體相接通，物料箱體的底板為布膜板，布膜板提供有布膜結構，所述各個降膜流道均被分配有相同的布膜結構。

布膜板上為降膜元件的每個降膜流道開有布膜孔作為布膜結構。一種優選的結構是：每個流道對應的布膜孔的數量、大小、相對位置完全相同。物料經布膜板上的布膜孔分配后，進入降膜流道上形成降膜流動，同時進行脫揮，小分子從真空抽吸口抽走，物料從降膜元件滑落后，最后從出料口排出。

進一步地，每個流道對應的布膜孔優選為一個。