[發明專利]一種原位補熱的超重力脫揮裝置及應用

有效

• 申請號: 201910734595.6
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN112337139B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 羅勇;陳建峰;初廣文;鄒海魁;孫寶昌;張亮亮
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;B01D3/10
• 代理公司: 北京志霖律師事務所 11575
• 代理人: 張文祎

本發明公開了一種原位補熱的超重力脫揮裝置，包括殼體、電機、動磁力盤、轉子填料、靜磁力盤、固定環、液體進料口、氣體出口和液體出料口；所述電機的輸出軸自殼體頂部穿過殼體延伸到殼體內，電機輸出軸的下端頭與動磁力盤上端面中心位置固定連接；所述轉子填料設置在動磁力盤上表面；電機輸出軸與轉子填料之間設有空腔；所述轉子填料和殼體之間的空腔內縱向設置不銹鋼疏水絲網；所述動磁力盤的下方設置靜磁力盤；所述靜磁力盤通過固定環固定在殼體的側壁上；本發明超重力脫揮裝置的旋轉機械能經磁力切割原位轉化為熱能，自動補充脫揮時VOC氣化帶走的熱量，可維持系統溫度穩定。

技術領域

本發明涉及一種脫除揮發性物質的裝置及應用。更具體地，涉及一種原位補熱的超重力脫揮裝置及應用。

背景技術

在聚合物生產加工中，聚合物產品脫除揮發性有機化合物(volatile organiccompounds，VOC)過程的重要性僅次于反應過程。在通常的聚合物生產流程中，由聚合反應單元進入工業脫揮器的聚合物系中，揮發性組分含量一般達10％～80％。根據產品的不同用途，脫揮過程通常要將聚合物產品中的VOC降至幾千mg/kg甚至幾十mg/kg，脫揮過程的能耗常常占到整體能耗的60％以上。此外，隨著安全、環保與健康水平的不斷提高，不同應用領域對聚合物材料中VOC含量的要求也在不斷提高，一些特殊領域的聚合物產品中特定VOC的含量更是被要求低于1mg/kg，如我國食品包裝用聚氯乙烯材料中單體含量必須低于1mg/kg；歐盟食品接觸級ABS塑料丙烯腈和丁二烯殘留量必須低于0.02mg/kg。因此，研究優化聚合物脫揮裝備與工藝、實現低能耗高效率的聚合物脫揮過程有重要意義。

工業上聚合物脫揮過程一般可分為3個不同的階段進行：①閃蒸脫揮，聚合物中揮發分含量從80％降至20％的階段；②起泡脫揮，聚合物中揮發分含量從20％降至5％的階段；③擴散脫揮，聚合物中揮發分含量從5％以下繼續降至最終要求的mg/kg級。而聚合物脫揮與傳統氣液分離過程相比有如下難點：①脫揮物系黏度大，流動行為復雜；②過程傳質系數小，對分離設備的效率要求很高；③操作條件苛刻，通常在高溫并對體系的壓力有一定要求，在此條件下聚合物極易發生變色降解，停留時間不宜過長。基于脫揮特性，亟需開發一種新型傳質高效、停留時間較短的強化脫揮過程的裝備。

近些年在脫揮領域，超重力旋轉填充床受到很大的關注。在超重力的作用下，高粘度聚合物流體變成極細的小液滴、液膜，增大比表面積且表面快速更新，從而促進揮發份的快速逸出。超重力法脫揮技術優勢在于停留時間短，微觀混合均勻，反應效率高且可以進行連續性脫揮等。與傳統的脫揮裝置相比，其具有占地面積小，脫除效率高，良好的自清潔作用等優點。但是，目前的超重力脫揮裝置(如中國專利ZL200710120712.7)，由于脫揮時氣化帶走了大量的熱量，需要通過外殼夾套升溫來維持超重力旋轉床內空腔和轉子的溫度以補充脫揮氣化帶走的熱量，在這個過程中，夾套升溫首先加熱空氣，加熱的空氣然后給轉子升溫，其效率較低，導致能耗居高不下。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種原位補熱的超重力脫揮裝置。該裝置無需額外的加熱裝置，而是超重力旋轉床的旋轉機械能經磁力切割原位轉化為熱能，自動補充脫揮時VOC氣化帶走的大量熱量，節約了能耗；經檢測，使用本發明的超重力脫揮裝置，可以節約能耗20-50％。

本發明要解決的第二個技術問題是提供上述超重力脫揮裝置的應用。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種原位補熱的超重力脫揮裝置，包括殼體、電機、動磁力盤、轉子填料、靜磁力盤、固定環、液體進料口、氣體出口和液體出料口；

所述電機的輸出軸自殼體頂部穿過殼體延伸到殼體內，電機輸出軸的下端頭與動磁力盤上端面中心位置固定連接；

所述轉子填料設置在動磁力盤上表面；電機輸出軸與轉子填料之間設有空腔；

所述動磁力盤的下方設置靜磁力盤；