[發明專利]一種降膜脫揮器及其降膜元件

有效

• 申請號: 202110048719.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112871104B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 陳世昌;陳文興;周宸
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/18;B01J19/24;B01D1/22;B01D1/30;C08G63/78;C08G69/00
• 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

本發明涉及一種生產高黏物料的降膜式脫揮器及其降膜元件，包括立式塔體、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交錯排列的降膜元件，降膜元件為多個凹槽組成的傾斜波紋板結構，物料箱體底部有布料板，布料板上為其下方對應降膜元件上凹槽分配有布膜結構，降膜元件下方有管件相連。本發明具有物料流動形態可控、流量調節范圍寬、物料停留時間分布窄等優點，適用于聚合物生產、紡絲液脫泡和溶液濃縮等物料脫揮增黏過程。

技術領域

本發明涉及高黏物料生產中的一種降膜脫揮器及其降膜元件。

背景技術

熔融縮聚、溶液濃縮、紡絲液脫泡、真空解吸等生產過程中需要在有利于物料小分子類及時排除的脫揮過程。在一定條件下(如減壓和加熱)，小分子以氣泡等形式從物料主體中脫除，物料體系黏度升高。就熔融縮聚制備高黏聚合物熔體而言，縮聚反應是一個可逆平衡反應，隨著縮聚反應的進行，需要及時有效的排出反應體系，從而使聚合物分子量不斷提高，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(PA)和聚碳酸酯(PC)等在內的聚合物均通過縮聚反應制得?？s聚反應的實施方法主要有熔融縮聚、固相縮聚、溶液縮聚等，其中熔融縮聚有反應效率高、流程短、節能環保以及滿足柔性化大規模生產等優勢。隨著反應的進行，反應體系黏度急劇增加，生成的小分子排除越來越困難，傳質成為過程的控制因素，因此采用能提供大的傳質比表面積的高效脫揮設備是實施高效縮聚的關鍵。

脫揮器內構件的設計既需要保證提供一個大的傳質比表面積，又要保證物料流動的同時得到不斷混合以盡可能增強物料膜的界面更新；此外，物料在脫揮器內的停留時間要求均一可控以此得到所需脫揮效果一致的物料。因此，理想的脫揮器應滿足物料流動為平推流，無死區，單位時間內所獲得的傳質面積與物料體積之比(成膜效率)最大化、表面更新快與小分子擴散途徑短的要求。目前公開的高黏物料脫揮設備包括圓盤式和籠框式兩種，這兩種均為臥式攪拌器，這兩類設備均是由下部浸泡于物料層的轉動設備在旋轉時將熔體物料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，特別是當黏度很大時，難以脫落，使得物料長時間依附于旋轉內構件上使得脫揮效果大大的減弱；此外由于其帶攪拌器，當黏度很大時，所需的能耗急劇上升。因此急需提供一個成膜面積大、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，流量范圍適應性大且能耗低的脫揮器。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種用于高黏物料生產的降膜脫揮器，能使物料流動均勻可控，擴大物料有效成膜面積，提高物料成膜效率以及物料的表面更新，增強物料流動成膜均勻性和停留時間的均一性，提高脫揮效率和高黏物料的產品品質。為此，本發明采用以下技術方案：

一種降膜脫揮器，所述脫揮器包括塔體，與塔體上端相連的封頭及與塔體下端相連的底殼，其特征在于所述封頭設有進料口、夾套熱媒以及設置在封頭上的物料進料箱，高黏物料由進料口通至物料進料箱，物料進料箱的底板為布料板，布料板固定在封頭塔體上，與塔體呈一定的角度，有布膜結構，布膜結構包括對應傾斜板式降膜元件凹槽區域的布膜孔，布膜孔孔壁和封頭壁面之間的空隙用于物料從物料箱體中進入其下方的降膜元件。

一種降膜脫揮器，所述脫揮器立式塔體，其特征在于所述脫揮器還包括上下交叉排列的傾斜板式降膜元件，傾斜板式降膜元件是上下交叉的，與塔體呈一定的角度，使高黏物料在向下流動時，延長停留時間，擴大物料的脫揮面積，提高脫揮效果。最后一個降膜元件下方在塔體兩側對稱位置設有一個傾斜向下的波紋板導流件，兩導流件不相連且導流件頂端不超過脫揮器中軸線，導流件的波紋凹槽結構與降膜元件一致，通過導流件可收集兩側的物料，使其集中在塔體中部降落至底殼內。

立式塔體上部設有真空抽氣口，底殼內設有攪拌器，其動力由底部傳入，底殼底部設有物料出口。