一種高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)，包括綠色能源模塊和預(yù)處理模塊，其中：綠色能源模塊中的綠色能源系統(tǒng)采用由太陽能、空氣熱能或電能組成的二元或三元復配系統(tǒng)；預(yù)處理模塊通過預(yù)處理器對TPEG進行預(yù)處理。預(yù)處理器的上部設(shè)有進水管，連接綠色能源系統(tǒng)；下端設(shè)有出料管，連接主反應(yīng)器；上端設(shè)有投料口，上蓋上端固定有電機帶動預(yù)處理器內(nèi)部的框式攪拌器正常工作；底部設(shè)有溫控裝置和電加熱裝置，外表面設(shè)有聚氨酯保溫層。本發(fā)明解決了聚羧酸減水劑生產(chǎn)中TPEG溶解度低、粘度高、易結(jié)團的問題，保證了反應(yīng)物初始狀態(tài)的均勻性，提高了生產(chǎn)效率。預(yù)處理器采取低位投料方式，降低了廠房及設(shè)備要求，提高了安全性，節(jié)省了大量勞動力。
【專利說明】一種高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚羧酸混凝土減水劑的生產(chǎn)裝置。
技術(shù)背景
[0002]近年來，聚羧酸減水劑以其優(yōu)異的性能和綠色環(huán)保的特點，受到業(yè)內(nèi)人士越來越多的重視。聚羧酸減水劑具有高減水率、低摻量、高保坍型性能，在工程應(yīng)用中越來越廣泛。早在20世紀80年代初，日本就成功研制出聚羧酸系減水劑，并于1986年將產(chǎn)品打入市場。而國內(nèi)對于聚合物水泥減水劑的研究起步較晚，2001年，上海建筑科學研究院成功研制出聚羧酸系高性能減水劑，并首先在國內(nèi)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。隨著科學技術(shù)的日新月異，我國聚羧酸高效減水劑的研發(fā)與工業(yè)化生產(chǎn)迅猛發(fā)展。但是，在聚羧酸的工業(yè)化生產(chǎn)中依然存在一些問題亟待完善。
[0003]目前，在傳統(tǒng)的聚羧酸生產(chǎn)工藝中存在著諸多問題，阻礙著聚羧酸減水劑向大規(guī)模、高質(zhì)量、高產(chǎn)能、環(huán)境友好的方向發(fā)展。主要問題有=(I)TPEG都是通過工人從鋼平臺上主反應(yīng)釜頂部投料進入釜中，原料需要用叉車提升3m以上，耗費大量勞動力和時間，且存在一定的危險性。(2)由于TPEG常溫溶解性差，并且粘度大，密度較小，容易漂浮在液面上結(jié)成團，影響TPEG的進一步溶解。所以傳統(tǒng)工藝中會在合成反應(yīng)之前先要在反應(yīng)釜中對TPEG進行處理，使之溶解，這就延長了減水劑的合成周期，通常一個合成周期需要8h以上，效率較低。(3)傳統(tǒng)工藝需要鍋爐進行加熱，通過夾套對反應(yīng)釜進行加熱，溫度不易控制且對環(huán)境污染較大。(4)傳統(tǒng)工藝對廠房的高度要求較高，一般在7.5m以上。(5)傳統(tǒng)工藝合成周期之間不連續(xù)。因此，需要對生產(chǎn)工藝進行改進，來提高生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)，本發(fā)明在傳統(tǒng)的化工工藝中加入了預(yù)處理系統(tǒng)，在聚羧酸生產(chǎn)工藝中通過對TPEG的預(yù)處理，解決了 TPEG的溶解問題和高粘度問題，提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，縮短合成周期，提高了生產(chǎn)效率。另外，由于預(yù)處理系統(tǒng)采取的是低位投料方式，降低了廠房高度，同時提高了安全性，節(jié)省勞動力。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)包括綠色能源模塊和預(yù)處理模塊。新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)改變了聚羧酸傳統(tǒng)工藝中在反應(yīng)釜頂部投料的方式，通過預(yù)處理器對TPEG進行預(yù)處理后在注入主反應(yīng)器。熱水從加熱裝置中通過進水管進入預(yù)處理器中，TPEG從投料口進入預(yù)處理器中，啟動電機進行攪拌，溫控裝置對釜內(nèi)溫度進行調(diào)控，預(yù)處理完成后，溶液通過出料管進入主反應(yīng)釜。一套新型預(yù)處理設(shè)備可同時向多套生產(chǎn)設(shè)備提供預(yù)處理的TPEG溶液。
[0006]所述預(yù)處理系統(tǒng)中安裝有精準的溫控裝置和高效攪拌器，能很好地解決TPEG因密度小漂浮在表面，易結(jié)成團、粘度高等問題，保證TPEG溶液在反應(yīng)初始狀態(tài)均勻性一致。
[0007]所述預(yù)處理系統(tǒng)能與主反應(yīng)釜同時工作，提前進行合成所需TPEG的溶解、均化的工作，兩個合成反應(yīng)周期之間無間斷，主反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)起始溫度波動不大，生產(chǎn)具有一定的連續(xù)性。
[0008]所述新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)中不采用傳統(tǒng)高位鋼平臺結(jié)構(gòu)，降低廠房高度要求，提高安全性，預(yù)處理器為圓柱狀高耐久性反應(yīng)釜，耐腐蝕性好，預(yù)處理器高
0.6^1.0m,采用地面直接投料的方式加料，操作方便，節(jié)省勞動力。
[0009]所述預(yù)處理器的上部設(shè)置有插入預(yù)處理器的進水管，進水管連接冷水加熱裝置；在預(yù)處理器下端設(shè)置有出料管，連接聚羧酸減水劑生產(chǎn)的主反應(yīng)器。預(yù)處理器上部設(shè)有投料口，上蓋上端固定設(shè)置有電機，通過電機使預(yù)處理器內(nèi)部的攪拌設(shè)備正常工作。在預(yù)處理器的底部設(shè)有溫控裝置，對預(yù)處理器內(nèi)溶液溫度進行控制。預(yù)反應(yīng)器殼體外表面設(shè)有聚氨酯保溫層，能減少反應(yīng)器內(nèi)溫度損失。
[0010]所述綠色能源模塊中的綠色能源系統(tǒng)采用由太陽能、空氣熱能或電能組成的二元或三元復配系統(tǒng)，空氣熱能和電能作為備用能源。當太陽能不能滿足要求時，啟用空氣源熱泵和電熱水器進行加熱。充分利用綠色可再生能源。
[0011]所述進水管、出料管的流量通過計量泵控制，進水管選用普通計量泵，出料管液體有一定腐蝕性，選用防腐型計量泵。
[0012]所述溫控裝置包括溫度傳感器和電加熱裝置，對預(yù)反應(yīng)器內(nèi)部溫度進行控制，保持釜內(nèi)溫度恒定，采用耐高溫防腐蝕加熱器，使用壽命更長。
[0013]所述電機為可調(diào)速的變頻電機，攪拌器采用框式攪拌器，長徑比為1:廣1.5:1，攪拌效果最好。
[0014]所述保溫層材料為聚氨酯，厚度為75~150mm之間，釜內(nèi)溶液Ih內(nèi)溫差小于0.5°C,具有較好的保溫效果。
[0015]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
I)新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)具有綠色低能耗的特點，取消了傳統(tǒng)的鍋爐加熱的方式，采用多能源匹配的能源系統(tǒng)，實現(xiàn)了常溫至100°c內(nèi)溫度可調(diào)。同時，多能源匹配能源系統(tǒng)實現(xiàn)了對綠色可再生能源的充分利用，節(jié)省了大量能量，無污染。
[0016]2)通過在聚羧酸減水劑生產(chǎn)系統(tǒng)中加入預(yù)處理系統(tǒng)，解決了 TPEG的溶解問題和高粘度問題，避免了 TPEG成團而降低溶解性能。使得溶液的反應(yīng)初始的均勻性保持一致，提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
[0017]3)預(yù)處理系統(tǒng)實現(xiàn)了低位投料，地面操作，取消了傳統(tǒng)的鋼平臺，對廠房的高度要求有所降低，同時也提高了生產(chǎn)過程中的安全性，節(jié)約大量的勞動力。
[0018]4)預(yù)處理系統(tǒng)能與主反應(yīng)釜同時工作，在聚羧酸生產(chǎn)工藝中能提前完成對TPEG的預(yù)處理工作，縮短了反應(yīng)周期，產(chǎn)能提高了 25%以上。同時由于主反應(yīng)器的連續(xù)工作使得釜內(nèi)反應(yīng)起始溫度波動性不大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較好。并且一套預(yù)處理系統(tǒng)可以向多套生產(chǎn)設(shè)備提供原料，大大提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)的生產(chǎn)示意圖；
圖2為新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標記說明:1 一綠色能源系統(tǒng)、2 —預(yù)處理器、3 —冷水儲存設(shè)備、4 一攪拌電機、5 一框式攪拌器、6 —溫控裝置、7 —保溫層、8 —出料管、9 一進水管、10 —投料口。
【具體實施方式】
[0020]實施例:
采用新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)的聚羧酸生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)(按5T/釜的產(chǎn)量生產(chǎn)):
I)在主反應(yīng)進行的同時，開啟預(yù)處理系統(tǒng)中的綠色能源系統(tǒng)1，將水加熱至95°c，將熱水通過進水管9注入預(yù)處理器2中，同時通過投料口 10開始投放TPEG，3(T60min內(nèi)完成投放，然后啟動攪拌電機4帶動框式攪拌器5開始攪拌。通過溫控裝置6把預(yù)處理器2內(nèi)溫度控制在30°C，在保溫層7的作用下保溫一個小時。將水、A料投入A料槽中進行攪拌混合，將水、B料投入B料槽中進行攪拌混合。
[0021]2)開啟主反應(yīng)器，l(T30min后開始向反應(yīng)釜中注入C料，δπι?η內(nèi)滴加完成。然后通過出料管8開始向反應(yīng)釜中滴加TPEG溶液以及Α、Β料，TPEG溶液在3(T60min內(nèi)滴加完成，A料滴加時間控制在15(T200min之內(nèi)，B料滴加時間控制在20(T250min之內(nèi)。
[0022]3)原料滴加完成之后，主反應(yīng)器保溫3(T60min。
[0023]4)將pH調(diào)節(jié)劑注入反應(yīng)釜內(nèi)，直至溶液呈中性，l(T30min內(nèi)完成。
[0024]5)將聚羧酸減水劑成品輸送至母液儲存罐中儲存，5^20min內(nèi)完成。
[0025]對比例:
傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)聚羧酸減水劑(按5T/釜的產(chǎn)量生產(chǎn)):
O開啟主反應(yīng)器，向反應(yīng)釜中注入水，投放TPEG粉料，同時釜內(nèi)開始加熱，通過溫控設(shè)備使得釜內(nèi)溫度控制在60°C。此過程持續(xù)約12(Tl50min。
[0026]2)在步驟I)進行的同時，將水、A料投入A料槽中進行攪拌混合，將水、B料投入B料槽中進行攪拌混合。
[0027]3)步驟I)完成之后，l(T30min后開始向反應(yīng)釜中注入C料，δπι?η內(nèi)滴加完成。然后開始從A料槽、B料槽中向反應(yīng)釜中滴加Α、B料，A料滴加時間控制在15(T200min之內(nèi)，B料滴加時間控制在20(T250min之內(nèi)。
[0028]4)原料滴加完成之后，主反應(yīng)器保溫3(T60min。
[0029]5)將pH調(diào)節(jié)劑注入反應(yīng)釜內(nèi)，直至溶液呈中性，l(T30min內(nèi)完成。
[0030]6)將聚羧酸減水劑成品輸送至母液儲存罐中儲存，5^20min內(nèi)完成。
[0031]在實施例中，通過應(yīng)用新型預(yù)處理系統(tǒng)的聚羧酸生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)，取消鋼平臺結(jié)構(gòu)，通過預(yù)處理系統(tǒng)對TPEG進行預(yù)處理，采用低位投料的投料方式；在對比例中，通過傳統(tǒng)聚羧酸生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)，在主反應(yīng)器頂部進行投料。實施例、對比例均是按5T/釜的產(chǎn)量進行生產(chǎn)。本廠三條生產(chǎn)線同時工作，一套預(yù)處理系統(tǒng)剛好能為3條生產(chǎn)線提供原料。詳見表1。
[0032]表1傳統(tǒng)工藝與本發(fā)明在聚羧酸減水劑生產(chǎn)線效益產(chǎn)能對比表。
【權(quán)利要求】
1.一種新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)，包括綠色能源模塊和預(yù)處理模塊，其特征在于:所述綠色能源模塊中的綠色能源系統(tǒng)(I)采用由太陽能、空氣熱能或電能組成的二元或三元復配系統(tǒng)，所述預(yù)處理模塊中的預(yù)處理器(2)上部設(shè)置有插入所述預(yù)反應(yīng)器(2)殼體的進水管(9)，所述進水管(9)連接綠色能源系統(tǒng)(I);在所述預(yù)處理器(2)下端設(shè)置有出料管(8)，連接聚羧酸減水劑生產(chǎn)的主反應(yīng)器；所述預(yù)處理器(2)上端設(shè)有投料口(10)，所述預(yù)處理器(2)上方固定設(shè)置有電機(4)，通過電機(4)使所述預(yù)處理器(2)內(nèi)部的框式攪拌器(5)正常工作；在所述預(yù)處理器(2)的底部設(shè)置有溫控裝置(6)，對所述預(yù)處理器(2)內(nèi)溶液溫度進行控制；所述預(yù)處理器(2)外表面設(shè)置有聚氨酯保溫層(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于:所述預(yù)處理器(2)為圓柱狀高耐久性反應(yīng)釜，所述預(yù)處理器(2)高0.6~1.0m，采用地面直接投料的方式加料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于:所述框式攪拌器(5)的長徑比為1: f 1.5:1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種新型高效低能耗聚羧酸生產(chǎn)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于:所述保溫層(7)材料為聚氨酯，厚度為75~150mm之間。
【文檔編號】C04B103/30GK103980436SQ201410218180
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】肖佳, 汪杰, 馬玲, 代柱端, 譚洪波 申請人:武漢華軒高新技術(shù)有限公司