專(zhuān)利名稱(chēng)：一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物造粒技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，及實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前在工業(yè)生產(chǎn)上，尼龍聚合物的造粒方法為水冷切粒，即反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)完成后，將蒸汽壓力泄至0. ro. 2MPa，釋放出反應(yīng)釜中的水分，然后打開(kāi)出料閥，出料閥連接擠出機(jī)，物料在壓力作用下進(jìn)入擠出機(jī)并通過(guò)擠出機(jī)擠為線(xiàn)狀落入水槽中冷卻凝固，最后通過(guò)切粒機(jī)牽引凝固的線(xiàn)狀尼龍進(jìn)行連續(xù)切粒。這種方法的缺點(diǎn)在于，由于尼龍聚合物溫度較高，傳統(tǒng)應(yīng)用的水冷切粒方式對(duì)物料的出料粘度要求要高，若物料粘度過(guò)低則無(wú)法連續(xù)凝固成絲，導(dǎo)致連續(xù)切粒中斷，切粒無(wú) 法進(jìn)行，并且物料中水分沒(méi)有充分釋放出會(huì)使絲中含氣泡嚴(yán)重，造成物料浪費(fèi)；如果泄壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，物料粘度過(guò)大，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)的壓力不足以將物料壓出時(shí)，會(huì)使物料凝固于釜內(nèi)導(dǎo)致物料報(bào)廢，生產(chǎn)停滯，而且清理麻煩，工作量大，造成物料、人工浪費(fèi)。而目前在工業(yè)生產(chǎn)上尚未開(kāi)發(fā)出新的出料造粒工藝，這也是領(lǐng)域內(nèi)迫切需要解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。本發(fā)明的另一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)該方法的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒設(shè)備。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，包括以下步驟
(1)在反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽壓力作用下，反應(yīng)釜中的尼龍聚合物熔體通過(guò)保溫管道輸送至噴霧塔頂部的壓力噴頭，從壓力噴頭中噴出并分散為細(xì)小的霧滴，霧滴中的水分在高溫下閃蒸，迅速實(shí)現(xiàn)干燥；
(2)打開(kāi)噴霧塔的氣體閥門(mén)，冷卻氣體進(jìn)入將高溫霧滴冷卻成型，成為均勻的尼龍固體顆粒并在塔內(nèi)向下沉降；
(3)打開(kāi)噴霧塔的出氣口，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)，將噴霧塔中的混合氣體從出氣口引出，維持噴霧塔內(nèi)壓力為-IOOlOPa ;
(4)收集落到噴霧塔底部的尼龍固體顆粒，分級(jí)后包裝成成品。優(yōu)選的，所述反應(yīng)釜中蒸汽壓力為2. 5 3.5MPa，尼龍聚合物熔體的溫度為31(T315°C，尼龍聚合物熔體的粘度為5 100cp。優(yōu)選的，所述步驟(I)中的保溫管道為導(dǎo)熱油夾套保溫管，通過(guò)導(dǎo)熱油加熱保溫，所述壓力噴頭為保溫的壓力霧化器，通過(guò)纏繞電阻絲加熱保溫，防止尼龍聚合物熔體在管道、壓力噴頭內(nèi)凝固；所述壓力噴頭的噴口直徑為0. 5^1. 5_。
優(yōu)選的，所述步驟(2)具體包括打開(kāi)噴霧塔頂部的第一氣體閥門(mén)，冷卻氣體進(jìn)入使高溫霧滴冷卻，并在塔內(nèi)向下沉降；打開(kāi)噴霧塔底部的第二氣體閥門(mén)，冷卻氣體逆流向上吹掃霧滴，增加霧滴的冷卻時(shí)間，使霧滴最終冷卻成型，成為均勻的尼龍固體顆粒，并落到噴霧塔底部。優(yōu)選的，所述步驟(3)具體包括通過(guò)閘片切換噴霧塔中部的上出氣口和下出氣口，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)，維持噴霧塔內(nèi)壓力為_(kāi)10(T20Pa，將噴霧塔中的混合氣體從出氣口引入旋風(fēng)分離器去除細(xì)小顆粒和水分，然后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)和冷卻氣體單元循環(huán)利用。優(yōu)選的，所述冷卻氣體為氮?dú)猓瑴囟葹?(T40°C ;所述噴霧塔的出料溫度為100 150。。。優(yōu)選的，所述反應(yīng)釜連接高壓蒸汽罐，高壓蒸汽罐向反應(yīng)釜內(nèi)釋放蒸汽維持或增加反應(yīng)釜內(nèi)的壓力，以維持噴霧連續(xù)平穩(wěn)產(chǎn)生。一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒設(shè)備，包括
反應(yīng)生成尼龍聚合物熔體的反應(yīng)爸;
連接反應(yīng)釜出料閥的保溫管道；以及
噴霧塔和位于噴霧塔頂部的壓力噴頭，所述保溫管道連接壓力噴頭并將尼龍聚合物熔體輸送至壓力噴頭；所述噴霧塔設(shè)置有氣體閥門(mén)和出氣口，所述氣體閥門(mén)外接冷卻氣體單元，所述出氣口外接引風(fēng)機(jī)。優(yōu)選的，所述保溫管道為導(dǎo)熱油夾套保溫管，通過(guò)導(dǎo)熱油加熱保溫，所述壓力噴頭為保溫的壓力霧化器，通過(guò)纏繞電阻絲加熱保溫，防止尼龍聚合物熔體在管道、壓力噴頭內(nèi)凝固；所述壓力噴頭的噴口直徑為0. 5^1. 5mm ;所述噴霧塔頂部設(shè)有第一氣體閥門(mén)，冷卻氣體入口為螺旋結(jié)構(gòu)，所述噴霧塔底部設(shè)有第二氣體閥門(mén)，冷卻氣體入口為豎直向上結(jié)構(gòu)，第一氣體閥門(mén)和第二氣體閥門(mén)均連接到冷卻氣體單元；所述噴霧塔中部設(shè)置上出氣口和下出氣口，上出氣口和下出氣口均連接到引風(fēng)機(jī)，并通過(guò)閘片切換出氣口。優(yōu)選的，所述噴霧冷卻造粒設(shè)備還包括旋風(fēng)分離器，出氣口連接到旋風(fēng)分離器上，旋風(fēng)分離器的出口連接引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)接入冷卻氣體單元；所述噴霧冷卻造粒設(shè)備還包括與反應(yīng)釜連接、向反應(yīng)釜內(nèi)釋放蒸汽維持或增加反應(yīng)釜內(nèi)壓力的高壓蒸汽罐。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
(I)針對(duì)尼龍聚合物提出噴霧造粒方法，與目前常用的水冷切粒差別很大，由于改變了出料時(shí)的工藝條件，所得尼龍顆粒物性、外觀粒度均發(fā)生改變，提高了產(chǎn)品的出料速度，增加了產(chǎn)品粒度，且可對(duì)出料進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)防止物料氧化。(2)采用高壓蒸汽罐向反應(yīng)釜內(nèi)輸送蒸汽維持噴霧壓力，既可以防止物料不斷放出后反應(yīng)釜內(nèi)壓力下降，也可以防止物料粘度過(guò)高。(3)采用頂部、底部進(jìn)氣和中部出氣的結(jié)構(gòu),增加了物料的冷卻時(shí)間，并且通過(guò)切換噴霧塔的進(jìn)氣、出氣方式，可實(shí)現(xiàn)并流、逆流、混合流三種冷卻方式，裝置的可控性、調(diào)節(jié)性增強(qiáng)。氣流在噴霧塔內(nèi)回旋，從而能夠成型規(guī)定粒徑的均勻規(guī)整的尼龍固體顆粒。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明的一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒設(shè)備，至少包括高壓反應(yīng)釜2，其內(nèi)反應(yīng)生成尼龍聚合物熔體；連接反應(yīng)釜2出料閥的保溫管道3 ;以及噴霧塔12和位于噴霧塔12頂部的壓力噴頭4，保溫管道3連接壓力噴頭4并將反應(yīng)釜2內(nèi)生成的尼龍聚合物熔體輸送至壓力噴頭4。本實(shí)施例中，使用導(dǎo)熱油作為高壓反應(yīng)釜2的加工熱源，因此優(yōu)選的，保溫管道3采用導(dǎo)熱油夾套保溫管，通過(guò)導(dǎo)熱油加熱保溫，壓力噴頭4為保溫的壓力霧化器，通過(guò)纏繞電阻絲加熱保溫至310°C左右，防止尼龍聚合物熔體在管道、壓力噴頭內(nèi)凝固；壓力噴頭4的噴口直徑為0. 5^1. 5mm，將尼龍聚合物熔體噴散成細(xì)小霧滴。噴霧塔12設(shè)置有氣體閥門(mén)和出氣口，氣體閥門(mén)外接冷卻氣體單元9，出氣口外接 弓I風(fēng)機(jī)8。本實(shí)施例中，優(yōu)選的，在噴霧塔12的頂部設(shè)有第一氣體閥門(mén)10，且冷卻氣體入口為螺旋結(jié)構(gòu)，在噴霧塔12的底部設(shè)有第二氣體閥門(mén)11，且冷卻氣體入口為豎直向上結(jié)構(gòu)，第一氣體閥門(mén)10和第二氣體閥門(mén)11都連接到冷卻氣體單元9。噴霧塔12中部設(shè)置上出氣口 5和下出氣口 6，優(yōu)選的，本發(fā)明的噴霧冷卻造粒設(shè)備還包括旋風(fēng)分離器7，上出氣口 5和下出氣口 6均連接到旋風(fēng)分離器7上，并通過(guò)閘片切換出氣口，旋風(fēng)分離器7的出口連接引風(fēng)機(jī)8，引風(fēng)機(jī)8接入冷卻氣體單元9。旋風(fēng)分離器設(shè)備的主要功能是盡可能除去輸送介質(zhì)氣體中攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和液滴，達(dá)到氣固液分離，以保證管道及設(shè)備的正常運(yùn)行。本發(fā)明中，將噴霧塔12中的混合氣體從出氣口引入旋風(fēng)分離器7除去細(xì)小顆粒，并將混合氣體進(jìn)行冷凝洗滌除去水分并降溫以循環(huán)利用。優(yōu)選的，本發(fā)明的噴霧冷卻造粒設(shè)備還包括與反應(yīng)釜2連接、向反應(yīng)釜2內(nèi)釋放蒸汽維持或增加反應(yīng)釜2內(nèi)壓力的高壓蒸汽罐1，該高壓蒸汽罐I也使用導(dǎo)熱油作為加工熱源。使用本實(shí)施例的噴霧冷卻造粒設(shè)備的一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，具體包括以下步驟
(1)尼龍聚合物在反應(yīng)釜2內(nèi)反應(yīng)完成后，最終出料壓力維持在2.5^3. 5MPa，打開(kāi)出料閥，在反應(yīng)釜2內(nèi)蒸汽壓力的作用下，反應(yīng)釜2中的尼龍聚合物熔體通過(guò)保溫管道3輸送至噴霧塔12頂部的壓力噴頭4，在噴霧塔12中從壓力噴頭4中噴出并分散為細(xì)小的霧滴，由于霧滴溫度超過(guò)300°C，霧滴中的水分在高溫下閃蒸，迅速實(shí)現(xiàn)干燥；
(2)打開(kāi)噴霧塔12頂部的第一氣體閥門(mén)10，冷卻氣體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入吹掃霧滴，使高溫霧滴冷卻，并在塔內(nèi)旋轉(zhuǎn)向下沉降；冷卻時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致霧滴在沒(méi)有凝固前就落到噴霧塔底部，凝結(jié)在塔底上形成尼龍硬塊，浪費(fèi)物料并難以清理，因此可以打開(kāi)與調(diào)節(jié)噴霧塔12底部的第二氣體閥門(mén)11，冷卻氣體進(jìn)入逆流向上吹掃霧滴，增加霧滴的冷卻時(shí)間，使霧滴最終冷卻成型，成為均勻規(guī)整的尼龍固體顆粒，并落到噴霧塔12底部。(3)通過(guò)閘片切換噴霧塔12中部的上出氣口 5和下出氣口 6，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)8，維持噴霧塔內(nèi)壓力為_(kāi)10(T20Pa，將噴霧塔12中的混合氣體從出氣口引入旋風(fēng)分離器7除去細(xì)小顆粒和水分，然后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)8，并最終進(jìn)入冷卻氣體單元9循環(huán)利用。(4)收集落到噴霧塔12底部的尼龍固體顆粒，送至震動(dòng)篩分級(jí)后包裝成成品。
優(yōu)選的，所述冷卻氣體為氮?dú)?，防止高溫物料氧化，溫度?(T40°C ;噴霧塔的出料溫度為 10(Tl50°C。反應(yīng)釜2連接高壓蒸汽罐1，高壓蒸汽罐I向反應(yīng)釜2內(nèi)釋放蒸汽維持或增加反應(yīng)釜內(nèi)的壓力，使反應(yīng)釜中的蒸汽壓力維持在2. 5^3. 5MPa，以保證噴霧連續(xù)平穩(wěn)產(chǎn)生。反應(yīng)釜中反應(yīng)生成的尼龍聚合物熔體的溫度為31(T315°C，粘度為5 100cp。粘度根據(jù)反應(yīng)要求確定，物料粘度與物料溫度、含水率成正比，保壓時(shí)間短物料含水率大則粘度低，若保壓時(shí)間長(zhǎng)由于釋放的水蒸氣過(guò)多，物料粘度較高，噴霧效果與物料的粘度密切相關(guān)，粘度越低成霧的效果越好，可根據(jù)需要增加反應(yīng)釜內(nèi)的壓力來(lái)維持噴霧的連續(xù)產(chǎn)生。本發(fā)明涉及一種將高溫融熔的尼龍聚合物利用壓力噴頭在噴霧塔中霧化、干燥、冷卻、造粒的新型方法及其設(shè)備，與硬脂酸或石蠟油的噴霧冷卻造粒工藝相比，本發(fā)明的工藝要求較高，尼龍聚合物熔體的溫度在310°C左右，融熔狀態(tài)下為非牛頓流體，粘度在5 lOOcp，而硬脂酸或石蠟油的熔點(diǎn)在50°C左右，融熔后為牛頓流體，粘度也很小。因此本發(fā) 明的工藝裝置保溫要求嚴(yán)格，保溫管道可以采用導(dǎo)熱油夾套保溫管，而壓力噴頭可采用纏繞電阻絲進(jìn)行加熱保溫，防止尼龍聚合物熔體在管道、壓力噴頭內(nèi)凝固造成堵塞，使后續(xù)步驟無(wú)法順利進(jìn)行。本工藝也適應(yīng)類(lèi)似物料噴霧冷卻造?；蛘邍婌F干燥。以上公開(kāi)的僅為本申請(qǐng)的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)在反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽壓力作用下，反應(yīng)釜中的尼龍聚合物熔體通過(guò)保溫管道輸送至噴霧塔頂部的壓力噴頭，從壓力噴頭中噴出并分散為細(xì)小的霧滴，霧滴中的水分在高溫下閃蒸，迅速實(shí)現(xiàn)干燥； (2)打開(kāi)噴霧塔的氣體閥門(mén)，冷卻氣體進(jìn)入將高溫霧滴冷卻成型，成為均勻的尼龍固體顆粒并在塔內(nèi)向下沉降； (3)打開(kāi)噴霧塔的出氣口，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)，將噴霧塔中的混合氣體從出氣口引出，維持噴霧塔內(nèi)壓力為-10(T20Pa; (4)收集落到噴霧塔底部的尼龍固體顆粒，分級(jí)后包裝成成品。
2.如權(quán)利要求I所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，其特征在于，所述反應(yīng)釜中蒸汽壓力為2. 5^3. 5MPa，尼龍聚合物熔體的溫度為31(T315°C，尼龍聚合物熔體的粘度為5 lOOcp。
3.如權(quán)利要求I所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，其特征在于，所述步驟(I)中的保溫管道為導(dǎo)熱油夾套保溫管，通過(guò)導(dǎo)熱油加熱保溫，所述壓力噴頭為保溫的壓力霧化器，通過(guò)纏繞電阻絲加熱保溫，防止尼龍聚合物熔體在管道、壓力噴頭內(nèi)凝固；所述壓力噴頭的噴口直徑為O. 5 I. 5mm。
4.如權(quán)利要求I所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括打開(kāi)噴霧塔頂部的第一氣體閥門(mén)，冷卻氣體進(jìn)入使高溫霧滴冷卻，并在塔內(nèi)向下沉降；打開(kāi)噴霧塔底部的第二氣體閥門(mén)，冷卻氣體逆流向上吹掃霧滴，增加霧滴的冷卻時(shí)間，使霧滴最終冷卻成型，成為均勻的尼龍固體顆粒，并落到噴霧塔底部。
5.如權(quán)利要求I所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，其特征在于，所述步驟(3)具體包括通過(guò)閘片切換噴霧塔中部的上出氣口和下出氣口，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)，維持噴霧塔內(nèi)壓力為-10(T20Pa，將噴霧塔中的混合氣體從出氣口引入旋風(fēng)分離器去除細(xì)小顆粒和水分，然后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)和冷卻氣體單元循環(huán)利用。
6.如權(quán)利要求I或4所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，其特征在于，所述冷卻氣體為氮?dú)猓瑴囟葹?(T40°C ;所述噴霧塔的出料溫度為10(Tl50°C。
7.如權(quán)利要求I所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，其特征在于，所述反應(yīng)釜連接高壓蒸汽罐，高壓蒸汽罐向反應(yīng)釜內(nèi)釋放蒸汽維持或增加反應(yīng)釜內(nèi)的壓力，以維持噴霧連續(xù)平穩(wěn)產(chǎn)生。
8.—種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒設(shè)備，其特征在于，包括 反應(yīng)生成尼龍聚合物熔體的反應(yīng)釜；連接反應(yīng)釜出料閥的保溫管道；以及噴霧塔和位于噴霧塔頂部的壓力噴頭，所述保溫管道連接壓力噴頭并將尼龍聚合物熔體輸送至壓力噴頭；所述噴霧塔設(shè)置有氣體閥門(mén)和出氣口，所述氣體閥門(mén)外接冷卻氣體單元，所述出氣口外接引風(fēng)機(jī)。
9.如權(quán)利要求8所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒設(shè)備，其特征在于，所述保溫管道為導(dǎo)熱油夾套保溫管，通過(guò)導(dǎo)熱油加熱保溫，所述壓力噴頭為保溫的壓力霧化器，通過(guò)纏繞電阻絲加熱保溫，防止尼龍聚合物熔體在管道、壓力噴頭內(nèi)凝固；所述壓力噴頭的噴口直徑為O.5^1. 5mm ;所述噴霧塔頂部設(shè)有第一氣體閥門(mén)，冷卻氣體入口為螺旋結(jié)構(gòu)，所述噴霧塔底部設(shè)有第二氣體閥門(mén)，冷卻氣體入口為豎直向上結(jié)構(gòu)，第一氣體閥門(mén)和第二氣體閥門(mén)均連接到冷卻氣體單元；所述噴霧塔中部設(shè)置上出氣口和下出氣口，上出氣口和下出氣口均連接到引風(fēng)機(jī),并通過(guò)閘片切換出氣口。
10.如權(quán)利要求8或9所述的尼龍聚合物噴霧冷卻造粒設(shè)備，其特征在于，所述噴霧冷卻造粒設(shè)備還包括旋風(fēng)分離器，出氣口連接到旋風(fēng)分離器上，旋風(fēng)分離器的出口連接引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)接入冷卻氣體單元；所述噴霧冷卻造粒設(shè)備還包括與反應(yīng)釜連接、向反應(yīng)釜內(nèi)釋放蒸汽維持或增加反應(yīng)釜內(nèi)壓力的高壓蒸汽罐。
全文摘要
本發(fā)明的一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒方法，包括以下步驟反應(yīng)釜中的尼龍聚合物熔體在壓力作用下通過(guò)保溫管道輸送至噴霧塔頂部的壓力噴頭，從壓力噴頭中噴出并分散為細(xì)小的霧滴，霧滴中的水分在高溫下閃蒸，迅速實(shí)現(xiàn)干燥；冷卻氣體進(jìn)入將高溫霧滴冷卻成型，成為均勻的尼龍固體顆粒并在塔內(nèi)向下沉降；打開(kāi)噴霧塔的出氣口，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)，將噴霧塔中的混合氣體從出氣口引出，維持噴霧塔內(nèi)壓力為-100~20Pa；收集落到噴霧塔底部的尼龍固體顆粒，分級(jí)后包裝成成品。本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)該方法的一種尼龍聚合物噴霧冷卻造粒設(shè)備。本發(fā)明提高了產(chǎn)品的出料速度，增加了產(chǎn)品粒度，且可對(duì)出料進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)防止物料氧化，裝置的可控性、調(diào)節(jié)性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B29B9/00GK102794830SQ20111013978
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者丁起 申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司