CN101164681A - 癸二酸熔融喷雾造粒工艺及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是对癸二酸熔融喷雾造粒工艺及其装置的改进。该工艺由以下工序实现；①将癸二酸产品加入带搅拌的熔融釜中通入饱和蒸汽加热熔融，②将熔融癸二酸借助保温输送管路到离心喷雾机的离心仓中，③借助于离心仓侧壁均匀分布的喷射孔和高速旋转的离心仓将熔融的癸二酸雾化喷出，④将雾化后的熔融的癸二酸引入逆流沉降塔完成冷却、成型、干燥，⑤经捕集器收集的成型产品送至震动筛分级、包装后成成品。改进后的装置为立式塔状结构，塔顶设置有引风口、缓冲室沉降腔，捕集器，搭身下部设置有进风口结构。关键离心仓设置在沉降腔(4)的顶端，通过保温管路与熔融癸二酸输送泵连接，塔身下部所设置的进风口(9)结构中的出风方向与塔内壁圆柱面螺旋线切线方向相同。

Description

癸二酸熔融喷雾造粒工艺及其装置
技术领域
本发明涉及一种工业原料癸二酸的加工工艺及其专用的设备。具体的说是癸二酸熔融喷雾造粒工艺及其装置。
背景技术
癸二酸是一种重要的有机化工原料，被广泛的应用在高分子聚合物产品中作为增塑剂、粘合剂或其他改性填料。目前所采用的癸二酸生产工艺中的后道工序是将结晶癸二酸离心脱水后，再采用热气流干燥而成，所形成的是粉末状的癸二酸产品。由于所形成的粉末过细，极易形成尘爆；特别是在配重、加填和搅拌过程中会造成粉末飞扬。不但污染环境，恶化劳动条件，而且流失产品，造成浪费。由于癸二酸的应用环境是特殊的有机溶剂条件，并不需要过细的物理指标。为了降低成本和保护环境，应用厂家分别提出对颗粒状癸二酸产品不同的的粒度要求。本发明人已经就普通的造粒工艺和设备应用到癸二酸的成型工艺中作过探讨，并与天津大学作出了初步合作成果。但是实践证明，当时的装置和工艺并没有充分考虑到熔融癸二酸物理指标的特殊性。所以，包括对癸二酸产品粒度的控制精度、能耗的降低等技术指标均不理想。有待进一步改进。
发明内容
本发明要根据熔融后癸二酸的物理、化学特性重新设计熔融造粒工艺及其专用装置。以保证对成型癸二酸颗粒调整的可操作性和粒度控制的准确度，同时保证能耗指标的降低和成本的下降。
癸二酸是一种有机化工原料，其熔点为131-134℃。经饱和蒸汽加热为熔融态的癸二酸是液态但不是溶液，具有较大的粘滞系数。在压力下驱动下静态喷淋时很不容易形成均匀雾化的效果。特别是喷淋出的熔融态癸二酸会随着喷头外部温度的变化立即表面收缩，使得所喷淋出的料量加大伸长无法简单的实现调控，从而造成分散雾化的均匀程度失控，导致形成的颗粒直径具有较大的离散性。这是现有技术无法克服的缺陷。
本发明改进后的技术方案中使用饱和蒸汽作为工业癸二酸产品的加工热源，关键在于该工艺由以下工序实现；
①选择合格的工业癸二酸产品加入带搅拌的熔融釜中通入饱和蒸汽加热熔融，
②将熔融后搅拌均匀的癸二酸保温输送到离心喷雾机的离心喷射仓中，
③借助于离心仓侧壁均匀分布的喷射孔和高速旋转的离心喷射仓将熔融的癸二酸雾化喷出，
④将雾化后的熔融的癸二酸引入逆流沉降塔自由沉降中完成冷却、成型、干燥，
⑤经捕集器收集的成型产品送至震动筛分级、包装后成成品。
以上的工艺对于一定温度下的熔融癸二酸，只要简单的选择离心仓转数、仓壁喷淋孔直径和密度的搭配，就可以准确的控制所生成癸二酸颗粒的粒度范围。这是本发明实质性的特点和显著的进步。
为了在保证粒度调控可操作性的基础上尽可能的提高效率，保证质量，需要进一步的改进专用的造粒装置相配套，以改善熔融癸二酸和冷却气体间的热交换方式和提高热交换效率。具体的设想是借助离心力所喷摔出来的熔融癸二酸与进入沉降腔的空气产生相反的旋流、充分的进行混合和接触，并进一步改进气流的注如入方式形成稳定的温度梯度环境，保证产品粒度和形态的一致性。
本发明所说的专用装置是与本工艺配套的癸二酸熔融造粒装置，立式塔状结构，塔顶设置有引风口和缓冲室，缓冲室下是沉降腔，捕集器设置在沉降腔底部皮带输送机的上方，搭身下部设置有进风口结构，关键的设计在于离心喷雾机的离心喷射仓设置在沉降腔的顶端、缓冲室的下面、并通过保温管路与熔融癸二酸输送泵连接，塔身下部所设置的进风口结构中的出风方向与塔内壁圆柱面螺旋线切线方向相同。
借助于以上的专用装置可以将熔融态的癸二酸从保温管路中通过空心轴源源不断的输送进入离心喷射仓，再借助高速旋转的离心喷射仓产生的离心力将熔融态的癸二酸甩出、并迅速脱离仓壁形成液滴。塔身下部所设置的进风口结构中的出风方向的螺旋线切线设计保证了所送进的气流在沉降腔内形成旋转气流，如果所旋转的方向和离心仓的旋向相反会导致液滴、冷却空气两股旋流的对流、加速混合和接触而大大有利于热交换的速度和提高热交换的效率。
下面结合附图进一步说明本发明目的是如何实现的。
附图说明
图1是与发明工艺配套设计的专用造粒装置的结构示意图。
附图中1是塔身，2是引风口，3是缓冲室，3A是具有通气孔的缓冲室隔板，4是沉降腔，5是捕集器，6是皮带输送机，7是离心仓，8是保温管路，9是进风口，10是离心仓，11是空心轴，12是旋转驱动机构，13是复合式送风管的外管，14是复合式送风管的内管，15是塔身基座，16是振动筛。
具体实施方式
参看附图可以对本发明的工艺方法有进一部的了解。该工艺中使用饱和蒸汽作为工业癸二酸产品的加工热源，重新设计的工艺由以下工序实现；
①选择合格的工业癸二酸产品加入带搅拌的熔融釜中通入饱和蒸汽加热熔融，
②将熔融后搅拌均匀的癸二酸借助保温管路8输送到离心喷雾机的离心仓7中，
③借助于离心仓侧壁均匀分布的喷射孔和高速旋转的离心仓将熔融的癸二酸雾化喷出，
④将雾化后的熔融的癸二酸引入逆流沉降塔自由沉降中完成冷却、成型、干燥，
⑤经捕集5器收集的成型产品送至震动筛16分级、包装后成成品。
以上工艺中所说的熔融癸二酸的温度保持在135℃-180℃。
以上工艺中所说的逆流沉降塔出料口的温度小于110℃，沉降塔内垂直向下方向的平均温度梯度为下降1-3.5℃/米。
以上工艺中所说的离心喷雾机的离心仓的可调整转数为150-300转/分，离心仓侧壁的直径为4.5-15厘米。
以上工艺中所说的离心喷雾机的离心仓侧壁的喷孔直径为0.5-1.2毫米，2-10个/平方厘米。
以上工艺中所说的逆流沉降塔自由沉降是采用塔顶引风口和塔底送风口结构形成的逆流环境。
以上工艺中所说的塔底送风风量与配套产量匹配，配套1吨/小时参考风量为8-12立方米/秒。
从附图可以清楚的看到，本发明中所设计的癸二酸熔融造粒装置为立式塔状结构，塔顶设置有引风口2和缓冲室3，缓冲室3下是沉降腔4，捕集器5设置在沉降腔4底部皮带输送机6的上方，搭身1下部设置有进风口结构。关键的改进是离心喷雾机的离心仓7设置在沉降腔4的顶端、缓冲室3的下面，并通过保温管路8与熔融癸二酸输送泵连接，塔身1下部所设置的进风口9结构中的出风方向与塔内壁圆柱面螺旋线切线方向相同。
本发明中的离心喷雾机由以空心轴11定位并形成转动配合的离心仓7、以及与离心仓直连的旋转驱动机构12组成，空心轴11通过保温管路8与熔融癸二酸输送泵连通。
这样以来，我们可以借助于离心式的喷射设备将有一定的粘稠度的液态癸二酸实施简单的粒度控制。操作起来十分方便，控制粒度的精度准确，而且尺寸误差范围窄。在设计粒度的前提下，采用喷射温度、孔径和离心仓转数的简单选配旧可以实现准确的调控。
在本装置的沉降腔4中轴位置还设置有一个复合式空心套管的引风装置，外管13顶部封闭延伸至离心仓7下面、外壁均布喷风孔，内管14与设置在沉降腔4下部位的送风管口10连通、并伸进外管13直至距外管顶端15-25cm处。以上的装置可以进一步提高熔融态的癸二酸和冷却空气对流的相对速度，有利于沉降腔内理想的温度梯度场的形成，并在理论值下实现高效热交换。

Claims (10)

1.一种癸二酸熔融造粒工艺，该工艺中使用饱和蒸汽作为工业癸二酸产品的加工热源，其特征在于该工艺由以下工序实现；
①选择合格的工业癸二酸产品加入带搅拌的熔融釜中通入饱和蒸汽加热熔融，
②将熔融后搅拌均匀的癸二酸借助保温输送管路(8)送到离心喷雾机的离心仓(7)中，
③借助于离心仓侧壁均匀分布的喷射孔和高速旋转的离心仓将熔融的癸二酸雾化喷出，
④将雾化后的熔融的癸二酸引入逆流沉降塔、在自由沉降中完成冷却、成型、干燥，
⑤经捕集器(5)收集的成型产品送至震动筛(16)分级、包装后成成品。
2.根据权利要求1所说的癸二酸熔融造粒工艺，其特征在于在以上工艺中所说的熔融癸二酸的温度保持在135℃-180℃。
3.根据权利要求1所说的癸二酸熔融造粒工艺，其特征在于以上工艺中所说的逆流沉降塔出料口的温度小于110℃，沉降塔内垂直向下方向的平均温度梯度为下降1-3.5℃/米。
4.根据权利要求1所说的癸二酸熔融造粒工艺，其特征在于以上工艺中所说的离心喷雾机的离心仓的可调整转数为150-300转/分，离心仓侧壁的直径为4.5-15厘米。
5.根据权利要求1所说的癸二酸熔融造粒工艺，其特征在于以上工艺中所说的离心喷雾机的离心仓侧壁的喷孔直径为0.5-1.2毫米，2-10个/平方厘米。
6.根据权利要求1所说的癸二酸熔融造粒工艺，其特征在于在以上工艺中所说的逆流沉降塔中自由沉降是采用塔顶引风口和塔底送风口结构形成的逆流环境。
7.根据权利要求6所说的癸二酸熔融造粒工艺，其特征在于在以上工艺中所说的塔底送风风量与配套产量匹配，配套1吨/小时参考风量为8-12立方米/秒。
8.癸二酸熔融造粒装置，立式塔状结构，塔顶设置有引风口(2)和缓冲室(3)，缓冲室(3)下是沉降腔(4)，捕集器(5)设置在沉降腔(4)底部皮带输送机(6)的上方，搭身(1)下部设置有进风口结构，其特征在于离心喷雾机的离心仓(7)设置在沉降腔(4)的顶端、缓冲室(3)的下面，并通过保温管路(8)与熔融癸二酸输送泵连接，塔身(1)下部所设置的进风口(9)结构中的出风方向与塔内壁圆柱面螺旋线切线方向相同。
9.根据权利要求8所说的癸二酸熔融造粒装置，其特征在于离心喷雾机由以空心轴(11)定位并形成转动配合的离心仓(7)、以及与离心仓直连的旋转驱动机构(12)组成，空心轴(11)通过保温管路(8)与熔融癸二酸输送泵连通。
10.根据权利要求8所说的癸二酸熔融造粒装置，其特征在于装置的沉降腔(4)中轴位置还设置有一个空心套管式的引风装置，外管(13)顶部封闭延伸至离心仓(7)下面、外壁均布喷风孔，内管(14)与设置在沉降腔(4)下部位的送风管口(10)连通、并伸进外管(13)直至距外管顶端15-25cm处。
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