CN101474833A - 阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阳离子聚丙烯酰胺低温除湿的干燥工艺，其特点是以干燥的热风作为循环介质，对胶体进行中温干燥和低温精干燥，把含水量大于60％的聚丙烯酰胺胶体干燥至含水量小于10％的干燥大颗粒，然后进行造粒、包装，本工艺具有操作快速、简便、能耗低、投资少、设备占地面积小、噪音小和使用维护简便等特点，干燥制得的聚丙烯酰胺颗粒品质稳定、性能优良、外观新颖。

Description

阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺

技术领域：

本发明涉及一种阳离子聚丙烯酰胺胶体的后处理技术领域，具体地讲是一种阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺。

背景技术：

聚丙烯酰胺具有絮凝、增稠、减阻、粘接、稳定胶体、成膜和阻垢等多种特性，普遍用于造纸、采矿、洗煤、冶金、环保、石油开采等重要工业部门，是水处理的重要化学品。目前，对于阳离子聚丙烯酰胺的各种合成方法进行了广泛的研究，但是工业化开发还处于初步阶段。随着对污水治理力度的加强，污水处理及污泥脱水用阳离子聚丙烯酰胺会有越来越大的市场。因此，进行污水处理及污泥脱水用阳离子聚丙烯酰胺的工业化开发有着广阔的前景。

阳离子聚丙烯酰胺作为一种高分子聚合物，后处理过程中对其性能和品质的影响至关重要。由于阳离子聚丙烯酰胺胶体不易于分割、破碎，更不易于干燥、粉碎。对于阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥，既要蒸发大量的水分，又要控制物料温度不能过高，同时还要防止局部过热，所以干燥设备的高效和节能就显得尤为重要。传统的阳离子聚丙烯酰胺后处理工艺为：采用捏和机对聚合后的胶块进行破碎和脱水，然后在流化床中进行干燥。这样得到的产品分子量降低三分之一以上，而且容易产生交联，大大降低了产品质量；同时干燥时间长，能耗高，生产环境差，工人劳动强度大，生产效率很低，无法实现大规模的连续化生产。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺，主要解决了现有的阳离子聚丙烯酰胺后处理工艺造成的产品质量低、干燥时间长、能耗高、生产环境差、工人劳动强度大、生产效率低、外界湿度影响无法实现大规模的连续化生产等问题。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺，其特殊之处在于它包括如下工艺步骤：

a 挤压造粒，将阳离子聚丙烯酰胺大块胶体经过挤压造粒机成为细条状的胶体，送入网状传送带上；

b 中温干燥，胶体在网状传送带上经传输进入中温干燥系统，中温干燥采用3段式干燥，胶体首先进入第一段干燥，与热的干燥空气逆向运动进行湿热交换，条状胶体的表面水被初步干燥，然后随着传送带的传动进入下段干燥，经过3段干燥，每个干燥段的温度由高到低依次递减，以防止物料结壳阻碍水份蒸发，胶体的表面水和部分结晶水被带走，经过3段干燥处理物料含水量由60％降到30％；

c 低温精干，胶体转入低温精干系统进行深度的干燥，放置在网状托盘中的胶体大颗粒与装置制备的相对湿度为RH＝5％的低温干燥空气进行湿热交换，经过一定时间，得到物料含水量小于10％的干燥大颗粒；

d 造粒分装，胶体大颗粒通过粗造粒机和细造粒机进行造粒和分装。

本发明的阳离子聚丙烯酰胺胶体干燥工艺，b工艺步骤所述的中温干燥系统，其特殊之处在于它包括新鲜空气进口和第一湿空气出口，新鲜空气进口通过第一风机与第一冷热交换器相通，第一冷热交换器通过回风管路分别与三段予干燥机相通，三段予干燥机内分别设循环风机，在循环风机的下方装第一加热器，在三段予干燥机的下部装丝网传送带，丝网传送带安放在传送带旋转链轮上，丝网传送带上放置胶体，湿空气通过第二风机、第一冷热交换器、第一湿空气出口排出。

中温干燥系统的空气流程：新鲜空气通过风机进入中温干燥系统，由冷热交换器进行加热后进入一段予干燥机，通过循环风机从网状传送带的底部流动到上部，进入二段予干燥机，与冷热交换器加热，由循环风机引导空气由网状传送带的底部流动到上部，然后进入三段予干燥机，重复上述流程，最终出口的空气经过冷热交换器把湿气排出。

本发明的阳离子聚丙烯酰胺胶体干燥工艺，c工艺步骤所述的低温精干系统，其特殊之处在于它包括内循环和外循环，内循环的湿空气通道通过转轮除湿设备与干空气通道、外循环风机、内循环风机与低温加热器相通连接，低温加热器设在低温精干室内，其内部放置胶体；外循环的新空气入口通过第二冷热交换器、再生风机、第二加热器、转轮除湿设备、第二冷热交换器与第二湿空气出口相通连接。

低温精干系统的空气流程：低温精干系统内的湿空气与除湿设备进行深度干燥后，通过循环风机和低温加热器加热后，再与放置在托盘中的胶体大颗粒进行水分的深度交换，然后通过除湿设备把湿气排出，进行内循环；新空气通过冷热交换器、再生风机、加热器与、除湿设备把内循环排出的水汽带出，再经过冷热交换器进行热能回收，最后湿气排出，完成空气外循环。

本发明的阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺，中温干燥系统的热干燥空气的湿度RH<5、温度60～90℃，低温精干系统为低温恒温干燥，温度50～60℃。

本发明所述的阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步：1、根据阳离子聚丙烯酰胺胶体的特性，采用的中温干燥和低温精干工艺，受气流激振力的作用，使得胶体在风量较小的情况跟干燥的热空气进行热量和水分的交换，降低了所需风量及能耗；同时胶体的干燥条件、停留时间易于调整和控制，而且，在干燥阶段胶体与干燥空气的温度不会超过90℃，产品的温度不会超过80℃，因此，干燥的阳离子聚丙烯酰胺胶体不会出现分子量的降低、交联和降解现象，保证了最终产品的合格。胶体在干燥室内与热风充分接触，同时在激振力的作用下逐级前进，干燥时间一般在1-3小时，最后固含量达到90％以上；2、再生和除湿设备是由吸水装置和热量回收装置组成，吸水装置保证进入的空气的湿度RH<5，这样进入的空气在温度小于60℃下能够带走足够多的水分，提高干燥的效率；再生装置可以把欲排出的空气中80％的热量回收传递给新进入的空气，节约了大量的能耗；3、本发明的物料流程畅通可靠、系统布置紧凑，减少了工人操作，降低了系统运行成本；干燥设备操作快速、设备使用和维修简便、故障率低；能耗大大降低，提高了能源利用率，同时，设备占地面积小，操作方便。

附图说明：

图1是本发明的中温干燥系统的流程图；

图2是本发明的低温精干系统的流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：参见图1，安装中温干燥系统，将新鲜空气进口1通过管路和第一风机2与第一冷热交换器3连接相通，将第一冷热交换器3通过进风管路分别与三段予干燥机8连接相通，在三段予干燥机8内分别安装循环风机6，在循环风机6的下方分别安装加热器7，在三段予干燥机8的下部安装丝网传送带9，丝网传送带9安放在传送带旋转链轮10上，将胶体放置到丝网传送带9上；将第一湿空气出口4通过排风管路与三段予干燥机8连接相通，在三段予干燥机8汇合的排风管路内安装第二风机5，与第一冷热交换器3连接，至此中温干燥系统安装连接完毕。

参见图2，安装低温精干系统，将新空气入口22通过进风管路及管路中的第二冷热交换器12、风机21、第二加热器13、除湿设备20及第二湿空气出口11相通连接，形成外循环；干空气通道18的管路通过进风管路、外循环风机14及内循环风机15与低温加热器17相通连接，多个低温加热器17安装在低温精干室16内，其内部放置胶体23，在低温精干室16的下部开设湿空气通道19，将湿空气通道19通过除湿设备20与干空气通道18连接相通，形成内循环，至此低温精干系统安装连接完毕。

将阳离子聚丙烯酰胺大块胶体经过挤压造粒机成为细条状的胶体，送入网状传送带上，进入中温干燥系统的空气由冷热交换器进行初步加热后进入一段予干燥机，热的干燥空气相对湿度RH<5，温度为80℃，丙烯酰胺胶体通过网状传送带逆向进入一段予干燥机，传送带旋转链条的转速12r/min可调，在一段予干燥机循环风机把热空气从传送带的底部流动到上部，流动过程中与胶体进行热量的交换，带走胶体的部分表面水，进入二段予干燥机，通过冷热交换器进一步加热，空气温度降为70℃，由循环风机引导空气由逆向行进的网状传送带的底部流动到上部，期间与胶体进一步进行热量的交换，带走大部分表面水，然后进入三段予干燥机，通过冷热交换器进一步加热，由循环风机引导空气由传送带的底部流动到上部，与胶体进一步进行热量的交换，带走全部的表面水和部分结晶水，经过3段干燥，胶体的表面水和部分结晶水被带走，得到干燥的聚丙烯酰胺大颗粒，其RH<30％，最终出口的湿空气排掉；

上述处理后的物料，进入低温精干系统后由外、内循环风机循环深干空气，与网状托盘中的胶体大颗粒进行结晶水和热量的交换，同时空气在流动的过程中被低温加热器进行加热，因而，阳离子聚丙烯酰胺胶体大颗粒在低温精干室与深干空气进行充分的混合干燥后，制得含水量小于10％的干燥大颗粒，深干空气温度55℃、RH＝2；新空气经过加热和除湿设备把湿气除掉，再通过再生设备把热量回收利用，把湿气排掉，总干燥时间为2小时；

最后将胶体大颗粒通过粗造粒机和细造粒机进行造粒和分装。

实施例2：与实施例1不同的是中温干燥系统的传送带旋转链条的转速15r/min可调，一段予干燥机的空气温度60℃，低温精干室的深干空气温度50℃、湿度RH＝3，总干燥时间为3小时。

实施例3：与实施例1不同的是中温干燥系统的传送带旋转链条的转速20r/min可调，一段予干燥机的空气温度90℃，精干室的深干空气空气温度60℃、湿度RH＝4，总干燥时间为1小时。

Claims (4)

1、阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺，其特征在于它包括如下工艺步骤：

a 挤压造粒，将阳离子聚丙烯酰胺大块胶体经过挤压造粒机成为细条状的胶体，送入网状传送带上；

b 中温干燥，胶体在网状传送带上经传输进入中温干燥系统，中温干燥采用3段式干燥，胶体首先进入第一段干燥，与热的干燥空气逆向运动进行湿热交换，条状胶体的表面水被初步干燥，然后随着传送带的传动进入下段干燥，经过3段干燥，每个干燥段的温度由高到低依次递减，胶体的表面水和部分结晶水被带走，得到干燥的聚丙烯酰胺大颗粒，其RH<30％；

c 低温精干，胶体转入低温精干系统进行深度的干燥，放置在网状托盘中的胶体大颗粒与深度的干燥空气充分混合干燥，进行水分的交换，通过交换胶体中的结晶水几乎完全被带走，得到含水量小于10％的干燥大颗粒；

d 造粒分装，胶体大颗粒通过粗造粒机和细造粒机进行造粒和分装。

2、根据权利要求1所述的阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺，其特征在于所述的中温干燥系统的热干燥空气的湿度能达到RH<5、温度60～90℃，低温精干系统为低温恒温干燥，温度50～60℃。

3、根据权利要求1所述的阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺，所述的中温干燥系统，其特征在于它包括新鲜空气进口(1)和第一湿空气出口(4)，新鲜空气进口(1)通过第一风机(2)与第一冷热交换器(3)相通，第一冷热交换器(3)通过回风管路分别与三段予干燥机(8)相通，三段予干燥机(8)内分别设循环风机(6)，在循环风机(6)的下方装第一加热器(7)，在三段予干燥机(8)的下部装丝网传送带(9)，丝网传送带(9)安放在传送带旋转链轮(10)上，丝网传送带(9)上放置胶体，湿空气通过第二风机(5)、第一冷热交换器(3)、第一湿空气出口(4)排出。

4、根据权利要求1所述的阳离子聚丙烯酰胺胶体的干燥工艺，所述的低温精干系统，其特征在于它包括内循环和外循环，内循环的湿空气通道(19)通过转轮除湿设备(20)、干空气通道(18)、外循环风机(14)、内循环风机(15)与低温加热器(17)相通连接，低温加热器(17)设在低温精干室(16)内，其内部放置胶体(23)；外循环的新空气入口(22)通过第二冷热交换器(12)、再生风机(21)、第二加热器(13)、转轮除湿设备(20)、第二冷热交换器(12)与第二湿空气出口(11)相通连接。

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