CN102700027A - 一种干燥聚四氟乙烯的系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种干燥聚四氟乙烯的系统，其包括烘箱、循环风机、排湿风机、热交换设备、第一过滤设备、第二过滤设备、第三过滤设备、第四过滤设备、加热设备。热交换设备包括尾气的入口和出口、新风的入口和出口；循环风机安装在烘箱内，排湿风机与烘箱的尾气出口连接，排湿风机的出口与热交换设备热气体入口连接。本发明还提供使用本系统干燥聚四氟乙烯树脂的方法。本发明的系统中，烘箱排出的高温尾气经过废热回收后温度可降低到100℃，减少了对周围环境的影响；新风经过废热预热后可由常温升至160℃左右，大大节省了加热能耗，节约了能源成本。

Description

一种干燥聚四氟乙烯的系统及其应用

技术领域

本发明属于干燥设备的领域，具体地为一种干燥聚四氟乙烯的系统及其应用。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)是目前氟树脂中产量最大应用最广的品种，以其优异的化学稳定性、适应温度范围广、摩擦系数低和绝缘性、阴燃性、生物相容性等性能，广泛用于航空航天、石油化工、机械、电子、建筑、轻纺等领域，是解决现代军工和民用关键技术和提高生产技术水平不或或缺的材料。本申请的申请人采用四氟乙烯单体裂解新工艺、替代溶剂回收四氟乙烯尾气技术、废热回收等诸多节能环保技术，将聚四氟乙烯分散树脂技术创新成果应用于产业化装置，全面地实现了清洁节能生产。

聚四氟乙烯的干燥方式主要是热风循环干燥，即新风经过过滤器过滤、水蒸气预热、电加热器加热到250℃左右送至烘箱，热空气在烘箱内的内循环风机的作用下在烘箱内均匀流动，将树脂中夹带的水蒸发出来。然后再通过排湿风机将高温的湿尾气直接排放出来。

将热风循环烘箱排放的高温尾气温度可达250度，如果直接排放，对环境影响极大：不仅造成热污染，而且有聚四氟乙烯夹带进入环境，造成大气污染。因此，干燥聚四氟乙烯的烘箱的排放尾气处理是该领域的一个重要问题。

发明内容

针对现有的干燥聚四氟乙烯系统所存在的问题，本发明提出一种干燥聚四氟乙烯的系统。

本发明进一步的目的是提出应用该干燥聚四氟乙烯的系统干燥聚四氟乙烯的方法。

实现上述目的的技术方案为：

一种干燥聚四氟乙烯的系统，其包括烘箱、循环风机、排湿风机、热交换设备、第一过滤设备、第二过滤设备、第三过滤设备、第四过滤设备、加热设备，所述烘箱有尾气出口和热空气入口，所述排湿风机包括气体入口和气体出口，所述热交换设备包括尾气的入口和出口、新风的入口和出口，所述过滤设备包括气体入口和气体出口，所述加热设备包括气体入口和气体出口；所述循环风机包括气体输送的部件，其气体输送部件设置在烘箱内，所述排湿风机气体入口与烘箱的尾气出口连接，排湿风机的气体出口与热交换设备热气体入口连接；第一过滤设备的气体出口与第二过滤设备的气体入口连接，第二过滤设备的气体出口与热交换设备的新风入口连接，热交换设备的新风出口与第三过滤设备的气体入口连接，第三过滤设备的气体出口与加热设备的气体入口连接，加热设备的气体出口与第四过滤设备的气体入口连接，第四过滤设备的气体出口与烘箱的热空气入口连接。

其中，所述热交换设备包括新风风机、第一热交换设备和第二热交换设备，所述排湿风机的气体出口与第一热交换设备尾气入口连接，第一热交换设备的尾气出口与第二热交换设备的尾气入口连接，第二热交换设备的新风出口通过新风风机与第一热交换设备的新风入口连接。

其中，所述第一过滤设备是粗效过滤设备、第二过滤设备是中效过滤设备，第三过滤设备是中效过滤设备。

粗效过滤器包括G1、G2、G3、G4过滤精度的过滤器，中效过滤器包括F5、F6、F7、F8、F9过滤精度的过滤器，亚高效过滤器包括H10、H11、H12过滤精度的过滤器，高效过滤器包括H13、H14，超高效过滤器包括U15、U16、U17过滤精度的过滤器。粗效的过滤效率为65％-90％，效率标准为计重法；中效的过滤效率为40％-95％，效率标准为比色法；亚高效、高效、超高效的过滤效率为85％-99.99999％，效率标准为最易穿透粒径。

其中，所述第四过滤设备是运行温度为400℃以下的过滤设备，其过滤精度为H14，即，可以99.995％地吸附直径超过0.1μm的粒子。

其中，所述加热设备包括至少一个电加热设备和至少一个蒸汽加热设备，互相串联连接，即前一个加热设备的气体出口与其后的加热设备的气体入口相连接。

一种用本发明所提出的系统干燥聚四氟乙烯的方法，包括步骤：聚四氟乙烯树脂置于烘箱中，温度为250～290℃的热空气通过热空气入口进入烘箱，热空气在烘箱内的循环风机的作用下在烘箱内均匀流动，将树脂中夹带的水蒸发出来，完成蒸发作用的热空气成为尾气，尾气通过排湿风机经尾气出口排放出烘箱，排出的尾气通过热交换设备，把新风加热，最后通过热交换设备的尾气出口排出；新风经过第一和第二过滤设备，进入热交换设备，在热交换设备中和尾气进行热交换，温度升高至150～160℃，然后经过加热设备加热，成为温度250～290℃的热空气，通过热空气入口进入烘箱。

热空气的温度为250～290℃，但送入烘箱后由于物料、器壁要吸热，因此烘箱内的温度大致在220℃以上，一般不会超过250℃，烘箱的温度为220～250℃。

其中，所述加热设备的加热方式是电加热和蒸汽加热。

其中，所述第一、第二、第三过滤设备在温度200℃以下运行，所述第四过滤设备在温度400℃以下运行。

其中，所述置于烘箱内的聚四氟乙烯树脂的初始的水分质量含量为30％～40％，经过干燥后的聚四氟乙烯的水分质量含量为0.01～0.04％。

本发明的有益效果在于：

烘箱排出的高温尾气经过废热回收后温度可降低到100℃，减少了对周围环境的影响；新风经过废热预热后可由常温升至160℃左右，大大节省了加热能耗。本发明的系统不仅达到保护环境的目的，而且节约了成本，在一台2500t/a分散树脂装置中每年可节约能源费400万元左右。

附图说明

图1为本发明干燥聚四氟乙烯的系统流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：干燥聚四氟乙烯的系统

参见图1。一种干燥聚四氟乙烯的系统，包括烘箱、循环风机、排湿风机、热交换设备、过滤新风的第一过滤设备(粗效过滤)、第二过滤设备(中效过滤)，过滤排放的尾气的第三过滤设备(中效过滤)、第四过滤设备(高温高效过滤)、第一加热设备(蒸汽加热)和第二加热设备(电加热)。烘箱有尾气出口和热气体入口，热交换设备包括尾气的入口和出口、新风的入口和出口，过滤设备包括气体入口和气体出口，加热设备包括气体入口和气体出口。

所述循环风机安装在烘箱内，排湿风机安装在烘箱外。排湿风机与烘箱的尾气出口连接，排湿风机的出口与热交换设备热空气入口连接；粗效过滤设备的气体出口与中效过滤设备(第二过滤设备)的气体入口连接，中效过滤设备(第二过滤设备)的气体出口与热交换设备的新风入口连接，热交换设备的新风出口与中效过滤设备(第三过滤设备)的气体入口连接，中效过滤设备(第三过滤设备)的气体出口与蒸汽加热和电加热设备的气体入口连接，加热设备的气体出口与高温高效过滤设备(第四过滤设备)的气体入口连接，第四过滤设备的气体出口与烘箱的热空气入口连接。

其中，热交换设备包括新风风机、第一热交换设备(废热回收器1)和第二热交换设备(废热回收器2)，所述排湿风机的出口与第一热交换设备尾气入口连接，第一热交换设备的尾气出口与第二热交换设备的尾气入口连接，第二热交换设备的新风出口通过新风风机与第一热交换设备的新风入口连接。

新风进入的第一过滤设备是粗效过滤器，为板式过滤器，过滤精度为G4，第二过滤设备是中效过滤器，也是板式过滤器，过滤精度为F5，这两个过滤器的材质为多层玻纤布浸渍PTFE乳液后烧结制成的，因为覆膜，所以反洗效果比较好。从新风风机出来的第三过滤设备是中效过滤器(又称高中效过滤器)，过滤精度为F8，也是玻纤布浸渍PTFE乳液后烧结制成的，也可进行反洗，其最高使用温度可达200℃。在进入烘箱前的第四过滤设备是耐高温的高效过滤器，其过滤精度为H14，最高使用温度为400℃，这种过滤器是由一种特殊的纸制纤维制成，具有阻力小、耐高温的特点，但不能反洗，达到一定使用时间后只能更换。

实施例2：干燥聚四氟乙烯树脂

聚四氟乙烯树脂置于烘箱中，温度为280℃的热空气通过热空气入口进入烘箱，烘箱的温度被加热为240℃。热空气在烘箱内的循环风机的作用下在烘箱内均匀流动，将树脂中夹带的水蒸发出来，然后再通过排湿风机将尾气排放出烘箱，排出的尾气通过热交换设备，把新风加热，最后通过热交换设备的尾气出口排出；新风的来源是外部空气，新风经过第一和第二过滤设备，进入热交换设备，在热交换设备中和尾气进行热交换，温度升高至150～160℃，然后经过加热设备加热、第三和第四过滤设备，温度升高至250～255℃，而且新风经过了粗效、中效、中效、高温高效四级过滤，过滤后的精度达到了6级(ISO/T C209)，即被控制粒子粒径以0.5微米计算，每立方米被控粒子的数量小于35200个，然后通过热空气入口进入烘箱。

烘箱内温度平均220度，置于烘箱内的聚四氟乙烯树脂的水分初始含量为35％.，经过干燥后的聚四氟乙烯的水分含量为0.01％。

实施例3：干燥聚四氟乙烯树脂

聚四氟乙烯树脂置于烘箱中，温度为250℃的热空气通过热空气入口进入烘箱，烘箱的温度被加热为220℃。热空气在烘箱内的循环风机的作用下在烘箱内均匀流动，将树脂中夹带的水蒸发出来，然后再通过排湿风机将尾气排放出烘箱，排出的尾气通过热交换设备，把新风加热，最后通过热交换设备的尾气出口排出；新风经过第一和第二过滤设备，进入热交换设备，在热交换设备中和尾气进行热交换，温度升高至150℃，然后经过加热设备加热、第三和第四过滤设备，温度升高至250～255℃，成为热空气，而且新风经过了粗效、中效、中效、高温高效四级过滤，过滤后的精度达到了6级(ISO/T C209)，即被控制粒子粒径以0.5微米计算，每立方米被控粒子的数量小于35200个，然后通过热空气入口进入烘箱。

烘箱内温度平均240度，置于烘箱内的聚四氟乙烯树脂的水分初始含量为30％.，经过干燥后的聚四氟乙烯的水分含量为0.03％

实施例4：干燥聚四氟乙烯树脂

聚四氟乙烯树脂置于烘箱中，温度为290℃的热空气通过热空气入口进入烘箱，烘箱的温度被加热为250℃。热空气在烘箱内的循环风机的作用下在烘箱内均匀流动，将树脂中夹带的水蒸发出来，然后再通过排湿风机将尾气排放出烘箱，排出的尾气通过热交换设备，把新风加热，最后通过热交换设备的尾气出口排出；新风的来源是外部空气，外部空气经过第一和第二过滤设备，进入热交换设备，在热交换设备中和尾气进行热交换，温度升高至160℃，然后经过加热设备加热、第三和第四过滤设备，温度升高至255℃，成为热空气，而且新风经过了粗效、中效、中效、高温高效四级过滤，过滤后的精度达到了6级(ISO/T C209)，即被控制粒子粒径以0.5微米计算，每立方米被控粒子的数量小于35200个，然后通过热空气入口进入烘箱。

烘箱内温度平均250度，置于烘箱内的聚四氟乙烯树脂的水分初始含量为40％.，经过干燥后的聚四氟乙烯的水分含量为0.04％。

Claims (10)

1.一种干燥聚四氟乙烯的系统，其特征在于，包括烘箱、循环风机、排湿风机、热交换设备、第一过滤设备、第二过滤设备、第三过滤设备、第四过滤设备、加热设备，所述烘箱有尾气出口和热空气入口，所述排湿风机包括气体入口和气体出口，所述热交换设备包括尾气的入口和出口、新风的入口和出口，所述过滤设备包括气体入口和气体出口，所述加热设备包括气体入口和气体出口；所述循环风机包括输送气体的部件，其输送气体的部件设置在烘箱内，所述排湿风机气体入口与烘箱的尾气出口连接，排湿风机的气体出口与热交换设备热气体入口连接；第一过滤设备的气体出口与第二过滤设备的气体入口连接，第二过滤设备的气体出口与热交换设备的新风入口连接，热交换设备的新风出口与第三过滤设备的气体入口连接，第三过滤设备的气体出口与加热设备的气体入口连接，加热设备的气体出口与第四过滤设备的气体入口连接，第四过滤设备的气体出口与烘箱的热空气入口连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热交换设备包括新风风机、第一热交换设备和第二热交换设备，所述排湿风机的气体出口与第一热交换设备尾气入口连接，第一热交换设备的尾气出口与第二热交换设备的尾气入口连接，第二热交换设备的新风出口通过新风风机与第一热交换设备的新风入口连接。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一过滤设备是粗效过滤设备、第二过滤设备是中效过滤设备，第三过滤设备是中效过滤设备。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第四过滤设备是过滤精度为H14的过滤设备。

5.如权利要求1～4任一所述的系统，其特征在于，所述加热设备包括至少一个电加热设备和至少一个蒸汽加热设备，互相串联连接。

6.一种使用权利要求1～5任一所述的系统干燥聚四氟乙烯的方法，包括步骤：聚四氟乙烯树脂置于烘箱中，温度为250～290℃的热空气通过热空气入口进入烘箱，热空气在烘箱内的循环风机输送气体的部件的作用下在烘箱内均匀流动，将树脂中夹带的水蒸发出来，完成蒸发作用的热空气成为尾气，尾气通过排湿风机经尾气出口排放出烘箱，排出的尾气通过热交换设备，把新风加热，最后通过热交换设备的尾气出口排出；新风经过第一和第二过滤设备，进入热交换设备，在热交换设备中和尾气进行热交换，温度升高至150～160℃，然后经过加热设备加热，成为温度250～290℃的热空气，通过热空气入口进入烘箱。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述烘箱的温度为220～250℃。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一、第二、第三过滤设备在温度200℃以下运行。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第四过滤设备在温度400℃以下运行。

10.如权利要求6～9任一所述的方法，其特征在于，所述置于烘箱内的聚四氟乙烯树脂的初始的水分质量含量为30％～40％，经过干燥后的聚四氟乙烯树脂的水分质量含量为0.01～0.04％。

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