CN104848655B - 一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法 - Google Patents
一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法，该方法包括以下步骤：⑴超高分子量聚乙烯湿物料与热氮气分别进入卧式多室流化床干燥机中进行干燥；合格产品卸出收集；而进入流化床的大颗粒物料收集至大颗粒收集罐中；⑵卧式多室流化床干燥机蒸发出的高湿氮气经除尘分别得到细颗粒超高分子量聚乙烯粉料和尾气；⑶尾气排出后分为三路：第一路尾气经增压干燥，使湿物料的湿含量由15%降至9%；第二路尾气进入洗涤塔中与洗涤水进行逆流接触直接换热并洗涤，再经增压干燥，使湿物料的湿含量由9%降至1%；第三路尾气进入冷凝器与冷冻盐水间接换热冷凝，再经增压干燥，得到湿含量小于0.1%的合格产品。本发明能耗低、投资小。
Description
技术领域
本发明涉及超高分子量聚乙烯装置干燥系统的节能降耗、环保的技术领域，尤其涉及一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法。
背景技术
现有超高分子量聚乙烯装置中，流化床干燥系统多采用两种方法：一种是空气开路式的流化床干燥；另一种是氮气密闭循环的流化床干燥（见图1）。前种方法的问题是：物料本身具有可燃性，还带有其他可燃性组分，在空气环境下存在粉尘爆炸和燃烧的安全隐患，已逐渐不再采用。后种方法存在的问题是：⑴循环尾气中所含水气量多，导致物料干燥过程中物料湿份不能降至产品要求的湿含量（≤0.1%）；⑵循环氮气的热量没有综合考虑，所用热量消耗大；⑶超高分子量聚乙烯粉料在高温下易软化粘壁，采用较低温度的氮气又会造成氮气需求量增大，增加设备投资。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗低、投资小的用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法，包括以下步骤：
⑴来自上游工序的含湿量为15%、温度为60℃的超高分子量聚乙烯湿物料经旋转卸料阀Ⅰ均匀加入到卧式多室流化床干燥机中，并被所述卧式多室流化床干燥机内的旋转叶片打散；同时，温度为140℃和110℃的热氮气分别进入所述卧式多室流化床干燥机中对物料进行干燥；当处于流化态的物料移动至所述卧式多室流化床干燥机的卸料室时，成为湿含量小于0.1%的合格产品，该合格产品经旋转卸料阀Ⅳ卸出收集；而进入流化床的大颗粒物料经旋转卸料阀Ⅲ卸出收集至大颗粒收集罐中；
⑵所述卧式多室流化床干燥机蒸发出的温度为97℃、湿含量为6.4%的高湿氮气由流化床顶部排出，进入除尘器内净化除尘，分别得到细颗粒超高分子量聚乙烯粉料和尾气；所述细颗粒超高分子量聚乙烯粉料经旋转卸料阀Ⅱ返回所述卧式多室流化床干燥机中；
⑶所述尾气从所述除尘器顶部排出后分为三路：
第一路尾气经循环风机Ⅰ增压后进入换热器Ⅰ中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至140℃后返回所述卧式多室流化床干燥机的预干燥室和第一干燥室中对所述湿物料进行加热，使湿物料的湿含量由15%降至9%；所述换热器Ⅰ中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入凝液输出管中；
第二路尾气进入洗涤塔中与洗涤水进行逆流接触直接换热并洗涤，经温度为45℃的洗涤水洗涤后的尾气从所述洗涤塔的塔顶排出，再经循环风机Ⅱ增压后进入换热器Ⅱ中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至140℃后返回所述卧式多室流化床干燥机的第二干燥室中对所述湿物料进行加热，使湿物料的湿含量由9%降至1%；所述换热器Ⅱ中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入所述凝液输出管中；同时，所述洗涤塔中的洗涤水分别经循环泵Ⅰ、循环泵Ⅱ输送至板式换热器中与循环水间接换热后大部分返回所述洗涤塔循环使用，少部分做为废水排放至污水处理系统；
第三路尾气进入冷凝器中，与-7℃的冷冻盐水间接换热冷凝，将所述尾气中的大部分水除去，得到温度为20℃、湿含量为1.5%的去湿后的氮气，该去湿后的氮气从所述冷凝器顶部排出，经循环风机Ⅲ增压后进入换热器Ⅲ中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至110℃后返回所述卧式多室流化床干燥机的第三干燥室中对物料进行深度干燥，得到湿含量小于0.1%的合格产品；所述换热器Ⅲ中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入所述凝液输出管中；同时，所述冷凝器中的冷凝水通过位差自流进入所述洗涤塔中。
所述换热器Ⅰ、换热器Ⅱ、换热器Ⅲ的型式均为翅片管换热器或列管式换热器。
所述除尘器为旋风除尘器或布袋除尘器。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将干燥尾气平均分为三部分后分别处理，与传统工艺将干燥尾气集中处理相比，本发明的洗涤塔和冷凝器的负荷只有传统工艺的三分之一。
2、本发明结合了多室流化床不同干燥室内物料干燥程度不同的实际情况，将三路处理后的尾气分别输送至前、中、后三个流化室内，被干燥物料在满足干燥要求的同时大大降低了设备投资和运行能耗。
3、本发明将尾气中的有害物质转移至洗涤水中排放至工厂废水系统统一处理，整个干燥系统几乎不产生废气，外排的废水量也很少，最大程度减轻工厂处理废气废水的压力，降低了对环境的污染。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为现有技术的工艺流程图。
图2为本发明的流程框图。
图中：1—旋转卸料阀Ⅰ 2—卧式多室流化床干燥机 3—旋转卸料阀Ⅱ 4—除尘器5—旋转卸料阀Ⅲ 6—大颗粒收集罐 7—旋转卸料阀Ⅳ 8—循环风机Ⅰ9—循环风机Ⅱ10—循环风机Ⅲ 11—换热器Ⅰ12—换热器Ⅱ13—换热器Ⅲ 14—洗涤塔 15—循环泵Ⅰ16—循环泵Ⅱ 17—板式换热器18—冷凝器。
具体实施方式
如图2所示，一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法，包括以下步骤：
⑴来自上游工序的含湿量为15%、温度为60℃的超高分子量聚乙烯湿物料经旋转卸料阀Ⅰ1均匀加入到卧式多室流化床干燥机2中，并被卧式多室流化床干燥机2内的旋转叶片打散；同时，温度为140℃和110℃的热氮气分别进入卧式多室流化床干燥机2中对物料进行干燥；当处于流化态的物料移动至卧式多室流化床干燥机2的卸料室时，成为湿含量小于0.1%的合格产品，该合格产品经旋转卸料阀Ⅳ7卸出收集；而进入流化床的大颗粒物料经旋转卸料阀Ⅲ5卸出收集至大颗粒收集罐6中；
⑵卧式多室流化床干燥机2蒸发出的温度为97℃、湿含量为6.4%的高湿氮气由流化床顶部排出，进入除尘器4内净化除尘，分别得到细颗粒超高分子量聚乙烯粉料和尾气；细颗粒超高分子量聚乙烯粉料经旋转卸料阀Ⅱ3返回卧式多室流化床干燥机2中；
⑶尾气从除尘器4顶部排出后分为三路：
第一路尾气经循环风机Ⅰ8增压后进入换热器Ⅰ11中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至140℃后返回卧式多室流化床干燥机2的预干燥室和第一干燥室中对湿物料进行加热，使湿物料的湿含量由15%降至9%；换热器Ⅰ11中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入凝液输出管中；
第二路尾气进入洗涤塔14中与洗涤水进行逆流接触直接换热并洗涤，除去尾气中的一些水溶性废气，经温度为45℃的洗涤水洗涤后的尾气从洗涤塔14的塔顶排出，再经循环风机Ⅱ9增压后进入换热器Ⅱ12中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至140℃后返回卧式多室流化床干燥机2的第二干燥室中对湿物料进行加热，使湿物料的湿含量由9%降至1%；换热器Ⅱ12中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入凝液输出管中；同时，洗涤塔14中的洗涤水分别经循环泵Ⅰ15、循环泵Ⅱ16输送至板式换热器17中与循环水间接换热后大部分返回洗涤塔14循环使用，少部分做为废水排放至污水处理系统；
第三路尾气进入冷凝器18中，与-7℃的冷冻盐水间接换热冷凝，将尾气中的大部分水除去，得到温度为20℃、湿含量为1.5%的去湿后的氮气，该去湿后的氮气从冷凝器18顶部排出，经循环风机Ⅲ10增压后进入换热器Ⅲ13中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至110℃后返回卧式多室流化床干燥机2的第三干燥室中对物料进行深度干燥，得到湿含量小于0.1%的合格产品；换热器Ⅲ13中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入凝液输出管中；同时，冷凝器18中的冷凝水通过位差自流进入洗涤塔14中。
其中：
换热器Ⅰ11、换热器Ⅱ12、换热器Ⅲ13的型式均为翅片管换热器或列管式换热器。
除尘器4为旋风除尘器或布袋除尘器。
Claims (3)
1.一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法，包括以下步骤：
⑴来自上游工序的含湿量为15%、温度为60℃的超高分子量聚乙烯湿物料经旋转卸料阀Ⅰ（1）均匀加入到卧式多室流化床干燥机（2）中，并被所述卧式多室流化床干燥机（2）内的旋转叶片打散；同时，温度为140℃和110℃的热氮气分别进入所述卧式多室流化床干燥机（2）中对物料进行干燥；当处于流化态的物料移动至所述卧式多室流化床干燥机（2）的卸料室时，成为湿含量小于0.1%的合格产品，该合格产品经旋转卸料阀Ⅳ（7）卸出收集；而进入流化床的大颗粒物料经旋转卸料阀Ⅲ（5）卸出收集至大颗粒收集罐（6）中；
⑵所述卧式多室流化床干燥机（2）蒸发出的温度为97℃、湿含量为6.4%的高湿氮气由流化床顶部排出，进入除尘器（4）内净化除尘，分别得到细颗粒超高分子量聚乙烯粉料和尾气；所述细颗粒超高分子量聚乙烯粉料经旋转卸料阀Ⅱ（3）返回所述卧式多室流化床干燥机（2）中；
⑶所述尾气从所述除尘器（4）顶部排出后分为三路：
第一路尾气经循环风机Ⅰ（8）增压后进入换热器Ⅰ（11）中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至140℃后返回所述卧式多室流化床干燥机（2）的预干燥室和第一干燥室中对所述湿物料进行加热，使湿物料的湿含量由15%降至9%；所述换热器Ⅰ（11）中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入凝液输出管中；
第二路尾气进入洗涤塔（14）中与洗涤水进行逆流接触直接换热并洗涤，经温度为45℃的洗涤水洗涤后的尾气从所述洗涤塔（14）的塔顶排出，再经循环风机Ⅱ（9）增压后进入换热器Ⅱ（12）中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至140℃后返回所述卧式多室流化床干燥机（2）的第二干燥室中对所述湿物料进行加热，使湿物料的湿含量由9%降至1%；所述换热器Ⅱ（12）中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入所述凝液输出管中；同时，所述洗涤塔（14）中的洗涤水分别经循环泵Ⅰ（15）、循环泵Ⅱ（16）输送至板式换热器（17）中与循环水间接换热后大部分返回所述洗涤塔（14）循环使用，少部分做为废水排放至污水处理系统；
第三路尾气进入冷凝器（18）中，与-7℃的冷冻盐水间接换热冷凝，将所述尾气中的大部分水除去，得到温度为20℃、湿含量为1.5%的去湿后的氮气，该去湿后的氮气从所述冷凝器（18）顶部排出，经循环风机Ⅲ（10）增压后进入换热器Ⅲ（13）中，被压力为0.5MPa的低压蒸汽间接加热至110℃后返回所述卧式多室流化床干燥机（2）的第三干燥室中对物料进行深度干燥，得到湿含量小于0.1%的合格产品；所述换热器Ⅲ（13）中得到的温度为158℃的蒸汽凝液排入所述凝液输出管中；同时，所述冷凝器（18）中的冷凝水通过位差自流进入所述洗涤塔（14）中。
2.如权利要求1所述的一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法，其特征在于：所述换热器Ⅰ（11）、换热器Ⅱ（12）、换热器Ⅲ（13）的型式均为翅片管换热器或列管式换热器。
3.如权利要求1所述的一种用于超高分子量聚乙烯氮气密闭循环流化床干燥方法，其特征在于：所述除尘器（4）为旋风除尘器或布袋除尘器。
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