CN105415529B - 一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法和干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气消耗量少、节能的聚四氟乙烯悬浮树脂干燥方法，将聚四氟乙烯悬浮树脂浆料振动脱水使其干基含水率降至15％～20％，将振动脱水后的物料离心脱水使干基含水率降至5％～10％，将离心脱水后的物料预烘干使干基含水率降至0.5％～1％，将预烘干后的物料热风干燥使物料的干基含水率降至0.05％～0.1％，将热风干燥后的物料冷风干燥使干基含水率降至0.02％～0.04％，即得干燥聚四氟乙烯悬浮树脂。本发明还提供一种聚四氟乙烯悬浮树脂干燥系统。本发明的有益效果在于：对含水量不同的物料随工序分成5级，分别采用能耗最小的干燥方式，以较少的能耗获得含水量低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。

Description

一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法和干燥系统

技术领域

本发明涉及聚合高分子材料干燥领域，涉及一种聚四氟乙烯悬浮树脂干燥方法和干燥系统。

背景技术

聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)，俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。目前已被广泛地应用于航空、宇航、原子能、电子、电器、化工、机械、建筑、轻纺、医药等工业部门，并日益深入到人民的日常生活中。。四氟乙烯可由悬浮和分散两种聚合工艺获得，所得树脂经过干燥后获得粉末产品。其中悬浮聚四氟乙烯树脂的干燥主要采用气流干燥方法。

专利CN1184821A公开的悬浮法聚四氟乙烯粉末的连续制备工艺提出了一种气流干燥的方法，将捣碎后的湿粉直接由螺旋加料器送到热风喷嘴混合，经锥形干燥器干燥后进行旋风分离，所得热物料进行常温冷风冷却分离。此法空气消耗量大，大量热量用于加热空气，能量消耗大，同时大量的空气处理使产品洁净难以保证。

专利CN101003593A公开的一种聚四氟乙烯悬浮树脂中粒子的干燥方法提出了一种闪蒸干燥方法，用压缩空气经减压、除湿、过滤进入闪蒸主机，同时诱导加入物料在闪蒸干燥主机内实现物料干燥。此法需要提供大量的压缩空气，需要粉末量的10～20倍，能量消耗大，高压系统提高的干燥系统设备造价；干燥载体介质是20～50℃的温空气，干燥能力有限，难以适用于要求高、负荷大的生产系统。

针对目前聚四氟乙烯悬浮树脂干燥方法普遍存在的空气消耗大，带来能量大和空气洁净处理负荷大，干燥成本高等问题，本发明提出了一种节能干燥方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种空气消耗量少、节能的聚四氟乙烯悬浮树脂干燥方法和干燥系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，包括如下步骤：

步骤1、将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂浆料振动脱水，使物料的干基含水率降至15％～20％；

步骤2、将振动脱水后的物料离心脱水，使物料的干基含水率降至5％～10％；

步骤3、将离心脱水后的物料预烘干，使物料的干基含水率降至0.5％～1％；

步骤4、将预烘干后的物料热风干燥，使物料的干基含水率降至0.05％～0.1％；

步骤5、将热风干燥后的物料冷风干燥，使物料的干基含水率降至0.02％～0.04％，即得干燥聚四氟乙烯悬浮树脂。

本发明采用的另一技术方案为：一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统，包括依次连接的振动单元、离心单元、预烘干单元、热风干燥单元和冷风干燥单元；

所述振动单元包括振动筛，所述离心单元包括离心机，所述预烘干单元包括螺旋输送管和蒸汽夹套，所述蒸汽夹套套设在螺旋输送管外，所述热风干燥单元包括热风机组、第一文丘里混合器、热风干燥管和第一旋风分离器，所述冷风干燥单元包括冷风机组、第二文丘里混合器、冷风干燥管和第二旋风分离器；

所述第一文丘里混合器和第二文丘里混合器均设有进料口、进风口和出料口，所述第一旋风分离器和第二旋风分离器均设有进料口、出料口和出风口；

所述振动筛的出口与离心机的入口连接，离心机的出口与螺旋输送管的入口连接；

螺旋输送管的出口与第一文丘里混合器的进料口连接，所述热风机组的出风口与第一文丘里混合器的进风口连接，所述第一文丘里混合器的出料口与热风干燥管的入口连接，所述热风干燥管的出口与第一旋风分离器的进料口连接；

所述第一旋风分离器的出料口与第二文丘里混合器的进料口连接，所述冷风机组的出风口与第二文丘里混合器的进风口连接，所述第二文丘里混合器的出料口与冷风干燥管的入口连接，所述冷风干燥管的出口与第二旋风分离器的进料口连接。

本发明的有益效果在于：通过本发明聚四氟乙烯悬浮树脂干燥系统实现的干燥方法中，将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂(聚四氟乙烯悬浮粉末与高纯水的混合物)，经过振动脱水、离心脱水、预烘干、热风干燥和冷风干燥5个步骤，以梯级脱水干燥的方式，对含水量不同的物料随工序分成5级，分别采用能耗最小的干燥方法，以较少的能量消耗获得含水量低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。本发明中的空气与能量消耗量可减少50％以上，具有能量消耗少、空气洁净处理负荷小、干燥成本低、产品水含量低以及洁净度更稳定的特点。

附图说明

图1为实施例4聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统的示意图。

标号说明：

1、振动筛；11、第一管道；2、离心机；21、第二管道；31、螺旋输送管；32、蒸汽夹套；41、热风机组；411、热风机组的进风口；412、第一风机；413、第一中效过滤模块；414、蒸汽加热模块；415、电加热模块；416、第一高效过滤模块；417、热风机组的出风口；42、第一文丘里混合器；43、热风干燥管；44、第一旋风分离器；51、冷风干燥机组；511、冷风机组的进风口；512、第二风机；513、第二中效过滤模块；514、第一冷冻除湿模块；515、硅胶除湿模块；516、第二冷冻除湿模块；517、第三风机；518、第二高效过滤模块；519、冷风机组的出风口；52、第二文丘里混合器；53、冷风干燥管；54、第二旋风分离器；61、第三旋风分离器；62、第一袋式除尘器；63、第一引风机；71、第四旋风分离器；72、第二袋式除尘器；73、第二引风机。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：对含水量不同的物料随工序分成5级，分别采用能耗最小的干燥方法，以较少的能量消耗获得含水量低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。

本发明提供了一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，包括如下步骤：

步骤1、将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂浆料振动脱水，使物料的干基含水率降至15％～20％；

步骤2、将振动脱水后的物料离心脱水，使物料的干基含水率降至5％～10％；

步骤3、将离心脱水后的物料预烘干，使物料的干基含水率降至0.5％～1％；

步骤4、将预烘干后的物料热风干燥，使物料的干基含水率降至0.05％～0.1％；

步骤5、将热风干燥后的物料冷风干燥，使物料的干基含水率降至0.02％～0.04％，即得干燥聚四氟乙烯悬浮树脂。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂(聚四氟乙烯悬浮粉末与高纯水的混合物)，经过振动脱水、离心脱水、预烘干、热风干燥和冷风干燥5个步骤，以梯级脱水干燥的方式，对含水量不同的物料随工序分成5级，分别采用能耗最小的干燥方法，以较少的能量消耗获得含水量低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。本发明中的空气与能量消耗量可减少50％以上，具有能量消耗少、空气洁净处理负荷小、干燥成本低、产品水含量低以及洁净度更稳定的特点。

进一步的，还包括将热风干燥后的物料旋风分离后再进行冷风干燥。

由上述描述可知，热风干燥之后进行旋风分离，可将热空气和物料分开，避免影响物料的冷风干燥，节约能量。

进一步的，步骤2采用离心机进行离心脱水，其工艺参数为：转速2000～4000r/min。

由上述描述可知，离心机采用2000～4000r/min的转速进行物料脱水，可缩短脱水时间。

进一步的，步骤3中预烘干采用蒸汽烘干、螺旋输送方式，其工艺参数为：烘干时间0.5～2min，蒸汽压力0.5～1.0MPa。

由上述描述可知，物料的预烘干采用蒸汽烘干、螺旋输送方式，且蒸汽夹套的蒸汽压力为0.5～1.0MPa时在螺旋输送管中烘干0.5～2min，可在消耗较少的热能的情况下将干基含水率为5％～10％的物料烘干至干基含水率为0.5％～1％。

进一步的，步骤4中热风干燥的工艺参数为：风量2～5kg/kg物料，温度150～250℃。

由上述描述可知，预烘干后的物料在风量2～5kg/kg物料，温度150～250℃条件下进行热风烘干，可最大程度减少热空气消耗量，节约能量。

进一步的，步骤5中冷风干燥的工艺参数为：风量2～5kg/kg物料，温度5～20℃，露点-40～-20℃。

由上述描述可知，热风干后的物料在风量2～5kg/kg物料，温度5～20℃，露点-40～-20℃的条件下进行冷风干燥，可最大程度减少空气消耗量，节约能量。

请参照图1，本发明还提供了一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统，包括依次连接的振动单元、离心单元、预烘干单元、热风干燥单元和冷风干燥单元；

所述振动单元包括振动筛1，所述离心单元包括离心机2，所述预烘干单元包括螺旋输送管31和蒸汽夹套32，所述蒸汽夹套套设在螺旋输送管外，所述热风干燥单元包括热风机组41、第一文丘里混合器42、热风干燥管43和第一旋风分离器44，所述冷风干燥单元包括冷风机组51、第二文丘里混合器52、冷风干燥管53和第二旋风分离器54；

所述第一文丘里混合器和第二文丘里混合器均设有进料口、进风口和出料口，所述第一旋风分离器和第二旋风分离器均设有进料口、出料口和出风口；

所述振动筛的出口与离心机的入口连接，离心机的出口与螺旋输送管的入口连接；

螺旋输送管的出口与第一文丘里混合器的进料口连接，所述热风机组的出风口与第一文丘里混合器的进风口连接，所述第一文丘里混合器的出料口与热风干燥管的入口连接，所述热风干燥管的出口与第一旋风分离器的进料口连接；

所述第一旋风分离器的出料口与第二文丘里混合器的进料口连接，所述冷风机组的出风口与第二文丘里混合器的进风口连接，所述第二文丘里混合器的出料口与冷风干燥管的入口连接，所述冷风干燥管的出口与第二旋风分离器的进料口连接。本发明聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统的工作原理在于：捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂(聚四氟乙烯悬浮粉末与高纯水的混合物)，在振动筛进行振动脱水，在离心机内进行离心脱水，蒸汽夹套用于提供预烘干热量，螺旋输送管可使物料在烘干的同时向前输送，热风机组用于向热风干燥管提供洁净的干燥热空气，冷风机组用于向冷风干燥管提供洁净的干燥冷空气，第一文丘里混合器和第二文丘里混合器用于使气流与物料混合均匀，热风干燥管和冷风干燥管起到传质、传热的作用以促使水分有物料进入气流，第一旋风分离器和第二旋风分离器用于将粉末和空气的混合物分离，从第二旋风分离器的出料口出来的即为干燥的聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：由于采用上述干燥系统，捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂依次在振动筛内进行振动脱水、在离心机内进行离心脱水、在螺旋输送管内进行预烘干、在热风干燥管进行热风干燥、在冷风干燥管进行冷风干燥，冷风干燥后进行旋风分离，可使含水量不同的物料分成5个梯级进行连续干燥，从而以较少的能量消耗获得含水量低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。本发明聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统的空气与能量消耗量可减少50％以上，具有能量消耗少、空气洁净处理负荷小、干燥成本低、产品水含量低以及洁净度更稳定的特点。

进一步的，所述聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统还包括第一尾气分离单元和第二尾气分离单元，所述第一尾气分离单元与热风干燥单元连接，所述第二尾气分离单元与冷风干燥单元连接；

所述第一尾气分离单元包括依次连接的第三旋风分离器61、第一袋式除尘器62和第一引风机63，所述第二尾气分离单元包括依次连接的第四旋风分离器71、第二袋式除尘器72和第二引风机73，所述第一旋风分离器的出风口与第三旋风分离器连接，所述第二旋风分离器的出风口与第四旋风分离器连接。

由上述描述可知，热风干燥单元和冷风干燥单元的尾气分别经由第一尾气分离单元和第二尾气分离单元处理后排出，可避免污染空气，同时有助于聚四氟乙烯粉末的回收。

进一步的，所述振动筛的出口与离心机的入口通过第一管道11连接，所述离心机的出口与螺旋输送管的入口通过第二管道21连接，所述热风机组的出风口分别与第一管道、第二管道、螺旋输送管入口和螺旋输送管出口连接。

由上述描述可知，热风机组的出风口分别与第一管道、第二管道连接，可分别实现振动筛和离心机内的微正压，防止外界的不洁空气进入振动筛和离心机；热风机组的出风口与螺旋输送管入口连接，可带走预烘干过程中烘出的水蒸气，同时防止外界不洁净的空气进入系统；热风机组的出风口与螺旋输送管出口连接，可进一步带走预烘干过程中烘出的水蒸气。

进一步的，所述热风机组包括第一风机412、第一中效过滤模块413、蒸汽加热模块414、电加热模块415和第一高效过滤模块416，所述第一风机、第一中效过滤模块、蒸汽加热模块、电加热模块和第一高效过滤模块沿热风机组的进风口411至热风机组的出风口417方向依次设置；

所述冷风机组包括第二风机512、第二中效过滤模块513、第一冷冻除湿模块514、硅胶除湿模块515、第二冷冻除湿模块516、第三风机517和第二高效过滤模块518，所述第二风机、第二中效过滤模块、第一冷冻除湿模块、硅胶除湿模块、第二冷冻除湿模块、第三风机和第二高效过滤模块沿冷风机组的进风口511至冷风机组的出风口519方向依次设置。

由上述描述可知，上述热风机组和冷风机组可分别为系统提供洁净的干燥热空气和冷空气。

实施例1

一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，包括如下步骤：

步骤1、将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂浆料用振动筛振动脱水，使物料的干基含水率降至15％～20％；

步骤2、将振动脱水后的物料用离心机以3000r/min的转速离心脱水，使物料的干基含水率降至5％～10％；

步骤3、将离心脱水后的物料采用蒸汽夹套和螺旋输送管进行预烘干，其工艺参数为：烘干时间1.5min，蒸汽压力0.7MPa，使物料的干基含水率降至0.5％～1％；

步骤4、将预烘干后的物料用热风机组进行热风干燥并使用旋风分离器使物料和热空气分离，使物料的干基含水率降至0.05％～0.1％，其工艺参数为：风量3.5kg/kg物料，温度200℃；

步骤5、将热风干燥后的物料用冷风机组进行冷风干燥并使用旋风分离器使物料和冷空气分离，使物料的干基含水率降至0.02％～0.04％，其工艺参数为：风量3.5kg/kg物料，温度12.5℃，露点-30℃，即得干基含水率低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。

实施例2

一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，包括如下步骤：

步骤1、将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂浆料用振动筛振动脱水，使物料的干基含水率降至15％～20％；

步骤2、将振动脱水后的物料用离心机以2000r/min的转速离心脱水，使物料的干基含水率降至5％～10％；

步骤3、将离心脱水后的物料采用蒸汽夹套和螺旋输送管进行预烘干，其工艺参数为：烘干时间0.5min，蒸汽压力0.5MPa，使物料的干基含水率降至0.5％～1％；

步骤4、将预烘干后的物料用热风机组进行热风干燥并使用旋风分离器使物料和热空气分离，使物料的干基含水率降至0.05％～0.1％，其工艺参数为：风量2kg/kg物料，温度150℃；

步骤5、将热风干燥后的物料用冷风机组进行冷风干燥并使用旋风分离器使物料和冷空气分离，使物料的干基含水率降至0.02％～0.04％，其工艺参数为：风量2kg/kg物料，温度5℃，露点-40℃，即得干基含水率低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。

实施例3

一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，包括如下步骤：

步骤1、将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂浆料用振动筛振动脱水，使物料的干基含水率降至15％～20％；

步骤2、将振动脱水后的物料用离心机以4000r/min的转速离心脱水，使物料的干基含水率降至5％～10％；

步骤3、将离心脱水后的物料采用蒸汽夹套和螺旋输送管进行预烘干，其工艺参数为：烘干时间2min，蒸汽压力1.0MPa，使物料的干基含水率降至0.5％～1％；

步骤4、将预烘干后的物料用热风机组进行热风干燥并使用旋风分离器使物料和热空气分离，使物料的干基含水率降至0.05％～0.1％，其工艺参数为：风量5kg/kg物料，温度250℃；

步骤5、将热风干燥后的物料用冷风机组进行冷风干燥并使用旋风分离器使物料和冷空气分离，使物料的干基含水率降至0.02％～0.04％，其工艺参数为：风量5kg/kg物料，温度20℃，露点-20℃，即得干基含水率低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。

实施例4

请参照图1，一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统，包括依次连接的振动单元、离心单元、预烘干单元、热风干燥单元和冷风干燥单元；

所述振动单元包括振动筛1，所述离心单元包括离心机2，所述预烘干单元包括螺旋输送管31和蒸汽夹套32，所述蒸汽夹套套设在螺旋输送管外，所述热风干燥单元包括热风机组41、第一文丘里混合器42、热风干燥管43和第一旋风分离器44，所述冷风干燥单元包括冷风机组51、第二文丘里混合器52、冷风干燥管53和第二旋风分离器54；

所述第一文丘里混合器和第二文丘里混合器均设有进料口、进风口和出料口，所述第一旋风分离器和第二旋风分离器均设有进料口、出料口和出风口；

所述振动筛的出口与离心机的入口连接，离心机的出口与螺旋输送管的入口连接；

螺旋输送管的出口与第一文丘里混合器的进料口连接，所述热风机组的出风口与第一文丘里混合器的进风口连接，所述第一文丘里混合器的出料口与热风干燥管的入口连接，所述热风干燥管的出口与第一旋风分离器的进料口连接；

所述第一旋风分离器的出料口与第二文丘里混合器的进料口连接，所述冷风机组的出风口与第二文丘里混合器的进风口连接，所述第二文丘里混合器的出料口与冷风干燥管的入口连接，所述冷风干燥管的出口与第二旋风分离器的进料口连接。

所述聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥系统还包括第一尾气分离单元和第二尾气分离单元，所述第一尾气分离单元与热风干燥单元连接，所述第二尾气分离单元与冷风干燥单元连接；

所述第一尾气分离单元包括依次连接的第三旋风分离器61、第一袋式除尘器62和第一引风机63，所述第二尾气分离单元包括依次连接的第四旋风分离器71、第二袋式除尘器72和第二引风机73，所述第一旋风分离器的出风口与第三旋风分离器连接，所述第二旋风分离器的出风口与第四旋风分离器连接。

所述振动筛的出口与离心机的入口通过第一管道11连接，所述离心机的出口与螺旋输送管的入口通过第二管道21连接，所述热风机组的出风口分别与第一管道、第二管道、螺旋输送管入口和螺旋输送管出口连接。

所述热风机组包括第一风机412、第一中效过滤模块413、蒸汽加热模块414、电加热模块415和第一高效过滤模块416，所述第一风机、第一中效过滤模块、蒸汽加热模块、电加热模块和第一高效过滤模块沿热风机组的进风口411至热风机组的出风口417方向依次设置；

所述冷风机组包括第二风机512、第二中效过滤模块513、第一冷冻除湿模块514、硅胶除湿模块515、第二冷冻除湿模块516、第三风机517和第二高效过滤模块518，所述第二风机、第二中效过滤模块、第一冷冻除湿模块、硅胶除湿模块、第二冷冻除湿模块、第三风机和第二高效过滤模块沿冷风机组的进风口511至冷风机组的出风口519方向依次设置。

综上所述，本发明提供的聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法和系统的有益效果在于：通过本发明聚四氟乙烯悬浮树脂干燥系统实现的干燥方法中，将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂(聚四氟乙烯悬浮粉末与高纯水的混合物)，经过振动脱水、离心脱水、预烘干、热风干燥和冷风干燥5个步骤，以梯级脱水干燥的方式，对含水量不同的物料随工序分成5级，分别采用能耗最小的干燥方法，以较少的能量消耗获得含水量低于0.04％的干燥聚四氟乙烯悬浮树脂粉末。本发明中的空气与能量消耗量可减少50％以上，具有能量消耗少、空气洁净处理负荷小、干燥成本低、产品水含量低以及洁净度更稳定的特点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将捣碎洗涤后的聚四氟乙烯悬浮树脂浆料振动脱水，使物料的干基含水率降至15％～20％；

步骤2、将振动脱水后的物料离心脱水，使物料的干基含水率降至5％～10％；

步骤3、将离心脱水后的物料预烘干，使物料的干基含水率降至0.5％～1％；

步骤4、将预烘干后的物料热风干燥，使物料的干基含水率降至0.05％～0.1％，所述热风干燥的工艺参数为：风量2～5kg/kg物料，温度150～250℃；

步骤5、将热风干燥后的物料旋风分离后再进行冷风干燥，使物料的干基含水率降至0.02％～0.04％，即得干燥聚四氟乙烯悬浮树脂，所述冷风干燥的工艺参数为：风量2～5kg/kg物料，温度5～20℃，露点-40～-20℃。

2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，其特征在于：步骤2采用离心机进行离心脱水，其工艺参数为：转速2000～4000r/min。

3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯悬浮树脂的干燥方法，其特征在于：步骤3中预烘干采用蒸汽烘干、螺旋输送方式，其工艺参数为：烘干时间0.5～2min，蒸汽压力0.5～1.0MPa。