CN105498294A - 一种脱气设备 - Google Patents

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张弘强
吉耀军
史华芳
张宏伟
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    • B01D19/00—Degasification of liquids
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    • B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused

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Abstract

本发明涉及一种脱气设备，将搅拌装置和蒸汽通入机构综合成一体，在搅拌装置的转轴和桨叶上形成高温蒸汽流通通道，高温蒸汽从桨叶上的喷气口喷出，由于多个桨叶和多个喷气口均位于釜体内部，一方面可以起到分散蒸汽的作用，另外，桨叶和喷气口还可跟随转轴转动，使蒸汽更加均匀地到达釜体内的各个部位，提高了高温蒸汽对釜体内液态混合物的搅拌效果，在高温蒸汽的通入和搅拌过程中，液态混合物中的气体析出而被真空装置抽走，提高脱气效果。

Description

一种脱气设备
技术领域
本发明涉及一种脱气设备，属于化工设备技术领域。
背景技术
高分子聚合反应是将各反应物加入到反应容器中，通过控制反应条件使反应单体发生聚合形成高分子聚合物。为了使反应能够均匀进行，需要对反应容器中的反应物进行搅拌。目前，常采用机械搅拌的方式来对反应物进行搅拌。
中国专利文献CN104231173A公开了一种脱气釜，包括釜体、搅拌装置，釜体上设置进料口、出料口、蒸汽入口、抽气口等。在具体使用时，高压蒸汽通过设置釜体底部的蒸汽入口进入到釜体内部，以搅动釜体内的液态混合物。再通过抽气口抽气以使液体混合物中的气体脱除。然而，由于高压蒸汽通过管道直接通入釜体内部，因而容易形成大股的蒸汽流，而大股蒸汽流在液态混合物内容易聚集在一起形成大气泡，大气泡在液态混合物中一旦形成就会上浮并从液态混合物的液面处溢出，从而导致对液态混合物的搅拌效果不理想，并进而影响液态混合物的脱气效果。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的脱气设备的搅拌效果差、脱气效果差的问题，从而提供一种搅拌效果好且脱气效果好的脱气设备。
为解决上述技术问题，本发明的一种脱气设备，包括，
釜体，具有容纳空间，具有进料口，位于釜顶的抽气孔和位于底部的出料口；
搅拌装置，包括沿竖直方向设置在所述釜体中心位置的能够在动力装置带动下转动的转轴，以及设置在所述转轴上的若干桨叶；
动力装置，设置在所述釜体外，与所述转轴传动连接，用于驱动所述转轴转动；
真空装置，与所述抽气孔连通，用于抽取所述釜体内的气体；
所述转轴中空形成气道，所述桨叶上成型有与所述气道连通若干喷气口；
所述气道的一端与蒸汽供气管道连通，以使蒸汽通过所述气道、喷气口喷入所述釜体内。
进一步地，本发明的脱气设备，所述桨叶上成型有沿着所述桨叶轴向布置的主通道，以及与所述主通道形成一定角度设置的侧通道，所述主通道往所述桨叶的长度方向延伸形成主喷气口，侧通道往所述桨叶的宽度两侧延伸形成侧喷气口。
进一步地，本发明的脱气设备，仅设置高度低于所述釜体高度一半的所述桨叶上设置有喷气口。
进一步地，本发明的脱气设备，所述侧通道的中轴线向着竖直方向向下倾斜与水平面的夹角为40-50°。
进一步地，本发明的脱气设备，所述侧通道与所述主通道的中轴线的夹角为60-80°。
进一步地，本发明的脱气设备，所述主喷气口的直径为20-30mm，所述侧喷气口的直径为10-15mm，每根所述桨叶上的相邻的两根侧喷气口的距离为50-80mm。
进一步地，本发明的脱气设备，所述主通道的直径从主喷气口的一端向着与所述气道连接的一端逐渐变大，所述主通道与所述气道连接的一端的直径是所述主喷气口直径的1.1-1.2倍。
进一步地，本发明的脱气设备，相邻的两个所述桨叶在竖直方向上的距离为400-500mm，相邻的两个所述桨叶上的高度较高的所述桨叶上的所述主喷气口和所述侧喷气口的直径是高度较低的所述桨叶上的所述主喷气口和所述侧喷气口的直径1.1-1.2倍。
进一步地，本发明的脱气设备，所述气道还与氮气管道连通。
进一步地，本发明的脱气设备，所述气道的另一端设置有限压阀。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明的脱气设备，将搅拌装置和蒸汽通入机构综合成一体，在搅拌装置的转轴和桨叶上形成高温蒸汽流通通道，高温蒸汽从桨叶上的喷气口喷出，由于多个桨叶和多个喷气口均位于釜体内部，一方面可以起到分散蒸汽的作用，另外，桨叶和喷气口还可跟随转轴转动，使蒸汽更加均匀地到达釜体内的各个部位，提高了高温蒸汽对釜体内液态混合物的搅拌效果，在高温蒸汽的通入和搅拌过程中，液态混合物中的气体析出而被真空装置抽走，提高脱气效果。
(2)本发明的脱气设备，通过设置侧喷气口和主喷气口，使高温蒸汽具有多个喷气方向，进一步提高了高温蒸汽的搅拌效果，并且使高温蒸汽能够在液体混合物里更加容易液化形成软水，防止釜体内压力过高。。
(3)本发明的脱气设备，由于设置高度低于所述釜体高度一半的所述桨叶上设置有喷气口，因而从喷气口喷出的高温蒸汽在液态混合物中经过较长距离才能浮到液体混合物表面，保证高温蒸汽在浮动过程中完全液化，而如果高度高于所述釜体高度一半的所述桨叶上也设置喷气口，则会有部分高温蒸汽来不及液化直接被真空装置抽走，使高温蒸汽被浪费，降低了蒸汽使用率。
(4)本发明的脱气设备，侧通道的中轴线向着竖直方向向上倾斜与水平面的夹角为20-35°，且侧通道与所述主通道的中轴线的夹角为60-80°，从而使高温蒸汽具有向上喷射和水平喷射的两个运动分量，使液态混合物同时发生水平和垂直搅动，进一步提高了搅动效果。
(5)本发明的脱气设备，气道与氮气管道，使得通入的氮气也能够均匀地分散在釜体内部，使得釜体内的液态混合物中的气体能够在氮气的作用下随氮气析出，而被真空装置抽走，进一步减小液态混合物中的气体含量，提高脱气效果。另外，当脱气设备处于生产间隙时，为了防止液态混合物凝固而堵塞喷气口，可以通过喷出高温蒸汽或者氮气方式，防止喷气口堵塞。在脱气效果要求不那么高的情况下，作为一种变形方式，氮气管道完全可以与普通的脱气釜一样由设置在釜体底部的氮气入口连通。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例1的脱气设备的结构示意图。
图中附图标记表示为：1-釜体；11-下进料口；12-上进料口；13-出料口；14-抽气孔；2-动力装置；3-转轴；31-气道；32-蒸汽入口；4-桨叶；41-主通道；42-侧通道；1a-大筒体部；1b-弧形过渡部；1c-小筒体部。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种脱气设备，如图1所示，包括，
釜体1，具有容纳空间，具有进料口，位于釜顶的抽气孔14和位于底部的出料口13；
搅拌装置，包括沿竖直方向设置在所述釜体1中心位置的能够在动力装置带动下转动的转轴3，以及设置在所述转轴3上的若干桨叶4；
动力装置2，设置在所述釜体1外，与所述转轴3传动连接，用于驱动所述转轴3转动；
真空装置，与所述抽气孔14连通，用于抽取所述釜体1内的气体；
所述转轴21中空形成气道31，所述桨叶4上成型有与所述气道31连通若干喷气口；
所述气道31的一端与蒸汽供气管道连通，以使蒸汽通过所述气道31、喷气口喷入所述釜体1内。
上述脱气设备中，将搅拌装置和蒸汽通入机构综合成一体，在搅拌装置的转轴21和桨叶4上形成高温蒸汽流通通道，高温蒸汽从桨叶4上的喷气口喷出，由于多个桨叶4和多个喷气口均位于釜体1内部，一方面可以起到分散蒸汽的作用，另外，桨叶4和喷气口还可跟随转轴21转动，使蒸汽更加均匀地到达釜体1内的各个部位，提高了高温蒸汽对釜体1内液态混合物的搅拌效果，在高温蒸汽的通入和搅拌过程中，液态混合物中的气体析出而被真空装置抽走，提高脱气效果。
进一步地，所述桨叶4上成型有沿着所述桨叶4轴向布置的主通道41，以及与所述主通道41形成一定角度设置的侧通道42，所述主通道41往所述桨叶4的长度方向延伸形成主喷气口，侧通道42往所述桨叶4的宽度两侧延伸形成侧喷气口。
通过设置侧喷气口和主喷气口，使高温蒸汽具有多个喷气方向，进一步提高了高温蒸汽的搅拌效果，并且使高温蒸汽能够在液体混合物里更加容易液化形成软水，防止釜体1内压力过高。
进一步地，仅设置高度低于所述釜体1高度一半的所述桨叶4上设置有喷气口，如图1所示，靠近釜体1底部的两个桨叶4上设置有喷气口，那些设置高度高于所述釜体1高度一半的所述桨叶4上没有设置喷气口(图1中上方的两个桨叶4)。
由于设置高度低于所述釜体1高度一半的所述桨叶4上设置有喷气口，因而从喷气口喷出的高温蒸汽在液态混合物中经过较长距离才能浮到液体混合物表面，保证高温蒸汽在浮动过程中完全液化，而如果高度高于所述釜体1高度一半的所述桨叶4上也设置喷气口，则会有部分高温蒸汽来不及液化直接被真空装置抽走，使高温蒸汽被浪费，降低了蒸汽使用率。
进一步地，所述侧通道42的中轴线向着竖直方向向上倾斜与水平面的夹角为20-35°，如20°、25°、30°、35°，桨叶4与水平面也形成20-35°，如20°、25°、30°、35°，的倾斜角。所述侧通道42与所述主通道41的中轴线的夹角为60-80°，如60°、70°、80°。
所述侧通道42的中轴线向着竖直方向向下倾斜与水平面的夹角为40-50°，如40°、45°、50°等等，且侧通道42与所述主通道41的中轴线的夹角为60-80°，如60°、70°、80°等等，从而使高温蒸汽具有向下喷射和水平喷射的两个运动分量，使液态混合物同时发生水平和垂直搅动，进一步提高了搅动效果，并且使高温蒸汽向下冲击胶乳，延长高温蒸汽在胶乳中的时间，使高温蒸汽充分液化。
进一步地，所述主喷气口的直径为20-30mm，如20mm、25mm、30mm，所述侧喷气口的直径为10-15mm，如10mm、12mm、15mm，每根所述桨叶4上的相邻的两根侧喷气口的距离为50-80mm，如50mm、65mm、80mm。
通过设置主喷气口和侧喷气口的直径以及所述桨叶4上的相邻的两根侧喷气口的距离，使每股高温蒸汽的气流足够大，使得对所述液态混合物的搅动效果最佳。
进一步地，所述主通道41的直径从主喷气口的一端向着与所述气道31连接的一端逐渐变大，所述主通道41与所述气道31连接的一端的直径是所述主喷气口直径的1.1-1.2倍，如1.1倍、1.2倍。
由于主通道41的直径逐渐减小，可以提高从主喷气口喷出的高温蒸汽的流速，防止因设置侧通道42而导致流速降低。
进一步地，相邻的两个所述桨叶4在竖直方向上的距离为400-500mm，如400mm、450mm、500mm，相邻的两个所述桨叶4上的高度较高的所述桨叶4上的所述主喷气口和所述侧喷气口的直径是高度较低的所述桨叶4上的所述主喷气口和所述侧喷气口的直径1.1-1.2倍。
将相邻的两个所述桨叶4在竖直方向上的距离为400-500mm，使高温蒸汽能够均匀地在釜体1内分布，搅动所有的釜体1，同时使两个竖直方向上相邻的两个桨叶4之间喷出的高温蒸汽之间不发生冲突。
进一步地，所述气道31还与氮气管道连通。气道31与氮气管道，使得通入的氮气也能够均匀地分散在釜体1内部，使得釜体1内的液态混合物中的气体能够在氮气的作用下随氮气析出，而被真空装置抽走，进一步减小液态混合物中的气体含量，提高脱气效果。另外，当脱气设备处于生产间隙时，为了防止液态混合物凝固而堵塞喷气口，可以通过喷出高温蒸汽或者氮气方式，防止喷气口堵塞。在脱气效果要求不那么高的情况下，作为一种变形方式，氮气管道完全可以与普通的脱气釜一样由设置在釜体1底部的氮气入口连通。
进一步地，所述气道31的另一端设置有限压阀。限压阀在气道31的压力过高时自动打开，放出部分气体，可防止气道31内压力过高而损坏搅拌装置。
上述脱气设备中的釜体1，如图1所示，底部的直径小于上部的直径，形成小筒体部1c和大筒体部1a，小筒体部1c与大筒体部1a之间通过弧形过渡部1b连接，小筒体部1c与大筒体部1a的直径比为1:1.5-1.8。另外，对应于大筒体部1a的部分可以不设置桨叶。
为了保持釜体1内温度，在釜体1外壁还可设置环绕釜体1设置的盘管，通过在盘管内通入热水使釜体1温度保持恒定。
值得说明的是，如图1所示，釜体1的底部上还设置有下进料口11，用于使液体混合物(合成胶乳类)进入釜体1内，釜体1的底部上设置出料口13，釜体1靠近顶部的侧壁上开有上进料口12用于供各种助剂通入。
实施例2
本实施例提供一种羧基丁苯胶乳的脱气方法，使用实施例1的脱气设备，向气道31通入的所述蒸汽的温度为150℃，蒸汽加入量为20kg/h(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，所述转轴21的旋转速度为8转每分钟，通过真空装置使釜体1内保持-0.09MPa的压力，蒸汽通入时保持温度在60℃，蒸汽通入时间为1.5h，之后停止蒸汽通入，向气道31通入2Nm3/h的氮气(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，通入时间半小时，并在釜体1内温度低于50℃时，使羧基丁苯胶乳出料。
实施例3
本实施例提供一种羧基丁苯胶乳的脱气方法，使用实施例1的脱气设备，向气道31通入的所述蒸汽的温度为160℃，蒸汽加入量为22kg/h(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，所述转轴21的旋转速度为11转每分钟，通过真空装置使釜体1内保持-0.09MPa的压力，蒸汽通入时保持温度在65℃，蒸汽通入时间为1.8h，之后停止蒸汽通入，向气道31通入3Nm3/h的氮气(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，通入时间50分钟，并在釜体1内温度低于50℃时，使羧基丁苯胶乳出料。
实施例4
本实施例提供一种羧基丁苯胶乳的脱气方法，使用实施例1的脱气设备，向气道31通入的所述蒸汽的温度为170℃，蒸汽加入量为25kg/h(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，所述转轴21的旋转速度为14转每分钟，通过真空装置使釜体1内保持-0.09MPa的压力，蒸汽通入时保持温度在70℃，蒸汽通入时间为2h，之后停止蒸汽通入，向气道31通入4Nm3/h的氮气(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，通入时间1小时，并在釜体1内温度低于50℃时，使羧基丁苯胶乳出料。
实施例2-4中，通过向釜体1内通入高温蒸汽，可以起到防止脱气过程中的羧基丁苯胶乳的温度下降，另外通过搅拌装置上的喷射高温蒸汽，在高温蒸汽的作用下，扩展搅拌装置的搅拌范围，提高搅拌效果。向釜体1内通入氮气，氮气气泡从胶乳内部上浮，减小胶乳内丁二烯和苯乙烯(因釜体1内的真空状态沸点降低而沸点在60-70℃之间)的形核能，使丁二烯和苯乙烯进入氮气气泡中，并跟随气泡一起排出乳液，并被真空装置抽走。由于搅拌效果提高了，因而能够使胶乳中的丁二烯和苯乙烯降低到较低含量。
对比例
本对比例为提供一种羧基丁苯胶乳的脱气方法，采用的脱气设备的蒸汽入口在釜体1底壁上，其余与实施例1的结构相同。本实施例的蒸汽以大股形式的方式加入釜体1内。通入的所述蒸汽的温度为160℃，蒸汽加入量为22kg/h(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，所述转轴21的旋转速度为11转每分钟，通过真空装置使釜体1内保持-0.09MPa的压力，蒸汽通入时保持温度在65℃之间，蒸汽通入时间为1.8h，之后停止蒸汽通入，向气道31通入3Nm3/h的氮气(以釜体1内的每吨羧基丁苯胶乳乳液计算)，通入时间50分钟，并在釜体1内温度低于50℃时，使羧基丁苯胶乳出料。
效果实施例
将实施例2-4及对比例的脱气得到的羧基丁苯胶乳取1Kg，测定羧基丁苯胶乳的丁二烯和苯乙烯的含量，测定结果如表1所示。
表1采用实施例2-4及对比例的羧基丁苯胶乳的脱气方法得到的羧基丁苯胶乳中丁二烯和苯乙烯的含量
实施例 乳液中残留的丁二烯和苯乙烯的量
实施例2 0.036％
实施例3 0.035％
实施例4 0.029％
对比例 0.15％
通过表1可以看出，与对比例相比较，采用实施例2-4的羧基丁苯胶乳的脱气方法，使得羧基丁苯胶乳中丁二烯和苯乙烯的含量极大地降低。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种脱气设备，包括，
釜体(1)，具有容纳空间，具有进料口，位于釜顶的抽气孔(14)和位于底部的出料口(13)；
搅拌装置，包括沿竖直方向设置在所述釜体(1)中心位置的能够在动力装置带动下转动的转轴(3)，以及设置在所述转轴(3)上的若干桨叶(4)；
动力装置(2)，设置在所述釜体(1)外，与所述转轴(3)传动连接，用于驱动所述转轴(3)转动；
真空装置，与所述抽气孔(14)连通，用于抽取所述釜体(1)内的气体；
其特征在于，
所述转轴(21)中空形成气道(31)，所述桨叶(4)上成型有与所述气道(31)连通若干喷气口；
所述气道(31)的一端与蒸汽供气管道连通，以使蒸汽通过所述气道(31)、喷气口喷入所述釜体(1)内。
2.根据权利要求1所述的脱气设备，其特征在于，所述桨叶(4)上成型有沿着所述桨叶(4)轴向布置的主通道(41)，以及与所述主通道(41)形成一定角度设置的侧通道(42)，所述主通道(41)往所述桨叶(4)的长度方向延伸形成主喷气口，侧通道(42)往所述桨叶(4)的宽度两侧延伸形成侧喷气口。
3.根据权利要求2所述的脱气设备，其特征在于，仅设置高度低于所述釜体(1)高度一半的所述桨叶(4)上设置有喷气口。
4.根据权利要求2或3所述的脱气设备，其特征在于，所述侧通道(42)的中轴线向着竖直方向向下倾斜与水平面的夹角为40-50°。
5.根据权利要求2-4任一项所述的脱气设备，其特征在于，所述侧通道(42)与所述主通道(41)的中轴线的夹角为60-80°。
6.根据权利要求2-5任一项所述的脱气设备，其特征在于，所述主喷气口的直径为20-30mm，所述侧喷气口的直径为10-15mm，每根所述桨叶(4)上的相邻的两根侧喷气口的距离为50-80mm。
7.根据权利要求2-6任一项所述的脱气设备，其特征在于，所述主通道(41)的直径从主喷气口的一端向着与所述气道(31)连接的一端逐渐变大，所述主通道(41)与所述气道(31)连接的一端的直径是所述主喷气口直径的1.1-1.2倍。
8.根据权利要求1-6任一项所述的脱气设备，其特征在于，相邻的两个所述桨叶(4)在竖直方向上的距离为400-500mm，相邻的两个所述桨叶(4)上的高度较高的所述桨叶(4)上的所述主喷气口和所述侧喷气口的直径是高度较低的所述桨叶(4)上的所述主喷气口和所述侧喷气口的直径1.1-1.2倍。
9.根据权利要求1-8任一项所述的脱气设备，其特征在于，所述气道(31)还与氮气管道连通。
10.根据权利要求1-9任一项所述的脱气设备，其特征在于，所述气道(31)的另一端设置有限压阀。
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