CN108015920A - 一种防粘壁粘性粉体制备设备及方法 - Google Patents
一种防粘壁粘性粉体制备设备及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种防粘壁粘性粉体制备设备及方法。其通过微量粉体计量称及改性剂进风组件将改性剂供入喷雾干燥塔体,改善橡胶粉表面性能,降低了橡胶粉在喷雾干燥塔体内及管路等粘壁速度,延长喷雾干燥塔的停车清理周期;降低了操作人员的人工操作强度。减少了橡胶粉粘壁脱落形成的不合格废料的量,从而减少了固废的产生量,提高了产品合格率。实现了橡胶粉产品干燥及表面处理一次完成,简化了产品生产工艺。橡胶粉产品团聚得到控制,团聚粒径范围有效控制;最终产品粒径分布范围得到优化,范围变窄,团聚颗粒总体变细。
Description
技术领域
本发明属于化工机械领域,具体涉及一种防粘壁粘性粉体制备设备及方法。
背景技术
喷雾干燥方法是一种重要的粉体制造技术,适用于多种粉体物料的制备。
对于旋转盘雾化器形式的喷雾干燥设备,热风分配器是重要的,热风从分配器中按设定流量与方向旋转进入干燥塔;同时雾化盘按照设定的速度高速旋转,按设定流量进入雾化器的被干燥物料液体形成微小液滴并被迅速甩离,在热风的导引下呈螺旋状下落,在下落过程中液滴中的水分蒸发,形成脱水后的粉体物料,在适宜的风速及流量等条件下,干燥后的大部分粉体物料在干燥塔体的中下部接触到塔壁失速,被收集到塔体下部的出料口,在出料口的小料仓集中后通过塔底的出料阀,将粉料排出喷雾干燥塔。
粘壁的物料由于长时间停留在设备或管道的内壁上,会结块聚集,若有局部的脱落会形成大块物料,影响产品品质;为清除设备粘壁物料,不得不中途停止生产,进行设备的清理工作,这样就缩短了设备的有效生产时间,降低了设备的有效产能。
通常物料粘壁的原因为半湿物料粘壁,低熔点物料热熔性粘壁,干粉表面粘壁。
超细粉末橡胶是一种新型材料,常规产品有超细粉末丁苯橡胶(PSBR)、超细粉末丁腈橡胶(PNBR)、超细粉末顺丁橡胶(PBR)、超细粉末氯丁橡胶(PCR)、超细粉末硅橡胶等。粉末橡胶类产品在干粉状态时由于表面粘性的作用在干燥过程中会造成粘壁现象。
喷雾干燥技术被用于超细粉末橡胶的制备。在喷雾干燥制备粉末橡胶的生产工艺中,根据原料及制备工艺的不同,粉末橡胶的平均粒径范围通常控制分布在30-500nm间调控。由于团聚作用,在喷雾干燥气流中的粉末橡胶颗粒多数松散团聚,所以实际团聚后粒径分布范围多为10μm-200μm间分布,借助离心力把颗粒甩到设备器壁并捕集它们。在捕集过程中,团聚还会继续,团聚颗粒还会进一步增大。80-90%的胶粉在喷雾干燥塔收集仓被收集,其余胶粉在后续旋风分离器设备被捕获收集。收集到的胶粉为中间产品。超细胶粉产品团聚后粒径分布范围多为10μm-1000μm间分布。
喷雾干燥塔及旋风收集器收集到的超细胶粉为中间产品。进行进一步技术处理,通常是采用物理混合方法对于胶粉表面进行处理,处理方法是使用混合设备对中间产品胶粉与表面处理剂进行混合,在中间产品胶粉表面附着上表面处理剂,从而改变胶粉的表面粘性,确保胶粉在包装、储运过程中不会发生粘连结块。
由于胶粉本身具有粘性,通常会有一定量的胶粉在喷雾干燥塔器壁(主要是下部内壁),收集料仓,输送管路,旋风收集器内壁等设备内部表面逐渐积聚,在生产中由于粉末胶等粘壁积聚,通常在3-5天即需要打开设备,对设备内部进行清理。劳动强度较大,效率低。
由于物料等表面粘性,收集到的粉末胶产品需要转移到后处理单元进行表面处理,因为气力输送会造成管路内壁聚集粘壁,堵塞后无法使用,故难于使用管线气力长时间输送。实际多采用人工运输到后处理单元。而清理收集到的粘壁胶粉已经部分聚集结块成为胶块,已不能作为超细胶粉产品。
发明内容
本发明目的之一是提供一种防粘壁粘性粉体制备设备,该设备配合其控制工艺,能够在喷雾干燥塔内部,在粘性粉体干燥成型后立即对其进行表面处理改性,从而改变橡胶粒子表面的物理特性,使其不再易于粘壁,难于形成附着于容器管路表面的附着层;另外采用该设备及方法可以减少相关粉体颗粒发生团聚聚集在后续设备管线中的表面附着,能够实现粉体的管路输送。
本发明目的之二是提供一种防粘壁粘性粉体制备方法。
为此,本发明第一方面提供了一种防粘壁粘性粉体制备设备,其包括:
喷雾干燥塔体,其由同轴设置的直筒体和椎体连通地构成,并且在锥体段设置有塔体出风口;
通过改性剂进料管线与喷雾干燥塔体相连接的改性剂进料组件;
其中,所述改性剂进料组件包括改性剂进料管线,设置在改性剂进料管线下游部分的微量粉体进料秤和设置在改性剂进料管线上游部分的改性剂进风组件。
本发明中,所述改性剂进料管线出口段以相对于垂直方向倾斜的方式设置;所述倾斜的角度为58-78°,优选所述倾斜的角度为60-75°。
在本发明的一些实施例中,改性剂进料管线出口在水平面上的投影沿径向依顺塔体内旋风方向与塔体出风口在水平面上的投影沿径向形成60-75°的夹角。
在本发明的一些实施例中,所述改性剂进料管线出口设置于喷雾干燥塔体的直筒段,并且相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为10-50厘米,优选相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为20-50厘米。
本发明中,所述改性剂进风组件包括改性剂气源、以及依次设置于改性剂进料管线上游部分的改性剂进气口、气体流量计和气体调节阀。
根据本发明,所述设备还包括设置于喷雾干燥塔体锥体段下出口的缓冲混合料仓,其由通过法兰密封连通的混合料仓体和缓冲混合段组成,其中,缓冲混合段为锥尖向上的锥台体,其与混合料仓体连接处的直径为
在本发明的一些实施例中,在所述缓冲混合料仓中,锥台体侧壁相对于水平方向的倾斜角为105-120°,优选为110-115°。
在本发明的一些实施例中,在所述缓冲混合料仓中,混合料仓体的长度≥混合料仓体和缓冲混合段连接部分的直径的2倍。
本发明第二方面提供了一种利用本发明第一方面所述的设备干燥粘性粉体的方法,其包括在原料液进入喷雾干燥塔体利用热空气和原料液雾化器进行喷雾干燥的同时,启动改性剂进风组件的气源、气体流量计和气体调节阀,并打开微量粉体进料秤向喷雾干燥塔体供入改性剂。
本发明中,所述粘性粉体包括橡胶类粉末产品或药物粉末。
本发明中,所述改性剂为细粉状固体物料,堆密度为0.6-3.0g/cm3。
在本发明的一些实施例中,通过气体流量计实现对于气体调节阀的控制,使改性剂进料管线中的空气流量与热空气流量的比例为1:(50-150)。
在本发明的一些实施例中,改性剂进风组件的气源装置的供气压力为0.03-0.3MPa,优选为0.15-0.2MPa。
本发明的有益效果是:
(1)通过微量粉体计量称及改性剂进风组件将改性剂供入喷雾干燥塔体,改善橡胶粉表面性能,降低了橡胶粉在喷雾干燥塔体内及管路等粘壁速度,延长喷雾干燥塔的停车清理周期;降低了操作人员的人工操作强度。
(2)通过微量粉体计量称及改性剂进风组件将改性剂供入喷雾干燥塔体,改善橡胶粉表面性能,实现橡胶粉产品的自动输送。
(3)减少了橡胶粉粘壁脱落形成的不合格废料的量,从而减少了固废的产生量,提高了产品合格率。
(4)实现了橡胶粉产品干燥及表面处理一次完成,简化了产品生产工艺。
(5)橡胶粉产品团聚得到控制,团聚粒径范围有效控制;最终产品粒径分布范围得到优化,范围变窄,团聚颗粒总体变细。
附图说明
下面将结合附图来说明本发明。
图1为利用本发明的防粘壁粘性粉体制备设备制备粘性粉体的流程示意图。
图2为本发明的防粘壁粘性粉体制备设备的喷雾干燥塔体和改性剂进料组件的俯视图。
图中附图标记的含义如下:1喷雾干燥塔体;2原料液进料组件;3热风进风组件;4原料液雾化器;5缓冲混合料仓;6自动出料阀;7塔体出风口;8微量粉体计量称;9改性剂进风组件;10旋风收集器;11放空引风机;12粉料输送器;13输送风组件;14粉料输送管道;15粉料产品料仓;16原料液管线;17热风管线;18复合粉料;19改性剂;20放空;21改性剂进料管线;22改性剂进气口;23移动料斗;24原料液进料组件的出料口。
具体实施方式
为使本发明容易理解,下面将结合附图来详细说明本发明。
如前所述,在喷雾干燥过程中,由于橡胶粉本身具有粘性,通常会有一定量的橡胶粉在喷雾干燥塔器壁(主要是下部内壁),收集料仓,输送管路,旋风收集器内壁等设备内部表面逐渐积聚,在生产中由于橡胶粉等粘壁积聚,通常在3-5天即需要打开设备,对设备内部进行清理,劳动强度较大,效率低。由于物料等表面粘性,收集到的粉末胶产品需要转移到后处理单元进行表面处理,因为气力输送会造成管路内壁聚集粘壁,堵塞后无法使用,故难于使用管线气力长时间输送。实际多采用人工运输到后处理单元。而清理收集到的粘壁胶粉已经部分聚集结块成为胶块,已不能作为超细胶粉产品。
基于上述,本发明人针对喷雾干燥法制备粘性粉体的进行了大量的研究。本发明人研究发现,在原料液进入喷雾干燥塔体进行喷雾干燥的同时,通过微量粉体计量称及改性剂进风组件将改性剂供入喷雾干燥塔体,可以较好地改善橡胶粉表面性能,降低橡胶粉在喷雾干燥塔体内及管路等粘壁速度。本发明正是基于上述发现做出的。
本发明中所述用语“风”是指“空气”或“氮气”。
本发明中所述用语“气源”是指提供气体,例如“空气”或“氮气”的设备,例如鼓风机或压缩风机等。
本发明所述用语“改性剂”亦称为表面处理剂,包括但不限于超细碳酸钙颗粒和/或超细硅胶颗粒。
本发明所述用语“上游”是指靠近物料流或物料管道入口部分。
本发明所述用语“下游”是指靠近物料流或物料管道出口部分。
本发明的防粘壁粘性粉体制备设备如图1中所示。
根据本发明的一些实施方式,本发明的防粘壁粘性粉体制备设备包括:喷雾干燥塔体1,其由同轴设置的直筒体和锥体连通地构成,并且在锥体段设置有塔体出风口7;以及通过改性剂进料管线21与喷雾干燥塔体1相连接的改性剂进料组件;其中,所述改性剂进料组件包括改性剂进料管线21,设置在改性剂进料管线21下游部分的微量粉体进料秤8和设置在改性剂进料管线21上游部分的改性剂进风组件9。
在一些优选的实施例中,所述改性剂进料管线21出口段以相对于垂直方向倾斜的方式设置,并且所述倾斜的角度为58-78°,优选所述倾斜的角度为60-75°。
应该了解,上述倾斜的角度也是改性剂进料管线21的出口段与喷雾干燥塔体的直筒段的垂直夹角,其根据改性剂的性质确定。例如,当改性剂为固体细粉状物料,堆密度范围在0.6-3.0g/cm3之间时,依据改性剂堆密度调整最佳入口夹角,堆密度接近于0.6g/cm3,则上述倾斜的角度越接近于58°为优,堆密度接近于3.0g/cm3,则上述倾斜的角度越接近于78°为优。以该角度设置改性剂进料管线21的出口段可以使得改性剂与干燥成型粉体更好的接触,更大程度地改善橡胶粉表面性能,降低橡胶粉在喷雾干燥塔体内及管路等粘壁速度。
改性剂进料管线21出口为圆形或椭圆形孔,其沿喷雾干燥塔体侧壁切线方向连接在喷雾干燥塔体上。
在一些优选的实施例中,改性剂进料管线21出口在水平面上的投影沿径向依顺塔体内旋风方向与塔体出风口7在水平面上的投影沿径向形成60-75°的夹角,这样可以避免气流短路,如图2所示。
在一些优选的实施例中,所述改性剂进料管线21出口设置于喷雾干燥塔体1的直筒段,并且相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为10-50厘米,优选相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为20-50厘米,进一步优选为20厘米,这样有利于改性剂与喷雾干燥形成的橡胶粉混合均匀。
在一些实施例中,所述改性剂进风组件9包括改性剂气源(图中未示出)、以及依次设置于改性剂进料管线21上游部分的改性剂进气口22、气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102。其中,气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102共同构成改性剂气体流量控制系统,用以使改性剂进料管线21的空气流量与用于粘性粉体干燥成形的热空气流量相匹配。改性剂进料管线21的空气流量与用于粘性粉体干燥成形的热空气流量为1:(50-150)。
在一些优选的实施例中,所述设备还包括设置于喷雾干燥塔体1锥体段下出口的缓冲混合料仓5,其由通过法兰密封连通的混合料仓体和缓冲混合段组成,其中,缓冲混合段为锥尖向上的锥台体,其与混合料仓体连接处的直径为200-350mm,锥台体侧壁相对于水平方向的倾斜角为105-120°,优选为110-115°;且混合料仓体的长度≥混合料仓体和缓冲混合段连接部分的直径的2倍。这样的设置可以较好的避免粉料回流或返混。
利用本发明的防粘壁粘性粉体制备设备制备粘性粉体的流程如图1所示。
根据本发明的一些实施方式,利用防粘壁粘性粉体制备设备干燥粘性粉体的方法包括在原料液进入喷雾干燥塔体1利用热空气和原料液雾化器进行喷雾干燥的同时,启动改性剂进风组件9的气源、气体流量计和气体调节阀,并打开微量粉体进料秤8向喷雾干燥塔体1供入改性剂;其中,所述粘性粉体包括橡胶类粉末产品或药物粉末。
所述改性剂为细粉状固体物料,堆密度为0.6-3.0g/cm3。
在上述方法中,通过气体流量计实现对于气体调节阀控制,使改性剂进料管线21中的空气流量与热空气流量的比例为1:(50-150)。改性剂气源的供气压力为0.03-0.3MPa,优选为0.15-0.2MPa。
根据本发明的一些具体的实施方式,本发明的防粘壁粘性粉体制备设备包括:
喷雾干燥塔体1,其由同轴设置的直筒体和椎体连通地构成,并且在锥体段设置有塔体出风口;
通过进料管线16与喷雾干燥塔体1顶部相连接的原料液进料组件;
通过热风管线17与原料液进料组件的出料口24相连通的热风进风组件;
与原料液进料组件的出料口24相连通的原料液雾化器4;
通过改性剂进料管线21与喷雾干燥塔体1相连接的改性剂进料组件;
其中,所述改性剂进料组件包括改性剂进料管线21,设置在改性剂进料管线21下游部分的微量粉体进料秤8和设置在改性剂进料管线21上游部分的改性剂进风组件9。
所述改性剂进料管线21出口段以相对于垂直方向倾斜的方式设置;所述倾斜的角度为58-78°,优选所述倾斜的角度为60-75°。
改性剂进料管线21出口在水平面上的投影沿径向依顺塔体内旋风方向与塔体出风口7在水平面上的投影沿径向形成60-75°的夹角。
所述改性剂进料管线21出口设置于喷雾干燥塔体1的直筒段,并且相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为10-50厘米,优选相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为20-50厘米。
所述改性剂进风组件9包括气源组件、以及依次设置于改性剂进料管线21上游部分的改性剂进气口、气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102。
在一些优选的实施例中,所述设备还包括设置于喷雾干燥塔体1锥体段下出口的缓冲混合料仓5,其由通过法兰密封连通的混合料仓体和缓冲混合段组成,其中,缓冲混合段为锥尖向上的锥台体,其与混合料仓体连接部分的直径为200-350mm,锥台体侧壁相对于水平方向的倾斜角为105-120°,优选为110-115°;且混合料仓体的长度≥混合料仓体和缓冲混合段连接部分的直径的2倍。
本发明中利用上述防粘壁粘性粉体制备设备干燥粘性粉体的方法也可以理解为上述防粘壁粘性粉体制备设备在干燥粘性粉体中的应用。根据本发明的一些具体的实施方式,利用上述防粘壁粘性粉体制备设备干燥粘性粉体的方法包括在启动热风进风组件、原料液进料组件和原料雾化器5向喷雾干燥塔体1供入原料液并进行喷雾干燥的同时,启动改性剂进风组件9的气源装置(图中未示出)、气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102,并打开微量粉体进料秤8向喷雾干燥塔体1供入改性剂;其中,所述粘性粉体包括橡胶类粉末产品或药物粉末。
在一些实施例中,所述改性剂为细粉状固体物料,堆密度为0.6-3.0g/cm3。
在一些实施例中,通过气体流量计FE-102实现对于气体调节阀FV-102的控制,使改性剂进料管线21中的空气流量与热风进风组件供入喷雾干燥塔体1的热空气流量的比例为1:(50-150)。
在一些实施例中,改性剂进风组件9的气源装置的供气压力为0.03-0.3MPa,优选为0.15-0.2MPa。
实施例
为使本发明更加容易理解,下面将结合附图和实施例来进一步详细说明本发明,这些实施例仅起说明性作用,并不局限于本发明的应用范围。本发明中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。
实施例1:
利用本发明的防粘壁粘性粉体制备设备来制备粘性粉体的流程示意图如图1所示。
制备以丁苯橡胶乳液为原料的超细粉末丁苯橡胶产品,最终产品为复合丁苯橡胶胶粉产品。
实施设备所述喷雾干燥器为锥底塔式干燥器,喷雾干燥塔体1的直径为 其直筒段长度2000mm,锥体段长度3000mm,下口缩径至
喷雾干燥塔体1侧壁通过改性剂进料21与改性剂进料组件相连接,所述改性剂进料管线出口段与喷雾干燥塔体1直筒段侧壁的垂直夹角设定为68°,改性剂选用超细碳酸钙颗粒。
所述改性剂进料管线21出口为椭圆形孔,其沿塔体侧壁切线方向连接在塔体侧壁上。改性剂进料管线21出口在水平面上的投影沿径向与塔体出风口7在水平面上的投影沿径向形成70°的夹角,方向为顺喷雾干燥塔体内旋风方向。
所述改性剂进料管线21出口设置于喷雾干燥塔体1的直筒段,并且相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为20厘米。
所述改性剂进料组件包括改性剂进料管线21,设置在改性剂进料管线21下游部分的微量粉体进料秤8和设置在改性剂进料管线21上游部分的改性剂进风组件9。
所述改性剂进风组件9包括气源组件、以及依次设置于改性剂进料管线21上游部分的改性剂进气口、气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102。其中,气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102共同构成改性剂气体流量控制系统,用以使改性剂进料管线21的空气流量与用于粘性粉体干燥成形的热空气流量相匹配。改性剂进料管线21的空气流量与用于粘性粉体干燥成形的热空气流量之比为1:100。改性剂进风组件9的气源装置的供气压力为0.2MPa。
喷雾干燥塔体1锥体段下出口设置有缓冲混合料仓5,其由通过法兰密封连通的混合料仓体和缓冲混合段组成,其中,缓冲混合段为锥尖向上的锥台体,其与混合料仓体连接部分的直径为250mm,锥台体侧壁相对于水平方向的倾斜角为110°;且混合料仓体的长度为1000mm。
使用丁苯橡胶胶乳制备一种丁苯橡胶超细胶粉,生产中,丁苯超细胶粉的稳定产量为80kg/小时,配比表面处理剂为重量比的5.0%,即4.0kg/小时。
所述改性剂进料管线21的下游部分设置有微量粉体进料秤8;设定改性剂超细碳酸钙颗粒按照4.0kg/小时加料。
原料丁苯胶液进料组件2按照超细丁苯胶粉的稳定产量80kg/小时供应原料胶液;
喷雾干燥塔体粉料出口设置自动出料阀6、粉料输送器12、粉料输送管线14,设置粉料产品料仓15,该粉料输送组件用于产品复合丁苯胶粉输送测试。
加热风17设定为1800NM3/小时,改性剂进料管线21中的空气流量设定为18NM3/小时;
按照以上设定参数运行装置,可连续运行不小于120小时。
120小时停车清理喷雾干燥塔体1,清理出粘壁丁苯胶粉量如下:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
0.855kg | 0.798kg | 0.816kg | 0.776kg |
粉料输送组件正常运转,连续运行期间共计正常输送10080kg丁苯橡胶复合胶粉产品。拆卸粉料输送管道14,管内壁无明显堆积的复合胶粉物料。
收集到的复合丁苯胶粉产品团聚后粒径分布范围为10μm-200μm间分布。
对比例1:
按照以上实施例1调整设备及流程;
制备以丁苯橡胶乳液为原料的超细粉末丁苯橡胶产品,最终产品为超细粉末丁苯橡胶产品。
不启动表面处理剂进料模块。
原料丁苯胶液进口模块2按照超细丁苯胶粉的稳定产量80kg/小时供应原料胶液;
流程中喷雾干燥塔粉料出口设置自动出料阀6;设置粉料输送组件用于产品复合丁苯胶粉输送测试。
加热风17设定为1800NM3/小时,入口管线21空气流量设定为0NM3/小时;
按照以上设定参数运行装置,实验中可连续运行330-380分钟。停车终止生产,终止条件为粉料输送组件在输送风量恒定情况下,输送功率增加30%,流量减小原因为输送管路因堵塞造成管径变小,管道阻力增大。
各次实验连续运行时间如下。
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
350分钟 | 380分钟 | 330分钟 | 335分钟 |
拆卸粉料输送管道14,管内局部已经堵塞30%以上。
停车时清理喷雾干燥塔体,清理出粘壁胶粉量如下:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
0.515kg | 0.545kg | 0.501kg | 0.409kg |
收集到的丁苯胶粉产品团聚后粒径分布范围为10μm-1000μm间分布。
对比例2:
按照以上实施例1调整设备及流程;
制备以丁苯橡胶乳液为原料的超细粉末丁苯橡胶产品,最终产品为超细粉末丁苯橡胶产品。
不启动改性剂进料组件。
原料胶液进料组件2按照超细丁苯胶粉的稳定产量80kg/小时供应原料胶液;
流程中喷雾干燥塔粉料出口设置自动出料阀6;不启动粉料输送组件。拆除12、13、14、15,设置移动料斗23;丁苯胶粉产品自出料阀6落出到料斗23中;
加热风17设定为1800NM3/小时,改性剂进料管线21空气流量设定为0NM3/小时;
按照以上设定参数运行装置,实验中连续运行120小时。停车终止生产。
停车时清理喷雾干燥塔体1,清理出粘壁丁苯胶粉量如下:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
2.566kg | 2.405kg | 2.501kg | 2.358kg |
收集到的丁苯胶粉产品团聚后粒径分布范围为10μm-1000μm间分布。
实施例2:
利用本发明的防粘壁粘性粉体制备设备来制备粘性粉体的流程示意图如图1所示。
制备以丁腈橡胶乳液为原料的超细粉末丁腈橡胶产品,最终产品为超细粉末丁腈橡胶产品。
实施设备喷雾干燥器为锥底塔式干燥器,喷雾干燥塔体1的直径为 其直筒段1200mm,锥段1500mm,下口缩径至
喷雾干燥塔体1侧壁通过改性剂进料21与改性剂进料组件相连接,所述改性剂进料管线出口段与喷雾干燥塔体1直筒段侧壁的垂直夹角设定为62°,改性剂选用超细硅胶颗粒。
所述改性剂进料管线21出口为椭圆形孔,其沿塔体侧壁切线方向连接在塔体侧壁上。改性剂进料管线21出口在水平面上的投影沿径向与塔体出风口7在水平面上的投影沿径向形成65°的夹角,方向为顺喷雾干燥塔体内旋风方向。
所述喷雾干燥工艺流程设备喷雾干燥塔体为锥底塔式干燥器。
所述改性剂进料管线21出口设置于喷雾干燥塔体1的直筒段,并且相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为15厘米。
所述改性剂进料组件包括改性剂进料管线21,设置在改性剂进料管线21下游部分的微量粉体进料秤8和设置在改性剂进料管线21上游部分的改性剂进风组件9。
所述改性剂进风组件9包括气源组件、以及依次设置于改性剂进料管线21上游部分的改性剂进气口、气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102。其中,气体流量计FE-102和气体调节阀FV-102共同构成改性剂气体流量控制系统,用以使改性剂进料管线21的空气流量与用于粘性粉体干燥成形的热空气流量相匹配。改性剂进料管线21的空气流量与用于粘性粉体干燥成形的热空气流量之比为1:66.6。改性剂进风组件9的气源装置的供气压力为0.15MPa。
喷雾干燥塔体1锥体段下出口设置有缓冲混合料仓5,其由通过法兰密封连通的混合料仓体和缓冲混合段组成,其中,缓冲混合段为锥尖向上的锥台体,其与混合料仓体连接部分的直径为200mm,锥台体侧壁相对于水平方向倾斜角为110°;且混合料仓体的长度为800mm。
使用丁腈橡胶胶乳制备一种丁腈橡胶超细胶粉,生产中,超细胶粉的稳定产量为30kg/小时,配比改性剂为重量比的3.0%,即0.9kg/小时。
所述改性剂进料管线21的下游部分设置有微量粉体进料秤8;设定改性剂超细碳酸钙颗粒按照0.9kg/小时加料。
原料液进料组件2按照超细丁腈胶粉的稳定产量30kg/小时供应原料胶液;
流程中喷雾干燥塔粉料出口设置自动出料阀6、粉料输送器12、粉料输送管线14,设置粉料产品料仓15,该粉料输送组件用于产品复合丁苯胶粉输送测试。
加热风17设定为700NM3/小时,改性剂进料管线21空气流量设定为10.5NM3/小时;
按照以上设定参数运行装置,可连续运行不小于120小时。
120小时停车清理喷雾干燥塔体1,清理出粘壁胶粉量如下:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
0.655kg | 0.598kg | 0.616kg | 0.676kg |
粉料输送组件正常运转,连续运行期间共计正常输送3708kg丁腈橡胶复合胶粉产品。拆卸粉料输送管道14,管内壁无明显堆积的复合丁腈胶粉物料。
收集到的复合丁腈胶粉产品团聚后粒径分布范围为10μm-150μm间分布。
对比例3
按照以上实施例2调整设备及流程;
不启动改性剂进料组件。
原料液进料组件2按照超细丁腈胶粉的稳定产量30kg/小时供应原料胶液;
流程中喷雾干燥塔粉料出口设置自动出料阀6;设置粉料输送组件部分用于产品复合胶粉输送测试。
加热风17设定为700NM3/小时,改性剂进料管线21空气流量设定为0NM3/小时;
按照以上设定参数运行装置,实验中可连续运行1420-1670分钟。停车终止生产,终止条件为粉料输送组件在输送风量恒定情况下,输送功率增加30%,流量减小原因为输送管路因堵塞造成管径变小,管道阻力增大。
各次实验连续运行时间如下。
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
1550分钟 | 1670分钟 | 1420分钟 | 1610分钟 |
拆卸粉料输送管道14,管内局部已经堵塞50%以上。
停车时清理喷雾干燥塔体1,清理出粘壁胶粉量如下:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
0.615kg | 0.585kg | 0.561kg | 0.609kg |
收集到的丁腈胶粉产品团聚后粒径分布范围为10μm-800μm间分布。
对比例4:
按照以上实施例2调整设备及流程;
不启动改性剂进料组件。
原料胶液进料组件2按照超细丁腈胶粉的稳定产量30kg/小时供应原料胶液;
流程中喷雾干燥塔粉料出口设置自动出料阀6;不启动粉料输送组件。拆除12、13、14、15,设置移动料斗23;胶粉产品自出料阀6落出到移动料斗23中;
加热风17设定为700NM3/小时,改性剂进料管线21空气流量设定为0NM3/小时;
按照以上设定参数运行装置,实验中连续运行120小时。停车终止生产。
停车时清理喷雾干燥塔体1,清理出粘壁胶粉量如下:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
1.166kg | 1.205kg | 1.001kg | 1.358kg |
收集到的丁腈胶粉产品团聚后粒径分布范围为10μm-800μm间分布。
应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种防粘壁粘性粉体制备设备,其包括:
喷雾干燥塔体,其由同轴设置的直筒体和椎体连通地构成,并且在锥体段设置有塔体出风口;
通过改性剂进料管线与喷雾干燥塔体相连接的改性剂进料组件;
其中,所述改性剂进料组件包括改性剂进料管线,设置在改性剂进料管线下游部分的微量粉体进料秤和设置在改性剂进料管线上游部分的改性剂进风组件。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述改性剂进料管线出口段以相对于垂直方向倾斜的方式设置;所述倾斜的角度为58-78°,优选所述倾斜的角度为60-75°。
3.根据权利要求1或2所述的设备,其特征在于,改性剂进料管线出口在水平面上的投影沿径向依顺塔体内旋风方向与塔体出风口在水平面上的投影沿径向形成60-75°的夹角。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的设备,其特征在于,所述改性剂进料管线出口设置于喷雾干燥塔体的直筒段,并且相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为10-50厘米,优选相对于直筒段与锥体段交接位置的垂直距离为20-50厘米。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的设备,其特征在于,所述改性剂进风组件包括气源装置、以及依次设置于改性剂进料管线上游部分的改性剂进气口、气体流量计和气体调节阀。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的设备,其特征在于,所述设备还包括设置于喷雾干燥塔体锥体段下出口的缓冲混合料仓,其由通过法兰密封连通的混合料仓体和缓冲混合段组成,其中,缓冲混合段为锥尖向上的锥台体,其与混合料仓体连接部分的直径为锥台体侧壁相对于水平方向的倾斜角为105-120°,优选为110-115°;且混合料仓体的长度≥混合料仓体和缓冲混合段连接处的直径的2倍。
7.一种利用权利要求1-6中任意一项所述的设备干燥粘性粉体的方法,其包括在原料液进入喷雾干燥塔体利用热空气和原料液雾化器进行喷雾干燥的同时,启动改性剂进风组件的气源、气体流量计和气体调节阀,并打开微量粉体进料秤向喷雾干燥塔体供入改性剂;其中,所述粘性粉体包括橡胶类粉末产品或药物粉末。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述改性剂为细粉状固体物料,堆密度为0.6-3.0g/cm3。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,通过气体流量计实现对于气体调节阀的控制,使改性剂进料管线中的空气流量与热空气流量的比例为1:(50-150)。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法,其特征在于,改性剂进风组件的气源装置的供气压力为0.03-0.3MPa,优选为0.15-0.2MPa。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090134250A1 (en) * | 2006-11-22 | 2009-05-28 | Glatt Ingenieurtechnik Gmbh | Method and device for the production and/or conditioning of powdered material |
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2016
- 2016-11-01 CN CN201610972004.5A patent/CN108015920A/zh active Pending
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