CN108466383A - 一种聚丙烯颗粒料脱voc的系统及其应用方法 - Google Patents

一种聚丙烯颗粒料脱voc的系统及其应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统，该系统包括带称重控制系统的屋脊式脱挥塔、旋风除尘器、一级加热器和二级加热器。屋脊式脱挥塔的顶部设有物料入口，其底部设有带变速装置的旋转卸料阀；物料入口与旋风除尘器相连；屋脊式脱挥塔的一侧自上而下依次设有一级进风口、二级出风口、冷却进风口，其另一侧自上而下依次设有一级出风口、二级进风口、冷却出风口；一级进风口与二级出风口相连；二级进风口与冷却出风口相连；屋脊式脱挥塔内物料入口处设有进料均布器，该进料均布器下方均布有屋脊式干燥管；称重控制系统分别与进料均布器、变速装置相连。本发明还公开了该系统的应用方法。本发明结构简单，投资少，稳定性高，具有良好的脱挥效果。

Description

一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统及其应用方法
技术领域
本发明涉及聚乙烯、聚丙烯颗粒等产品颗粒料的后处理技术领域，尤其涉及一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统及其应用方法。
背景技术
聚乙烯、聚丙烯等产品颗粒料在生产过程中因为各种原因而残留了挥发性有机化合物（挥发份），导致聚丙烯制品在使用中出现了不同程度的气味问题，降低了其安全性和适用性。随着下游用户对食品卫生和健康安全的要求越来越高，尤其在汽车专用料和食品级专用料方面，聚丙烯类材料的挥发份排放总量已经成为了产品的硬性指标之一。
寻找一种能够有效降低聚丙烯类材料中挥发份排放总量的方法，已经成为车用材料和食品级聚丙烯材料亟待解决的问题，对于聚丙烯材料的推广、提高聚丙烯材料产品性能和市场竞争力具有重要作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好脱挥效果的聚丙烯颗粒料脱VOC的系统。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供该聚丙烯颗粒料脱VOC的系统的应用方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统，其特征在于：该系统包括带称重控制系统的屋脊式脱挥塔、旋风除尘器、一级加热器和二级加热器；所述屋脊式脱挥塔的顶部设有物料入口，其底部设有带变速装置的旋转卸料阀；所述物料入口与所述旋风除尘器相连；所述屋脊式脱挥塔的一侧自上而下依次设有一级进风口、二级出风口、冷却进风口，其另一侧自上而下依次设有一级出风口、二级进风口、冷却出风口；所述一级进风口经所述一级加热器、循环风机Ⅱ与所述二级出风口相连；所述冷却进风口经鼓风机连有环境空气输入管；所述一级出风口经引风机连有尾气排放管；所述二级进风口经所述二级加热器、循环风机Ⅰ与所述冷却出风口相连；所述屋脊式脱挥塔内所述物料入口处设有进料均布器，该进料均布器下方均布有屋脊式干燥管；所述称重控制系统分别与所述进料均布器、所述变速装置相连；所述一级加热器和所述二级加热器均设有蒸汽入口和蒸汽凝液排出口。
所述一级加热器和所述二级加热器均为翅片管型换热器。
如上所述的一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统的应用方法，包括以下步骤：
⑴聚丙烯颗粒通过气流输送系统输送至顶部的旋风除尘器，经所述旋风除尘器分离后，聚丙烯颗粒从屋脊式脱挥塔顶部的物料入口进入该屋脊式脱挥塔内部，经过进料均布器均匀分配至一级加热段中的屋脊式干燥管表面，并在重力作用下从屋脊式干燥管的缝隙间缓慢向下流动；
⑵环境空气经过空气过滤器净化除尘后经鼓风机增压后进入所述屋脊式脱挥塔冷却进风口，穿过冷却段中的屋脊式干燥管与所述聚丙烯粒料直接接触换热后从冷却出风口排出；
⑶从所述冷却出风口排出的热空气经循环风机Ⅰ增压后进入二级加热器，同时温度为70~130℃的载气进入所述二级加热器，经过所述二级加热器加热，分别得到温度为120℃的气体A和蒸汽凝液A；所述温度为120℃的气体A输送至二级进风口，穿过二级加热段中的屋脊式干燥管与聚丙烯粒料直接接触换热后从二级出风口排出；所述蒸汽凝液A经蒸汽凝液排出口排出；
⑷从所述二级出风口排出的热载气经循环风机Ⅱ增压后进入一级加热器，同时温度为70~130℃的载气进入所述一级加热器，经过所述一级加热器加热，分别得到温度为120℃的气体B和蒸汽凝液B；所述温度为120℃的气体B输送至一级进风口，穿过一级加热段中的屋脊式干燥管与聚丙烯粒料直接接触换热后从一级出风口排出；所述蒸汽凝液B经蒸汽凝液排出口排出；
⑸从所述一级出风口排出的尾气经引风机引至高点安全处直接排放；
⑹温度≤70℃的聚丙烯颗粒料从底部旋转卸料阀排出，并通过所述屋脊式脱挥塔上的称重控制系统控制所述旋转卸料阀的出料速度，保持塔内物料量恒定。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明对聚丙烯颗粒料中挥发份的脱除率高，可通过控制物料在加热段停留时间来调整产品挥发份含量，经实验测得聚丙烯粒料在加热段停留时间与产品残留挥发份含量关系见表1。
表1.聚丙烯颗粒料在脱挥塔加热段停留时间与残余挥发份关系
2、本发明所用核心设备——屋脊式脱挥塔属于静设备，结构简单、不易损坏、性能可靠。
3、本发明工艺流程简单，易于操作，且物料在脱挥塔加热段停留时间可调。
4、本发明结构简单，投资少，稳定性高。
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为本发明的工艺流程图。
图中：1-屋脊式脱挥塔、2-鼓风机、3-循环风机Ⅰ、4-二级加热器、5-循环风机Ⅱ、6-一级加热器、7-引风机、8-旋转卸料阀、9-旋风除尘器。
具体实施方式
如图1所示，一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统，该系统包括带称重控制系统的屋脊式脱挥塔1、旋风除尘器9、一级加热器6和二级加热器4。
屋脊式脱挥塔1的顶部设有物料入口，其底部设有带变速装置的旋转卸料阀8；物料入口与旋风除尘器9相连；屋脊式脱挥塔1的一侧自上而下依次设有一级进风口、二级出风口、冷却进风口，其另一侧自上而下依次设有一级出风口、二级进风口、冷却出风口；一级进风口经一级加热器6、循环风机Ⅱ5与二级出风口相连；冷却进风口经鼓风机2连有环境空气输入管；一级出风口经引风机7连有尾气排放管；二级进风口经二级加热器4、循环风机Ⅰ3与冷却出风口相连；屋脊式脱挥塔1内物料入口处设有进料均布器，该进料均布器下方均布有屋脊式干燥管；称重控制系统分别与进料均布器、变速装置相连；一级加热器6和二级加热器4均设有蒸汽入口和蒸汽凝液排出口。
其中：一级加热器6和二级加热器4均为翅片管型换热器。
一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统的应用方法，包括以下步骤：
⑴聚丙烯颗粒通过气流输送系统输送至顶部的旋风除尘器9，经旋风除尘器9分离后，聚丙烯颗粒从屋脊式脱挥塔1顶部的物料入口进入该屋脊式脱挥塔1内部，经过进料均布器均匀分配至一级加热段中的屋脊式干燥管表面，并在重力作用下从屋脊式干燥管的缝隙间缓慢向下流动。
⑵环境空气经过空气过滤器净化除尘后经鼓风机2增压后进入屋脊式脱挥塔1冷却进风口，穿过冷却段中的屋脊式干燥管与聚丙烯粒料直接接触换热后从冷却出风口排出。
⑶从冷却出风口排出的热空气经循环风机Ⅰ3增压后进入二级加热器4，同时温度为70~130℃的载气进入二级加热器4，经过二级加热器4加热，分别得到温度为120℃的气体A和蒸汽凝液A；温度为120℃的气体A输送至二级进风口，穿过二级加热段中的屋脊式干燥管与聚丙烯粒料直接接触换热后从二级出风口排出；蒸汽凝液A经蒸汽凝液排出口排出。
其中：温度为70~130℃的载气是指使用蒸汽或导热油间接加热，或使用电加热器直接加热的空气、氮气、混合气中的一种；混合气是指水蒸气与空气按任意体积比混合的气体，或水蒸气与氮气按任意体积比混合的气体。
⑷从二级出风口排出的热载气经循环风机Ⅱ5增压后进入一级加热器6，同时温度为70~130℃的载气（同步骤⑶）进入一级加热器6，经过一级加热器6加热，分别得到温度为120℃的气体B和蒸汽凝液B；温度为120℃的气体B输送至一级进风口，穿过一级加热段中的屋脊式干燥管与聚丙烯粒料直接接触换热后从一级出风口排出；蒸汽凝液B经蒸汽凝液排出口排出。
当需要减少物料在加热段停留时间时，可以停止一级加热器6蒸汽供给，使得屋脊式脱挥塔1一级加热段失去加热作用，达到降低物料在加热段停留时间的目的。
⑸从一级出风口排出的尾气经引风机7引至高点安全处直接排放。
当载气为空气时，尾气可以直接排放；当载气使用氮气或其他载气时，尾气需排入尾气处理系统另作处理。
⑹温度≤70℃的聚丙烯颗粒料从底部旋转卸料阀8排出，并通过屋脊式脱挥塔1上的称重控制系统控制旋转卸料阀8的出料速度，保持塔内物料量恒定。
由于脱挥塔内物料的总量一定，因此通过调节脱挥塔的进料量即可调节物料在脱挥塔中的停留时间。
聚丙烯颗粒从上至下依次经过屋脊式脱挥塔1的一级加热段、二级加热段和冷却段，控制物料在加热段停留约3h，再经过冷却段，最终从干燥塔底部经旋转卸料阀8排出。聚丙烯颗粒料在干燥塔内先受热空气直接接触加热，料温约为110℃，使颗粒中的挥发份扩散至热空气中并随热气流带走，达到脱除聚丙烯颗粒料中挥发份的目的；再经冷却段与环境空气直接接触冷却，使颗粒温度降低至≤70℃，冷却后的聚丙烯颗粒料便于存储及包装，同时避免聚丙烯颗粒料长时间处于高温空气环境中而加速聚丙烯颗粒料的老化。
本发明中屋脊式脱挥塔1的操作方式可以是间歇式，也可以是连续式。
屋脊式脱挥塔1也可以分为多级加热段和多级冷却段或没有冷却段，各加热段和冷却段之间的气体流向可以是串联、或并联、或串联并联结合。
当屋脊式脱挥塔1的进料方式为连续进料时，屋脊式脱挥塔内1的料位高度可以通过称重模块、或料位计、或其他料位检测设备来进行实时检测和控制。
屋脊式脱挥塔1的使用范围不限于对聚乙烯、聚丙烯等产品颗粒料中挥发份的脱除，也可用粮食、煤渣等其他颗粒料的干燥。

Claims (4)

1.一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统，其特征在于：该系统包括带称重控制系统的屋脊式脱挥塔（1）、旋风除尘器（9）、一级加热器（6）和二级加热器（4）；所述屋脊式脱挥塔（1）的顶部设有物料入口，其底部设有带变速装置的旋转卸料阀（8）；所述物料入口与所述旋风除尘器（9）相连；所述屋脊式脱挥塔（1）的一侧自上而下依次设有一级进风口、二级出风口、冷却进风口，其另一侧自上而下依次设有一级出风口、二级进风口、冷却出风口；所述一级进风口经所述一级加热器（6）、循环风机Ⅱ（5）与所述二级出风口相连；所述冷却进风口经鼓风机（2）连有环境空气输入管；所述一级出风口经引风机（7）连有尾气排放管；所述二级进风口经所述二级加热器（4）、循环风机Ⅰ（3）与所述冷却出风口相连；所述屋脊式脱挥塔（1）内所述物料入口处设有进料均布器，该进料均布器下方均布有屋脊式干燥管；所述称重控制系统分别与所述进料均布器、所述变速装置相连；所述一级加热器（6）和所述二级加热器（4）均设有蒸汽入口和蒸汽凝液排出口。
2.如权利要求1所述的一种聚丙烯颗粒料脱VOC的方法，其特征在于：所述一级加热器（6）和所述二级加热器（4）均为翅片管型换热器。
3.如权利要求1所述的一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统的应用方法，包括以下步骤：
⑴聚丙烯颗粒通过气流输送系统输送至顶部的旋风除尘器（9），经所述旋风除尘器（9）分离后，聚丙烯颗粒从屋脊式脱挥塔（1）顶部的物料入口进入该屋脊式脱挥塔（1）内部，经过进料均布器均匀分配至一级加热段中的屋脊式干燥管表面，并在重力作用下从屋脊式干燥管的缝隙间缓慢向下流动；
⑵环境空气经过空气过滤器净化除尘后经鼓风机（2）增压后进入所述屋脊式脱挥塔（1）冷却进风口，穿过冷却段中的屋脊式干燥管与所述聚丙烯粒料直接接触换热后从冷却出风口排出；
⑶从所述冷却出风口排出的热空气经循环风机Ⅰ（3）增压后进入二级加热器（4），同时温度为70~130℃的载气进入所述二级加热器（4），经过所述二级加热器（4）加热，分别得到温度为120℃的气体A和蒸汽凝液A；所述温度为120℃的气体A输送至二级进风口，穿过二级加热段中的屋脊式干燥管与聚丙烯粒料直接接触换热后从二级出风口排出；所述蒸汽凝液A经蒸汽凝液排出口排出；
⑷从所述二级出风口排出的热载气经循环风机Ⅱ（5）增压后进入一级加热器（6），同时温度为70~130℃的载气进入所述一级加热器（6），经过所述一级加热器（6）加热，分别得到温度为120℃的气体B和蒸汽凝液B；所述温度为120℃的气体B输送至一级进风口，穿过一级加热段中的屋脊式干燥管与聚丙烯粒料直接接触换热后从一级出风口排出；所述蒸汽凝液B经蒸汽凝液排出口排出；
⑸从所述一级出风口排出的尾气经引风机（7）引至高点安全处直接排放；
⑹温度≤70℃的聚丙烯颗粒料从底部旋转卸料阀（8）排出，并通过所述屋脊式脱挥塔（1）上的称重控制系统控制所述旋转卸料阀（8）的出料速度，保持塔内物料量恒定。
4.如权利要求3所述的一种聚丙烯颗粒料脱VOC的系统的应用方法，其特征在于：所述步骤⑶和所述步骤⑷中的温度为70~130℃的载气是指使用蒸汽或导热油间接加热，或使用电加热器直接加热的空气、氮气、混合气中的一种；所述混合气是指水蒸气与空气按任意体积比混合的气体，或水蒸气与氮气按任意体积比混合的气体。
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