CN109028768A - 一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统及工艺，包括流化床、空气加热器，流化床为水平筒状结构，物料干燥进口设置在流化床一端的上部，卸料口设置在流化床另一端的下部，流化床的上部设有干燥气出口；流化床沿流化床轴向分为加热段和冷却段，且沿流化床轴向设置若干板式换热器，冷却段内的板式换热器的进口连接冷水源，加热段内的板式换热器的进口连接热水源，流化床底部沿流化床轴向设置若干干燥气进口，加热段的干燥气进口的管线设有空气加热器。本发明需要的风量小，大大较低了设备体积和占地面积，提高了能量利用率，且降低了电耗等成本。

Description

一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统及工艺

技术领域

本发明涉及氯化聚氯乙烯的生产领域，具体涉及一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统及工艺。

背景技术

氯化聚氯乙烯(CPVC)是聚氯乙烯(PVC)进一步氯化改性的产品，为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末，是一种介于橡胶与塑料之间的新型高分子弹性体材料，具有温度使用范围宽、质量轻、阻燃性能好、耐腐蚀等特点。

目前，我国CPVC生产还处于起步阶段，生产技术不够成熟，装置产能小，且以通用料为主，产品后加工性能较差，每年需从美、日等国大量进口高质量的氯化聚氯乙烯树脂用于硬制品生产或直接进口管材、阀门和板材等硬制品；此外，CPVC作为氯碱厂耗氯产品，能对氯的平衡起到积极作用，加上生产CPVC又可充分利用现有的PVC生产装置，因此，CPVC是适合于氯碱工业大力发展的一种产品，必将获得显著的社会效益和经济效益。

CPVC产品的干燥作为其生产中一个重要的组成单元，目前在国内较少有相关的公开专利或文献报道。由于CPVC为热敏性物料，还具有流动性差、易结块等特点，因而CPVC无法采用一般干燥工艺。可以借鉴的工艺只有氯化聚乙烯的干燥工艺。氯化聚乙烯一般使用热空气作为干燥介质，采用气流加普通流化床干燥工艺。公开号为CN200610045528.6的专利公开了一种氯化聚乙烯干燥工艺，具有设备使用和维修简便、系统故障率低、安全可靠等特点，然而该工艺对能量利用率及生产成本考虑较少，采用的普通流化床以热风作为换热介质，热风携带的热量传递给湿物料来实现湿料干燥，因空气的比热相对较小，换热时释放的显热有限，故干燥过程需要较大的空气量，导致干燥设备及尾气处理设备占地面积大，尾气热量损失严重，存在整个系统的电耗和蒸汽耗量大相当大的缺点，导致干燥系统的能耗在整个氯化聚乙烯的生产工艺占75％左右，严重增加了生产成本。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统，需要的风量小，大大较低了设备体积和占地面积，提高了能量利用率，且降低了电耗等成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统，包括流化床、空气加热器，所述流化床为水平筒状结构，物料干燥进口设置在流化床一端的上部，卸料口设置在流化床另一端的下部，流化床的上部设有干燥气出口；流化床沿流化床轴向分为加热段和冷却段，且沿流化床轴向设置若干板式换热器，冷却段内的板式换热器的进口连接冷水源，加热段内的板式换热器的进口连接热水源，所述流化床底部沿流化床轴向设置若干干燥气进口，加热段的干燥气进口的管线设有空气加热器；

所述板式换热器包括水包、端板、换热板片组、滑轨、夹板、固定架、悬挂U型螺栓、连接管，滑轨位于板式换热器的顶部，连接管的两端连接滑轨，换热板片组包括若干竖直平行放置的换热板片，所述换热板片上设置位置相同的夹板，相邻的换热板片顶部的夹板通过固定架串联连接，连接管与固定架通过悬挂U型螺栓连接，端板位于换热板片的一侧，水包通过端板与换热板片连接，流化床内部设有与滑轨配合的滑轮，滑轨与滑轮配合后使换热板呈竖直状态。

本发明设计的板式换热器应用于流化床中，能够避免氯化聚氯乙烯在干燥过程中流化性能变差造成超温死床。同时能够以热水作为换热介质，采用内加热式流化床作为干燥主机，热水循环装置为内置换热器连续稳定提供干燥物料所需热量，当工艺需要时可在干燥床出料端的内置换热器内通有冷却水来冷却干燥后的物料，系统需要的风量小，大大较低了设备体积和占地面积，提高了能量利用率，且降低了电耗等成本。

本发明的目的之二是提供一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥工艺，提供上述干燥系统，向加热段内通入热空气，并向加热段内的板式换热器通入热水，向冷却段内通入冷空气，并向冷却段内的板式换热器通入冷水，向物料干燥进口添加氯化聚氯乙烯，在加热段内，热空气与氯化聚氯乙烯接触使氯化聚氯乙烯流态化，板式换热器与流态化的氯化聚氯乙烯进行间接换热，从而对氯化聚氯乙烯进行干燥，然后干燥后的氯化聚氯乙烯进入冷却段冷却后排出。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提高了能量利用率，通过内置换热器连续稳定带入干燥物料所需的绝大部分热量，大大提高了设备单体产量，减小了设备体积及其占地面积，有利于实现氯化聚氯乙烯大规模生产。

(2)本发明系统热风只需要提供少量干燥湿物料所需的热量，主要起到流化物料的作用，风量大大降低，风机的负荷以及尾气处理量相应降低，降低了能耗。

(3)本发明系统合理选择进风温度，根据物料脱水程度的不同分采用多段进风，既提高了热效率，也避免了物料在床内超温变性。

(4)本发明出料端内置换热器可以通有冷却水，起到物料出料前冷却作用，有利于后序工序如筛分操作。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为板式换热器结构的主视图；

图3为板式换热器结构的俯视图；

其中，1、内加热式流化床，2、布料器，3、旋风除尘器，4、引风机，5、布袋除尘器，6、热水罐，7、循环热水泵，8、螺旋板换热器，9、空气过滤器，10、鼓风机，11、1#空气加热器，12、2#空气加热器，13、卸料器，14.水包，15.金属软管，16.端板，17.进出水管，18.换热板片，19.滑轨，20.夹板，21.固定架，22.悬挂U型螺栓，23.连接管，24.连接法兰，25.密封盘组件。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在利用现有工艺干燥氯化聚氯乙烯存在能量利用率低、生产成本较高的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统及工艺。

本申请的一种典型实施方式，提供了一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统，包括流化床、空气加热器，所述流化床为水平筒状结构，物料干燥进口设置在流化床一端的上部，卸料口设置在流化床另一端的下部，流化床的上部设有干燥气出口；流化床沿流化床轴向分为加热段和冷却段，且沿流化床轴向设置若干板式换热器，冷却段内的板式换热器的进口连接冷水源，加热段内的板式换热器的进口连接热水源，所述流化床底部沿流化床轴向设置若干干燥气进口，加热段的干燥气进口的管线设有空气加热器；

所述板式换热器包括水包、端板、换热板片组、滑轨、夹板、固定架、悬挂U型螺栓、连接管，滑轨位于板式换热器的顶部，连接管的两端连接滑轨，换热板片组包括若干竖直平行放置的换热板片，所述换热板片上设置位置相同的夹板，相邻的换热板片顶部的夹板通过固定架串联连接，连接管与固定架通过悬挂U型螺栓连接，端板位于换热板片的一侧，水包通过端板与换热板片连接，流化床内部设有与滑轨配合的滑轮，滑轨与滑轮配合后使换热板呈竖直状态。

所述板式换热器的换热板片外表面抛光，减少物料的粘结。

优选的，物料干燥进口设有布料器。布料器能够将物料打散后进行进料。

优选的，所述空气加热器至少为两个。可以控制加热段内热空气的温度。

优选的，卸料口设有卸料器。

优选的，包括旋风除尘器，干燥气出口连接旋风除尘器进口，旋风除尘器的固相出口连接流化床上部的回料进口。能够防止部分氯化聚氯乙烯随空气流出，减少物料损失。

优选的，干燥气进口的管线设有空气过滤器。防止空气中的颗粒污染物料。为了减少建设成本，每个干燥气进口管线内的空气均来自干燥气进口的总管线，空气过滤器设置在干燥气进口的总管线上。

优选的，所述流化床侧壁设置换热器出入口，流化床内部换热器出入口两侧的侧壁上设置轨道滑轮，端板位于流化床换热器出入口的外侧。

优选的，所述滑轨的数量为两个，分别与轨道滚轮搭接，所述连接管的两端分别与两侧的滑轨焊接连接。

进一步优选的，所述滑轨上设置若干个平行的连接管，滑轨与连接管垂直设置。

优选的，所述连接管的中间位置设置法兰。

当拆装板式换热器框架受到空间限制时，可以在连接法兰处将框架拆解成两部分进行拆装。

优选的，所述端板覆盖流化床的换热器出入口，端板与流化床的换热器出入口通过紧固螺栓连接，端板上设置与换热板片的进水管、出水管对应的开口。

优选的，所述换热板片的顶部、底部、后端部设置若干个夹板，相邻换热板片的夹板位置相同。

进一步优选的，所述固定架穿过换热板片的顶部。

优选的，所述水包分为进水包和出水包，进水包和出水包分别穿过端板上的开口连接换热板片的进水管、出水管。

进一步优选的，所述进水包和出水包上设置若干进水管口和出水管口。

进一步优选的，水包与换热板片通过金属软管连接，金属软管与端板通过密封盘组件连接，所述密封盘组件包括压盘、轴封、紧固件。

更进一步优选的，所述金属软管与水包通过管箍连接，进水管、出水管与换热板片的进出水口通过焊接连接。

本申请的另一种实施方式，提供了一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥工艺，提供上述干燥系统，向加热段内通入热空气，并向加热段内的板式换热器通入热水，向冷却段内通入冷空气，并向冷却段内的板式换热器通入冷水，向物料干燥进口添加氯化聚氯乙烯，在加热段内，热空气与氯化聚氯乙烯接触使氯化聚氯乙烯流态化，板式换热器与流态化的氯化聚氯乙烯进行间接换热，从而对氯化聚氯乙烯进行干燥，然后干燥后的氯化聚氯乙烯进入冷却段冷却后排出。

本申请所述热水是指温度大于60℃的水，为了提高物料的干燥效率，优选的，所述热水的温度为80～100℃。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

图1中，一种氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)干燥系统，它以内部装有六组内置板式换热器的内加热式流化床1作为干燥主机，前五组板式换热器内部通有热水，靠近内加热式流化床1出料端的第六组板式换热器内部通有冷却水，包括内加热式流化床1、热水罐6、热水泵7、螺旋板换热器8、空气过滤器9、1#空气加热器11、2#空气加热器12、鼓风机10、引风机4、布料器2、卸料器13、旋风除尘器3、布袋除尘器5，空气过滤器9进风口与大气相通，空气过滤器9出风口与鼓风机10进风口相连通，鼓风机10出风口与1#空气加热器11和2#空气加热器12的进风口相连通，1#空气加热器11和2#空气加热器12的出风口与内加热式流化床1下部前五个风室进口相连通，鼓风机10出风口管路引出一支路直接与装有冷却水的内置换热器对应内加热式流化床1下部第六风室相连通，打散卸料器2与内加热式流化床1进料口相连接，卸料器13与内加热式流化床1下料口相连接，内加热式流化床1出风口与旋风除尘器3进风口相连通，旋风除尘器3出风口与引风机4进风口相连通，引风机4出风口与布袋除尘器5进风口相连通。

板式换热器，如图2～3所示，包括水包14、端板16、换热板片组、滑轨19、夹板20、固定架21、悬挂U型螺栓22、连接管23，滑轨19位于板式换热器的的顶部，连接管23的两端连接滑轨19，板式换热板片组包括若干竖直平行放置的换热板片18，换热板片18上设置位置相同的夹板20，相邻的换热板片18顶部的夹板20通过固定架21串联连接，连接管23与固定架21通过悬挂U型螺栓22连接，端板16位于换热板片18的一侧，水包14通过端板16与换热板片18连接；板式换热器位于内加热式流化床1内部，内加热式流化床1的侧壁设置换热器出入口，内加热式流化床1内部换热器出入口两侧的侧壁上设置轨道滑轮，滑轨与流化床内部的轨道滚轮连接，端板16位于流化床换热器出入口的外侧。

滑轨19的数量为两个，分别与轨道滚轮搭接，连接管23的两端分别与两侧的滑轨19焊接连接。

滑轨19上设置若干个平行的连接管23，滑轨19与连接管23垂直设置。

连接管23的中间位置设置法兰24。

端板19覆盖流化床的换热器出入口，端板19与流化床的换热器出入口通过紧固螺栓连接，端板19上设置与换热板片的进水管、出水管对应的开口。

进出水管17分为进水管和出水管。

换热板片18的顶部、底部、后端部设置若干个夹板20，相邻换热板片18的夹板20位置相同。

固定架21穿过换热板片18的顶部。

水包14分为进水包和出水包，进水包和出水包分别穿过端板16上的开口连接换热板片18的进水管、出水管。进水包和出水包上设置若干进水管口和出水管口。水包14与换热板片18通过金属软管15连接，金属软管15与端板16通过密封盘组件25连接，密封盘组件25包括压盘、轴封、紧固件。金属软管15与水包14通过管箍连接，金属软管15与换热板片18的进出水管17通过焊接连接。

换热板片由两张板片叠加在一起，通过激光焊焊接在一起，再经过打压鼓包制作而成。

其工艺如下：

来自于离心机的湿CPVC物料进入布料器2，有呈团状的湿物料被布料器2打散，然后通过内加热式流化床1进料口落入干燥床内；空气先经空气过滤器9过滤净化，被鼓风机10送入1#空气加热器11和2#空气加热器12加热升温至一定温度后，1#空气加热器11出风进入内加热式流化床1的第一、二、三风室，2#空气加热器12出风进入内加热式流化床1的第四、五风室，同时鼓风机10出风口管路引出一支路直接将过滤净化后的自然空气送入装有冷却水的板式换热器对应内加热式流化床1下部第六风室，同过不同换热器出风分别进入不同风室，有利于干燥床内不同干燥区域分区控制干燥进风量和干燥温度，热风和自然风被内加热式流化床1的布风板分风并向上流动，热空气直接与湿物料接触，除提供给干燥湿物料所需的少部分热量外，主要作为流化介质，起到将干燥床内湿CPVC物料流态化的作用；前5组板式换热器中通有热水，通过与干燥床内的呈流态化的湿物料间接接触换热，为干燥湿物料提供绝大部分热量，少部分热量传递给了热风；前5组板式换热器中通有的热水经过换热后温度降低，回流到热水罐6内，经循环热水泵7打入螺旋板换热器8内，通过与低压饱和蒸汽换热，被加热到工艺所需的温度，重新送入前5组板式换热器为干燥湿物料提供热量；第6组板式换热器中通有冷却水，起到在干燥后物料出料前的冷却作用，干燥后的热风携带干燥蒸发出来的气态水分，同时夹带少部分细小颗粒物料粉料从干燥床出风口排出，先进入旋风除尘器3进行一级气固分离，被分离下来的固态粉料被重新送入干燥床内干燥，或直接人工回收处理，被除尘净化后的尾气经引风机4加压后送入布袋除尘器5进行二级气固分离，被二级分离下来的粉料去人工处理，被布袋除尘器5二级净化后的尾气排空；在内加热流化床1内部被干燥、冷却后的物料经卸料器13卸料，进气力输送工序。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥系统，其特征是，包括流化床、空气加热器，所述流化床为水平筒状结构，物料干燥进口设置在流化床一端的上部，卸料口设置在流化床另一端的下部，流化床的上部设有干燥气出口；流化床沿流化床轴向分为加热段和冷却段，且沿流化床轴向设置若干板式换热器，冷却段内的板式换热器的进口连接冷水源，加热段内的板式换热器的进口连接热水源，所述流化床底部沿流化床轴向设置若干干燥气进口，加热段的干燥气进口的管线设有空气加热器；

所述板式换热器包括水包、端板、换热板片组、滑轨、夹板、固定架、悬挂U型螺栓、连接管，滑轨位于板式换热器的顶部，连接管的两端连接滑轨，换热板片组包括若干竖直平行放置的换热板片，所述换热板片上设置位置相同的夹板，相邻的换热板片顶部的夹板通过固定架串联连接，连接管与固定架通过悬挂U型螺栓连接，端板位于换热板片的一侧，水包通过端板与换热板片连接，流化床内部设有与滑轨配合的滑轮，滑轨与滑轮配合后使换热板呈竖直状态。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，物料干燥进口设有布料器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征是，卸料口设有卸料器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征是，包括旋风除尘器，干燥气出口连接旋风除尘器进口，旋风除尘器的固相出口连接流化床上部的回料进口。

5.如权利要求1所述的系统，其特征是，干燥气进口的管线设有空气过滤器。

6.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述流化床侧壁设置换热器出入口，流化床内部换热器出入口两侧的侧壁上设置轨道滑轮，端板位于流化床换热器出入口的外侧。

7.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述端板覆盖流化床的换热器出入口，端板与流化床的换热器出入口通过紧固螺栓连接，端板上设置与换热板片的进水管、出水管对应的开口。

8.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述换热板片的顶部、底部、后端部设置若干个夹板，相邻换热板片的夹板位置相同。

9.一种氯化聚氯乙烯树脂的干燥工艺，其特征是，提供权利要求1～8任一所述的干燥系统，向加热段内通入热空气，并向加热段内的板式换热器通入热水，向冷却段内通入冷空气，并向冷却段内的板式换热器通入冷水，向物料干燥进口添加氯化聚氯乙烯，在加热段内，热空气与氯化聚氯乙烯接触使氯化聚氯乙烯流态化，板式换热器与流态化的氯化聚氯乙烯进行间接换热，从而对氯化聚氯乙烯进行干燥，然后干燥后的氯化聚氯乙烯进入冷却段冷却后排出。

10.如权利要求9所述的干燥工艺，其特征是，所述热水的温度为80～100℃。