CN110918037A - Pvdf氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法及回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法及回收装置，制备PVDF氟碳涂料的原料在反应釜内粉碎并搅拌混合时，挥发性的原料会部分气化，混入反应釜上部的气体中，在负压真空气泵的作用下气体通过气体管道输送至冷凝管中，冷凝室内的温度低于挥发性原料的气化温度，气体中的挥发性的有机物液化，输送至收集室，并通过回流管导入反应釜内；剩余的气体导入到环保设备中进一步净化处理，成为清洁的空气，排放至外部环境中。本发明的方案能将PVDF氟碳涂料粉碎搅拌过程中挥发的有机溶剂冷凝，并重新导入反应釜中，节约生产原料，减少有机溶剂的用量，排放的气体更加环保安全，极大地降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及涂料生产领域，尤其涉及一种PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法及回收装置。
背景技术
溶剂型涂料在粉碎生产过程中会挥发出有机溶剂，这种有机溶剂与人体接触或吸入体内后会导致疾病。氟碳涂料中通常含有对人体的健康危害很大的溶剂，它不但对皮肤具有侵蚀作用，而且对人体中枢神经系统、造血器官、呼吸系统有刺激和破坏作用，会引起头疼、恶心、胸闷、乏力、呕吐等症状，严重时会抽搐、昏迷甚至死亡。全球每年因使用有毒化学溶剂型涂料而造成的环境破坏和人体伤害带来的经济损失高达数百亿美元。因此，世界上主要的涂料生产国纷纷出台了限制排放污染法规。因此，生产过程中有效降低有机物溶剂排放是PVDF氟碳涂料生产发展的方向。
现有的PVDF氟碳涂料的生产工艺，通常是用大风量吸收挥发的有机溶剂，然后用焚烧的方法将有机溶剂燃烧，这种处理方法的缺点在于：在生产过程中，会浪费大量有机溶剂，导致生产成本比较高，其次，在燃烧有机溶剂时需要损耗大量电和煤气，导致处理这些气体的成本很高，而如果不处理，则会造成严重的环境污染，也违反国家的环保法律，因而，需要对PVDF氟碳涂料的生产工艺进行改进，以降低生产成本和污染气体处理成本。
发明内容
本发明的第一个目的在于针对背景技术中的问题，提供一种PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法，其结构特点是：其包括以下的处理步骤：1）制备PVDF氟碳涂料的原料在反应釜内粉碎并搅拌混合均匀，搅拌过程中挥发性的原料开始气化，混入反应釜上部的气体中，在负压真空气泵的作用下反应釜上部的气体通过气体管道输送至冷凝管中；2）气体在进入冷凝管后，冷凝室内的温度低于挥发性原料的气化温度，气体中的挥发性的有机物液化，液化的有机物通过冷凝管输送至收集室，并通过回流管重新导入反应釜内，以备PVDF氟碳涂料后续的生产；3）气体经过冷凝管后，挥发性原料液化，剩余的气体导入到环保设备中进一步净化处理，净化后的气体成为清洁的空气，排放至外部环境中。
进一步的方案是，所述的冷凝室内的冷凝温度为-10～-18℃，冷凝室内的冷凝管是呈梯度向下的波形管。
进一步的方案是，所述的负压真空气泵的负压设置为-0.07～-0.069MPa。
本发明的第二个目的在于提供一种PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，包括反应釜、负压真空气泵、冷凝管、冷凝室和收集室，所述反应釜顶部设有加料斗和搅拌电机，搅拌电机下方连接搅拌轴，搅拌轴伸入反应釜内部，所述搅拌轴末端设有多个搅拌叶片，用于搅拌反应原料；所述负压真空气泵与反应釜之间连接有进气管和回气管，进气管和回气管设在反应釜顶部，负压真空气泵上还设有用于调节负压值的调压阀，所述冷凝管穿过冷凝室，连接负压真空气泵和收集室，冷凝室上设有调温器，用于调节冷凝室内部温度；所述收集室底部设有回流管，液体通过回流管回流至反应釜中。
进一步的方案是，所述的反应釜截面形状为底脚45度的等腰梯形。
进一步的方案是，所述负压真空气泵负压可调值在-0.07～-0.069MPa范围之内。
进一步的方案是，所述冷凝室可调冷凝温度范围为-10～-18℃，冷凝管为呈一定梯度向下的波形管，波形管较直管而言与外部低温环境接触面更大，冷却效率更高。
进一步的方案是，所述冷凝管与收集室的侧壁连接，其内壁连接处与收集室底面之间设有一个流线型缓流面，用于引导冷凝液体缓慢流至收集室底部，并通过回流口流出本装置。
进一步的方案是，所述搅拌轴下端的搅拌叶片数量为3个。
进一步的方案是，所述回流管上设有一个回流泵，用于泵送回流的液体。
本发明具有积极的效果：1）本发明的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法及回收装置，将PVDF氟碳涂料粉碎过程中的挥发的有机溶剂冷凝处理，并将冷凝的有机溶剂重新导入反应釜中，能节约生产原料，减少有机溶剂的用量，降低生产成本；2）排放的气体不需要燃烧处理，降低了能耗，同时排放的废气更加环保，安全，极大地降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置的结构示意图。
图中标记为：反应釜1、搅拌轴11、搅拌叶片12、加料斗13、搅拌电机14、负压真空气泵2、调压阀21、进气管22、回气管23、真空气泵输出口24、冷凝管3、冷凝室4、调温器41、收集室5、缓流面51、回流管52、回流泵53、回流口54。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1所示，本实施例的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法，其包括以下的处理步骤：1）制备PVDF氟碳涂料的原料在反应釜1内粉碎并搅拌混合均匀，搅拌过程中挥发性的原料开始气化，混入反应釜1上部的气体中，在负压真空气泵2的作用下反应釜1上部的气体通过气体管道输送至冷凝管3中；2）气体在进入冷凝管3后，冷凝室4内的温度低于挥发性原料的气化温度，气体中的挥发性的有机物液化，液化的有机物通过冷凝管3输送至收集室5，并通过回流管52重新导入反应釜1内，以备PVDF氟碳涂料后续的生产；3）气体经过冷凝管3后，挥发性原料液化，剩余的气体导入到环保设备中进一步净化处理，净化后的气体成为清洁的空气，排放至外部环境中。
上述方案中，所述的冷凝室4内的冷凝温度为-10～-18℃，冷凝室4内的冷凝管3是呈梯度向下的波形管。
上述方案中，所述的负压真空气泵2的负压设置为-0.07～-0.069MPa。
实施上述方案的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，包括反应釜1、负压真空气泵2、冷凝管3、冷凝室4和收集室5。
反应釜1为一个下宽上窄的等腰梯形状容器，其底角为45°，反应釜1的顶部盖板上分别设有一个漏斗形的加料斗13，一个搅拌电机14和一个进气管道口，反应釜身设有回气管道口；所述加料斗13用于添加原料，搅拌电机14下方连接搅拌轴11，搅拌轴11伸入反应釜1内部，所述搅拌轴11末端设有三个搅拌叶片12，用于搅拌反应原料。
负压真空气泵2设置在反应釜1上方,一个进气管22连接负压真空气泵2和反应釜1顶部的进气管道口，一个回气管23连接负压真空气泵2和设在反应釜身的回气管道口，负压真空气泵2上还设有用于调节负压值的调压阀21，调压阀21的调节数值在-0.07～-0.069MPa范围之内。
冷凝管3为一个呈梯度向下的波形管，上方连接负压真空气泵输出口24，下方连接收集室5的侧壁，冷凝管3身贯穿冷凝室4，冷凝室4上设有调温器41，用于调节冷凝室4内部温度；所述冷凝室4可调冷凝温度范围为-10～-18℃。
冷凝管3的波形管设计，能够增大冷凝管外壁与冷凝室内低温环境的接触面积，使进入冷凝管3的挥发性气体迅速冷却液化，冷却效率比直管冷凝管更高。
冷凝管3与收集室5的侧壁连接，其内壁连接处与收集室5底面之间设有一个流线型缓流面51用于引导冷凝液体缓慢流至收集室5底部，并通过回流管52重新回流至反应釜1中，回流管52中设置一个回流泵53，用于泵送回流液体，回流管53另一端连接反应釜1，回流液体通过回流口54注入反应釜1中。设置一个缓流面51的意义在于：当冷却液通过收集室5侧壁的入口处注入收集室5时，因为入口处与收集室5底部有一定高差，如果不设置缓流面51则冷却液将碰撞底部产生水花，相当于一个搅拌的效果，在碰撞中，冷却液将再次产生挥发性气体，所以在此处设置缓流面，使冷却液平稳汇集，不会再次挥发成气体。
在使用本设备时，将加工PVDF氟碳涂料的PVDF树脂、丙烯酸树脂和溶剂等原料通过加料斗13依次加入反应釜1，搅拌轴11中的搅拌叶片12对原料进行混合搅拌，在搅拌过程中，混合原料产生大量挥发性气体；将负压真空气泵2的调压阀21调至-0.07～-0.069MPa，挥发性气体通过进气管22被吸入到负压真空气泵2，再通过负压真空气泵输出口24进入冷凝管3，所述回气管23向反应釜1中输入正压气体。通过调温器41将冷凝室4中温度调至-10～-18℃，冷凝管3中气体迅速液化，向下流入收集室5，通过收集室5侧壁的缓流面51缓慢汇集至收集室5底部，液体经过收集室5底部的回流管52，在回流泵53的泵送下，通过回流口54重新注入到反应釜中。
在使用本发明的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置时，将加工PVDF氟碳涂料的PVDF树脂、丙烯酸树脂和溶剂等原料通过加料斗13依次加入反应釜1，搅拌轴11中的搅拌叶片12对原料进行混合搅拌，在搅拌过程中，混合原料产生大量挥发性气体；将负压真空气泵2的调压阀21调至-0.07～-0.069MPa，挥发性气体通过进气管22被吸入到负压真空气泵2，再通过负压真空气泵输出口24进入冷凝管3，所述回气管23向反应釜1中输入正压气体。通过调温器41将冷凝室4中温度调至-10～-18℃，冷凝管3中气体迅速液化，向下流入收集室5，通过收集室5侧壁的缓流面51缓慢汇集至收集室5底部，液体经过收集室5底部的回流管52，在回流泵53的泵送下，通过回流口54重新注入到反应釜1中。本发明的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法及回收装置，将PVDF氟碳涂料粉碎过程中的挥发的有机溶剂冷凝处理，并将冷凝的有机溶剂重新导入反应釜中，能节约生产原料，减少有机溶剂的用量，降低生产成本；排放的气体不需要燃烧处理，降低了能耗，同时排放的废气更加环保，安全，极大地降低生产成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法，其特征在于：其包括以下的处理步骤：1）制备PVDF氟碳涂料的原料在反应釜内粉碎并搅拌混合均匀，搅拌过程中挥发性的原料开始气化，混入反应釜上部的气体中，在负压真空气泵的作用下反应釜上部的气体通过气体管道输送至冷凝管中；2）气体在进入冷凝管后，冷凝室内的温度低于挥发性原料的气化温度，气体中的挥发性的有机物液化，液化的有机物通过冷凝管输送至收集室，并通过回流管重新导入反应釜内，以备PVDF氟碳涂料后续的生产；3）气体经过冷凝管后，挥发性原料液化，剩余的气体导入到环保设备中进一步净化处理，净化后的气体成为清洁的空气，排放至外部环境中。
2.根据权利要求1所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法，其特征在于：所述的冷凝室内的冷凝温度为-10～-18℃，冷凝室内的冷凝管是呈梯度向下的波形管。
3.根据权利要求1所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收方法，其特征在于：所述的负压真空气泵的负压设置为-0.07～-0.069MPa。
4.一种实施权利要求1-3中任意一项回收方法的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，其特征在于：包括反应釜、负压真空气泵、冷凝管、冷凝室和收集室，所述反应釜顶部设有加料斗和搅拌电机，搅拌电机下方连接搅拌轴，搅拌轴伸入反应釜内部，所述搅拌轴末端设有多个搅拌叶片，用于搅拌反应原料；所述负压真空气泵与反应釜之间连接有进气管和回气管，进气管和回气管设在反应釜顶部，负压真空气泵上还设有用于调节负压值的调压阀，所述冷凝管穿过冷凝室，连接负压真空气泵和收集室，冷凝室上设有调温器，用于调节冷凝室内部温度；所述收集室底部设有回流管，液体通过回流管回流至反应釜中。
5.根据权利要求4所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，其特征在于：所述的反应釜截面形状为底脚45度的等腰梯形。
6.根据权利要求4所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，其特征在于：所述负压真空气泵负压可调值在-0.07～-0.069MPa范围之内。
7.根据权利要求4所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，其特征在于：所述冷凝室可调冷凝温度范围为-10～-18℃，冷凝管为呈一定梯度向下的波形管，波形管较直管而言与外部低温环境接触面更大，冷却效率更高。
8.根据权利要求4所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，其特征在于：所述冷凝管与收集室的侧壁连接，其内壁连接处与收集室底面之间设有一个流线型缓流面，用于引导冷凝液体缓慢流至收集室底部，并通过回流口流出本装置。
9.根据权利要求4所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，其特征在于：所述搅拌轴下端的搅拌叶片数量为3个。
10.根据权利要求4所述的PVDF氟碳涂料生产中挥发性原料回收装置，其特征在于：所述回流管上设有一个回流泵，用于泵送回流的液体。
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- 2019-12-26 CN CN201911366003.6A patent/CN110918037A/zh active Pending
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