CN113021670A - 一种聚丙烯酰胺的生产装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工生产制造领域，具体为一种聚丙烯酰胺的生产装置和方法，包括调制组件、聚合组件、造粒组件、干燥组件、粉碎组件、尾气处理组件和控制器，调制过程中，调制釜内加入丙烯酰胺溶液和碳酸钠溶液，聚合釜内加入引发剂，加热套使聚合釜内恒温，在搅拌情况下聚合釜内通氮气，造粒机将胶体处理为颗粒，聚丙烯酰胺颗粒经过干燥，粉碎机和振动筛处理后得到聚丙烯酰胺成品和细粉，除尘机对大旋风产生的尾气进行无害化处理，本发明的优点：绞龙可以很好地控制出胶速度和用量；回转穿流干燥床和流化干燥床可以减少热损失；第二小旋风和振动筛对聚丙烯酰胺细粉进一步筛选；大旋风对尾气进行收集再筛选，尾气经过除尘机的处理后再向外排除。

Description

一种聚丙烯酰胺的生产装置和方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体为一种聚丙烯酰胺的生产装置和方法。
背景技术
聚丙烯酰胺最有价值的性能是分子量很高，水溶性强，可以制作出亲水而水不溶性的凝胶，可以引进各种离子基团并调节分子量以得到特定的性能，对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力。由于这些性能，使得聚丙烯酰胺被广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、粘结，成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等许多方面。PAM的最大用途是在水处理、造纸、采油、治矿等领域，此外，聚丙烯酰胺在水处理行业具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场，随着环境意识的不断加强，聚丙烯酰胺在城市污水处理方面的应用将会越来越受到重视，聚丙烯酰胺生产工艺技术的研究，也将对城市污水处理工艺技术的提高起到推动作用。
聚丙烯酰胺生产是以丙烯酰胺水溶液为原料，在引发剂的作用下，进行聚合反应，反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经造粒、干燥、粉碎，最终制得聚丙烯酰胺产品。
在原料聚合反应时，传统反应釜直接由其底部的出口排料，胶块状的聚丙烯酰胺排料困难，在后续干燥过程中，由于干燥机没有稳定连续的进料，使产品过度干燥，造成交联，使产品的溶解性变差，降低生产效率和产品质量。聚丙烯酰胺胶体颗粒干燥后经旋风分离器分离，聚丙烯酰胺胶体颗粒分离后的尾气中仍含有微细颗粒，传统方式一般直接进行尾气排放，不利于节能减排。
发明内容
本发明提供一种聚丙烯酰胺的生产装置，具体实施方式如下：
一种聚丙烯酰胺的生产装置，包括调制组件、聚合组件、造粒组件、干燥组件、粉碎组件、尾气处理组件和控制器，调制组件、聚合组件、造粒组件、干燥组件、粉碎组件和尾气处理组件依次连接，控制器与调制组件、聚合组件和造粒组件电性连接。
调制组件包括调制釜、AM储罐和制碱釜，调制釜的入料口分别通过管道与AM储罐和制碱釜相连，AM储罐与调制釜之间的管道上依次设有第二电动阀和第二流量计，制碱釜与调制釜之间的管道上依次设有第三电动阀和第三流量计，本结构中第二流量计对丙烯酰胺的用量进行测量，第三流量计对碳酸钠的用量进行测量。
聚合组件包括聚合釜，聚合釜内顶部竖直设有搅拌器和温度传感器，聚合釜的外圈套装有加热套，本结构中调制釜和聚合釜之间通过管道相连，且调制釜和聚合釜之间的管道上依次设有第一电动阀和第一流量计。
造粒组件包括绞龙和造粒机，绞龙的出料口通过管道与造粒机相连，绞龙的入料口通过设有第四电动阀的管道与聚合釜的底部相连，本结构中绞龙可以很好地控制造粒速度，同时利于聚丙烯酰胺胶体的排料。
干燥组件包括回转穿流干燥床和流化干燥床，回转穿流干燥床上设有两条分别与第一旋风分离器入料口和出料口连接的管道，第一旋风分离器的出料口管道上设有第二引风机，第一旋风分离器的出气口管道上设有第一引风机，流化干燥床上设有两条分别与第二旋风分离器入料口和出料口连接的管道，第二旋风分离器的出料口管道上设有第四引风机，第一旋风分离器的出气口管道上设有第三引风机，回转穿流干燥床和流化干燥床通过管道相连，本结构中回转穿流干燥床的入料口通过喷射式布料器与造粒机相连，回转穿流干燥床内进行聚丙烯酰胺颗粒表面脱水以及部分内部水的脱除，流化干燥床主要是脱除聚丙烯酰胺颗粒内部水分，进行第二阶段的干燥。
粉碎组件包括第一小旋风，第一小旋风的入料口通过管道与流化干燥床的出料口相连，第一小旋风的出料口通过管道与料仓顶部相连，料仓底部通过管道与粉碎机的入料口连接，粉碎机的出料口与第二小旋风的入料口相连，第二小旋风的出料口通过管道与振动筛连接，本结构中粉碎机对聚丙烯酰胺颗粒粉碎后，振动筛对聚丙烯酰胺细粉进行进一步筛选。
尾气处理组件包括除尘机和大旋风，大旋风的出料口通过管道与除尘机相连，大旋风的入料口通过设有第五引风机的管道分别与第一小旋风和第二小旋风的出气口连接，本结构中利用大旋风对尾气进行二次处理，进一步过滤收集聚丙烯酰胺细粉，除尘机对尾气做无尘化处理。
控制器的输入端分别与第一流量计、第二流量计、第三流量计和温度传感器电性连接，控制器的输出端分别与第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和绞龙电性连接，本结构中控制器利用第二流量计和第三流量计对原料比例进行把控，达标后控制器将关闭第二电动阀和第三电动阀，控制器利用温度传感器测量聚合釜内温度。
一种聚丙烯酰胺的生产装置的使用方法如下：
S001、调制过程中，调制釜内加入质量分数为34％的丙烯酰胺溶液，制碱釜中的碳酸钠溶液在调制釜内与丙烯酰胺溶液混合，
S002、聚合过程中，聚合釜内加入引发剂，加热套升温使聚合釜内温度保持在35℃，在搅拌情况下聚合釜内通氮气30分钟，
S003、造粒过程中，绞龙对聚合产生的聚丙烯酰胺胶体运输至造粒机，造粒机将聚丙烯酰胺胶体处理为聚丙烯酰胺颗粒，
S004、干燥过程中，聚丙烯酰胺颗粒依次经过回转穿流干燥床和流化干燥床的干燥处理，
S005、干燥后的聚丙烯酰胺颗粒依次经过粉碎机的粉碎和振动筛的筛选后得到聚丙烯酰胺成品和细粉，
S006、大旋风对聚丙烯酰胺细粉进行了二次筛选，除尘机对大旋风产生的尾气进行无害化处理。
由于采用了以上技术方案，本发明的有益技术效果是：
1.本发明中绞龙可以很好地控制出胶速度和用量，同时利于聚丙烯酰胺胶体的顺利排料；
2.本发明中大旋风对尾气进行收集再筛选，尾气经过除尘机的处理后再向外排除，大大减小了生产对空气的污染；
3.本发明利用第二小旋风和振动筛对聚丙烯酰胺细粉进一步筛选，提高了物质利用率；
4.本发明采用回转穿流干燥床和流化干燥床可以减少热损失，热效率可达75％左右。
附图说明
图1为一种聚丙烯酰胺的生产装置的结构原理图；
图2为本发明中装置聚合反应的结构原理图；
图3为本发明中装置干燥处理的结构原理图；
图4为本发明中控制器的结构流程图。
附图标记说明：
1、调制釜，2、聚合釜，3、造粒机，4、回转穿流干燥床，5、流化干燥床，6、粉碎机，7、除尘机，8、AM储罐，9、制碱釜，10、绞龙，11、喷射式布料器，12、鼓风机，13、换热器，14、振动筛，15、控制器，
101、第一电动阀，102、第一流量计，
201、加热套，202、搅拌器，203、温度传感器，204、第四电动阀，
401、第一旋风分离器，402、第一引风机，403、第二引风机，
501、第二旋风分离器，502、第三引风机，503、第四引风机，
601、第五引风机，602、料仓，603、第一小旋风，604、第二小旋风，
701、大旋风，
801、第二电动阀，802、第二流量计，
901、第三电动阀，902、第三流量计。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
结合图1对本发明一种聚丙烯酰胺的生产装置进行说明：
一种聚丙烯酰胺的生产装置，包括调制组件、聚合组件、造粒组件、干燥组件、粉碎组件、尾气处理组件和控制器15，调制组件、聚合组件、造粒组件、干燥组件、粉碎组件和尾气处理组件依次连接，控制器15与调制组件、聚合组件和造粒组件电性连接。
结合图2对本发明一种聚丙烯酰胺的生产装置进行说明：
调制组件包括调制釜1、AM储罐8和制碱釜9，调制釜1的入料口分别通过管道与AM储罐8和制碱釜9相连，AM储罐8与调制釜1之间的管道上依次设有第二电动阀801和第二流量计802，制碱釜9与调制釜1之间的管道上依次设有第三电动阀901和第三流量计902，本结构中第二流量计802对丙烯酰胺的用量进行测量，第三流量计902对碳酸钠的用量进行测量。
聚合组件包括聚合釜2，聚合釜2内顶部竖直设有搅拌器202和温度传感器203，聚合釜2的外圈套装有加热套201，本结构中调制釜1和聚合釜2之间通过管道相连，且调制釜1和聚合釜2之间的管道上依次设有第一电动阀101和第一流量计102。
造粒组件包括绞龙10和造粒机3，绞龙10的出料口通过管道与造粒机3相连，绞龙10的入料口通过设有第四电动阀204的管道与聚合釜2的底部相连，本结构中绞龙10可以很好地控制造粒速度，同时利于聚丙烯酰胺胶体的排料。
结合图3对本发明一种聚丙烯酰胺的生产装置进行说明：
干燥组件包括回转穿流干燥床4和流化干燥床5，回转穿流干燥床4上设有两条分别与第一旋风分离器401入料口和出料口连接的管道，第一旋风分离器401的出料口管道上设有第二引风机403，第一旋风分离器401的出气口管道上设有第一引风机402，流化干燥床5上设有两条分别与第二旋风分离器501入料口和出料口连接的管道，第二旋风分离器501的出料口管道上设有第四引风机503，第一旋风分离器401的出气口管道上设有第三引风机502，回转穿流干燥床4和流化干燥床5通过管道相连，本结构中回转穿流干燥床4的入料口通过喷射式布料器11与造粒机3相连，回转穿流干燥床4内进行聚丙烯酰胺颗粒表面脱水以及部分内部水的脱除，流化干燥床5主要是脱除聚丙烯酰胺颗粒内部水分，进行第二阶段的干燥。
粉碎组件包括第一小旋风603，第一小旋风603的入料口通过管道与流化干燥床5的出料口相连，第一小旋风603的出料口通过管道与料仓602顶部相连，料仓602底部通过管道与粉碎机6的入料口连接，粉碎机6的出料口与第二小旋风604的入料口相连，第二小旋风604的出料口通过管道与振动筛14连接，本结构中粉碎机6对聚丙烯酰胺颗粒粉碎后，振动筛14对聚丙烯酰胺细粉进行进一步筛选。
尾气处理组件包括除尘机7和大旋风701，大旋风701的出料口通过管道与除尘机7相连，大旋风701的入料口通过设有第五引风机601的管道分别与第一小旋风603和第二小旋风604的出气口连接，本结构中利用大旋风701对尾气进行二次处理，进一步过滤收集聚丙烯酰胺细粉，除尘机7对尾气做无尘化处理。
结合图4对本发明一种聚丙烯酰胺的生产装置进行说明：
控制器15的输入端分别与第一流量计102、第二流量计802、第三流量计902和温度传感器203电性连接，控制器15的输出端分别与第一电动阀101、第二电动阀801、第三电动阀901和绞龙10电性连接，本结构中控制器15利用第二流量计802和第三流量计902对原料比例进行把控，达标后控制器15将关闭第二电动阀801和第三电动阀901，控制器15利用温度传感器203测量聚合釜2内温度。
实施例
S001、调制过程中，调制釜1内加入质量分数为34％的丙烯酰胺溶液，制碱釜9中的碳酸钠溶液在调制釜1内与丙烯酰胺溶液混合，
S002、聚合过程中，聚合釜2内加入引发剂，加热套201升温使聚合釜2内温度保持在35℃，在搅拌情况下聚合釜2内通氮气30分钟，
S003、造粒过程中，绞龙10对聚合产生的聚丙烯酰胺胶体运输至造粒机3，造粒机3将聚丙烯酰胺胶体处理为聚丙烯酰胺颗粒，
S004、干燥过程中，聚丙烯酰胺颗粒依次经过回转穿流干燥床4和流化干燥床5的干燥处理，
S005、干燥后的聚丙烯酰胺颗粒依次经过粉碎机6的粉碎和振动筛14的筛选后得到聚丙烯酰胺成品和细粉，
S006、大旋风701对聚丙烯酰胺细粉进行了二次筛选，除尘机7对大旋风701产生的尾气进行无害化处理。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (8)

1.一种聚丙烯酰胺的生产装置，包括调制组件、聚合组件、造粒组件、干燥组件、粉碎组件、尾气处理组件和控制器(15)，调制组件、聚合组件、造粒组件、干燥组件、粉碎组件和尾气处理组件依次连接，控制器(15)与调制组件、聚合组件和造粒组件电性连接，其特征在于，
所述调制组件包括调制釜(1)、AM储罐(8)和制碱釜(9)，所述调制釜(1)的入料口分别通过管道与AM储罐(8)和制碱釜(9)相连，所述AM储罐(8)与调制釜(1)之间的管道上依次设有第二电动阀(801)和第二流量计(802)，所述制碱釜(9)与调制釜(1)之间的管道上依次设有第三电动阀(901)和第三流量计(902)，
所述聚合组件包括聚合釜(2)，所述聚合釜(2)内顶部竖直设有搅拌器(202)和温度传感器(203)，聚合釜(2)的外圈套装有加热套(201)，
所述造粒组件包括绞龙(10)和造粒机(3)，绞龙(10)的出料口通过管道与造粒机(3)相连，绞龙(10)的入料口通过设有第四电动阀(204)的管道与聚合釜(2)的底部相连，
所述干燥组件包括回转穿流干燥床(4)和流化干燥床(5)，所述回转穿流干燥床(4)上设有两条分别与第一旋风分离器(401)入料口和出料口连接的管道，所述第一旋风分离器(401)的出料口管道上设有第二引风机(403)，所述第一旋风分离器(401)的出气口管道上设有第一引风机(402)，所述流化干燥床(5)上设有两条分别与第二旋风分离器(501)入料口和出料口连接的管道，所述第二旋风分离器(501)的出料口管道上设有第四引风机(503)，所述第一旋风分离器(401)的出气口管道上设有第三引风机(502)，所述回转穿流干燥床(4)和流化干燥床(5)通过管道相连。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酰胺的生产装置，其特征在于，所述调制釜(1)和聚合釜(2)之间通过管道相连，且调制釜(1)和聚合釜(2)之间的管道上依次设有第一电动阀(101)和第一流量计(102)。
3.根据权利要求2所述的一种聚丙烯酰胺的生产装置，其特征在于，所述回转穿流干燥床(4)的入料口通过喷射式布料器(11)与造粒机(3)相连。
4.根据权利要求3所述的一种聚丙烯酰胺的生产装置，其特征在于，所述回转穿流干燥床(4)和流化干燥床(5)的底部均与设有鼓风机(12)和换热器(13)的管道相连。
5.根据权利要求4所述的一种聚丙烯酰胺的生产装置，其特征在于，所述粉碎组件包括第一小旋风(603)，第一小旋风(603)的入料口通过管道与流化干燥床(5)的出料口相连，第一小旋风(603)的出料口通过管道与料仓(602)顶部相连，料仓(602)底部通过管道与粉碎机(6)的入料口连接，粉碎机(6)的出料口与第二小旋风(604)的入料口相连，第二小旋风(604)的出料口通过管道与振动筛(14)连接。
6.根据权利要求5所述的一种聚丙烯酰胺的生产装置，其特征在于，所述尾气处理组件包括除尘机(7)和大旋风(701)，大旋风(701)的出料口通过管道与除尘机(7)相连，大旋风(701)的入料口通过设有第五引风机(601)的管道分别与第一小旋风(603)和第二小旋风(604)的出气口连接。
7.根据权利要求6所述的一种聚丙烯酰胺的生产装置，其特征在于，所述控制器(15)的输入端分别与第一流量计(102)、第二流量计(802)、第三流量计(902)和温度传感器(203)电性连接，控制器(15)的输出端分别与第一电动阀(101)、第二电动阀(801)、第三电动阀(901)和绞龙(10)电性连接。
8.根据权利要求2-7任意一项所述的一种聚丙烯酰胺的生产装置进行生产的使用方法，其特征在于，包括以下步骤，
S001、调制过程中，调制釜(1)内加入质量分数为34％的丙烯酰胺溶液，制碱釜(9)中的碳酸钠溶液在调制釜(1)内与丙烯酰胺溶液混合，
S002、聚合过程中，聚合釜(2)内加入引发剂，加热套(201)升温使聚合釜(2)内温度保持在35℃，在搅拌情况下聚合釜(2)内通氮气30分钟，
S003、造粒过程中，绞龙(10)对聚合产生的聚丙烯酰胺胶体运输至造粒机(3)，造粒机(3)将聚丙烯酰胺胶体处理为聚丙烯酰胺颗粒，
S004、干燥过程中，聚丙烯酰胺颗粒依次经过回转穿流干燥床(4)和流化干燥床(5)的干燥处理，
S005、干燥后的聚丙烯酰胺颗粒依次经过粉碎机(6)的粉碎和振动筛(14)的筛选后得到聚丙烯酰胺成品和细粉，
S006、大旋风(701)对聚丙烯酰胺细粉进行了二次筛选，除尘机(7)对大旋风(701)产生的尾气进行无害化处理。
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