CN114849636A - 一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硬脂酸盐的加工设备及生产工艺的领域,具体是一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置及制备工艺,包括关风机、反应料仓,关风机设置在反应料仓的顶部,关风机的出料口依次设有通过管道连接的旋风收料器、脉冲除尘器、冷凝器和引风机;反应料仓的内部设有若干个主扰流板和副扰流板,反应料仓的底部一侧设有压缩空气喷嘴,压缩空气喷嘴的上方对称设有第一进料口和第二进料口,压缩空气喷嘴连接有空气压缩机。本发明可以实现硬脂酸钡连续化生产,能一次性实现硬脂酸钡的合成、粉碎和干燥,极大提升了硬脂酸钡的生产效率,而且制得的超细硬脂酸钡粉体粒度低,能够控制在20μm以内,远低于市售硬脂酸钡的50~120μm,使其在下游特定应用场景下更具优势。

Description

一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置及制备工艺
技术领域
本发明涉及硬脂酸盐的加工设备及生产工艺的领域,具体是一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置及制备工艺。
背景技术
硬脂酸钡是一种基础化工原料,具有优良的润滑性和长期耐热性,主要用于聚乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂,当前硬脂酸钡的制备工艺主要有复分解法、皂化法和干混法三种,复分解法是目前工业上主流的硬脂酸钡生产方法,但此工艺流程繁杂且废水量大,废水中无机盐含量高,导致废水处理困难;皂化法为硬脂酸、水、氯化钡先期加入,然后加氢氧化钠,该工艺的废水量相比复分解法要低,但硬脂酸钡产品不如复分解法蓬松;干混法为硬脂酸、氢氧化钡和一定量的催化剂在高混机中充分搅拌反应,后经冷却、粉碎和过筛得到硬脂酸钡产品,该工艺虽没有废水,但存在反应体系粘度大,搅拌不均匀,单批产量低、批次间品质不稳定,能耗高等不足的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置及制备工艺,通过本发明的超细硬脂酸钡粉体生产装置可一步连续式完成硬脂酸钡的合成、粉碎和干燥工作,极大提升了硬脂酸钡的生产效率;通过本发明制备的超细硬脂酸钡粉体粒度能够控制在20μm以内,远低于市售硬脂酸钡的50~120μm,在下游特定应用场景下更具优势。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置,包括关风机、反应料仓,所述关风机设置在所述反应料仓的顶部,所述关风机的出料口依次设有通过管道连接的旋风收料器、脉冲除尘器、冷凝器和引风机;
所述反应料仓的内部设有若干个主扰流板和副扰流板,所述反应料仓的底部一侧设有压缩空气喷嘴,所述压缩空气喷嘴的上方对称设有第一进料口和第二进料口,所述压缩空气喷嘴连接有空气压缩机。
优选的,若干个所述主扰流板呈交叉式设置在所述反应料仓的内壁,每个所述副扰流板设置在两个所述主扰流板之间,能够保证高速气流从底部向上运动的过程中,气流夹带物料能充分碰撞、摩擦、剪切和粉碎。
优选的,所述关风机为变频式,通过频率调整能控制出料速率;所述反应料仓的顶部设有热风测温探头,外侧设有冷却水夹套。
优选的,所述第一进料口连接有变频螺杆进料器,所述变频螺杆进料器连接有氢氧化钡储存罐;所述第二进料口设有雾化盘,所述雾化盘通过管道连接有硬脂酸储存罐,所述雾化盘和所述硬脂酸储存罐之间的管道上设有变频流量泵。
优选的,所述旋风收料器、所述脉冲除尘器的外侧均设有保温棉,进行保温处理;进一步的,旋风收料器、脉冲除尘器、冷凝器和引风机之间的连接管道的外侧均设有保温棉,进行保温处理。
另一方面,本发明还提供了一种超细硬脂酸钡粉体的制备工艺,采用上述超细硬脂酸钡粉体的生产装置制备超细硬脂酸钡粉体,所述工艺包括以下步骤:
S1、首先打开空气压缩机、关风机和引风机,压缩空气从反应料仓的底部压缩空气喷嘴进入反应料仓,经关风机后依次进入旋风收料器、脉冲除尘器和冷凝器,从引风机出口排出废气;
S2、通过变频流量泵和变频螺杆进料器分别控制硬脂酸和氢氧化钡的进料速度,将硬脂酸和氢氧化钡的进料摩尔比控制在1:1~1:1.1;硬脂酸储存罐内熔化的油状硬脂酸通过变频流量泵并经雾化盘,以小液滴分散进入到反应料仓;氢氧化钡储存罐内的氢氧化钡粉体通过螺杆进料器同步加入到反应料仓;在高速气流下,硬脂酸液滴和氢氧化钡粉体在反应料仓内反复碰撞、摩擦、剪切和粉碎,通过扰流板反应生成了超细硬脂酸钡粉体和少量水并放出一定热量;
S3、反应料仓内的温度由热风测温探头在线监控,通过向冷却水夹套输送冷却水对反应料仓进行降温,控制反应料仓内温度维持在80~90℃;
S4、控温状态下的超细硬脂酸钡粉体和水气通过关风机进入旋风收料器,超细硬脂酸钡粉体在旋风收料器接收罐完成成品收集;水气和极少量超细硬脂酸钡粉体依次进入到脉冲除尘器和冷凝器,超细硬脂酸钡粉体在脉冲除尘器中被补集,水气在冷凝器中冷却成废水。
优选的,所述S2中硬脂酸的C18含量在38%~44%,进一步的,硬脂酸C18含量在40~42%。
优选的,所述S2中氢氧化钡为一水合氢氧化钡粉体、八水合氢氧化钡粉体或两者的混合物,氢氧化钡粉体的目数在50~200目。
优选的,所述S2中硬脂酸和氢氧化钡的进料摩尔比控制在1:1.03~1:1.05。
优选的,所述S1中压缩空气的温度控制在80~90℃,压缩空气的压力在0.6~0.9MPa。
本发明的有益效果是:
1.本发明可以实现硬脂酸钡连续化生产,通过本发明的生产装置能一次性实现硬脂酸钡的合成、粉碎和干燥,能够极大地提升硬脂酸钡生产的时效性和经济性;本发明的制备工艺流程简单,废水量小且硬脂酸和氢氧化钡反应生成的少量水气,经冷凝器冷凝后,废水中杂质少,更易处理,降低了废水处理成本。
2.通过本发明反应料仓的第一进料口连接有变频螺杆进料器,变频螺杆进料器连接有氢氧化钡储存罐;第二进料口设有雾化盘,雾化盘通过管道连接有硬脂酸储存罐,雾化盘和硬脂酸储存罐之间的管道上设有变频流量泵的设计,使得熔化的油状硬脂酸通过变频流量泵并经雾化盘,以小液滴分散进入到反应料仓,同时氢氧化钡粉体通过螺杆进料器同步加入到反应料仓;此设计能够提高硬脂酸和氢氧化钡之间的混合,利于两者之间的反应,促进硬脂酸钡的生成。
3.通过反应料仓内主扰流板和副扰流板的设计,提高了硬脂酸液滴和氢氧化钡粉体混合速率及反应速率,硬脂酸液滴和氢氧化钡粉体在反应料仓内反复碰撞、摩擦、剪切和粉碎,能够生成超细硬脂酸钡粉体。
4.本发明的超细硬脂酸钡粉体的制备工艺在制备过程中,不需要使用催化剂,能够大大地降低企业生产成本,且无需催化剂状态下制得的硬脂酸钡粉体纯度更高。
5.通过热风测温探头和冷却水夹套的设计,反应料仓内的温度由热风测温探头在线监控,通过向冷却水夹套输送冷却水对反应料仓进行降温,控制反应料仓内温度维持在80~90℃,在空气压缩机的作用下,能够保证反应料仓内生成的超细硬脂酸钡粉体处于干燥的状态。
6.通过关风机、旋风收料器、脉冲除尘器和冷凝器的设计,超细硬脂酸钡粉体在脉冲除尘器中被补集,水气在冷凝器中冷却成废水,从引风机出口排出废气,此制备过程能够达到环保生产的要求,避免了环境污染。
7.本发明制备的超细硬脂酸钡粉体粒度能够控制在20μm以内,远低于市售硬脂酸钡的50~120μm,本发明制得的超细硬脂酸钡粉体在下游特定应用场景下更具优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的超细硬脂酸钡粉体的生产装置的结构示意图;
图2是本发明的超细硬脂酸钡粉体的制备工艺的流程图;
图3是本发明的实施例1的超细硬脂酸钡粉体的粒度分布图;
图中:1-关风机,2-反应料仓,3-旋风收料器,4-脉冲除尘器,5-冷凝器,6-引风机,21-主扰流板,22-副扰流板,23-压缩空气喷嘴,24-第一进料口,25-第二进料口,26-空气压缩机,27-变频螺杆进料器,28-氢氧化钡储存罐,29-雾化盘,210-硬脂酸储存罐,211-变频流量泵,212-冷却水夹套。
具体实施方式
下面将结合本发明说明书附图,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作出创造性劳动的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,一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置,包括关风机1和反应料仓2,关风机1为变频式,关风机1设置在反应料仓2的顶部,关风机1的出料口依次设有通过管道连接的旋风收料器3、脉冲除尘器4、冷凝器5和引风机6,旋风收料器3、脉冲除尘器4的外侧均设有保温棉;
反应料仓2的顶部设有热风测温探头,外侧设有冷却水夹套212,反应料仓2的内部设有6个主扰流板21和5个副扰流板22,主扰流板21呈交叉式设置在反应料仓2的内壁,每个副扰流板22设置在两个主扰流板21之间;反应料仓2的底部一侧设有压缩空气喷嘴23,压缩空气喷嘴23的上方对称设有第一进料口24和第二进料口25,压缩空气喷嘴23连接有空气压缩机26;
第一进料口24连接有变频螺杆进料器27,变频螺杆进料器27连接有氢氧化钡储存罐28;第二进料口25设有雾化盘29,雾化盘29通过管道连接有硬脂酸储存罐210,雾化盘29和硬脂酸储存罐210之间的管道上设有变频流量泵211。
如图2,超细硬脂酸钡粉体的制备工艺的流程图;
实施例1,一种超细硬脂酸钡粉体的制备工艺,工艺包括以下步骤:
S1、首先打开空气压缩机、关风机和引风机,压缩空气从反应料仓的底部压缩空气喷嘴进入反应料仓,经关风机后依次进入旋风收料器、脉冲除尘器和冷凝器,从引风机出口排出废气;压缩空气的温度控制在80~90℃,压缩空气的压力在0.6~0.9MPa;
S2、硬脂酸储存罐内熔化的油状硬脂酸通过变频流量泵并经雾化盘,以小液滴分散进入到反应料仓,其中,硬脂酸的C18含量为40%;氢氧化钡储存罐内一水合氢氧化钡粉体通过螺杆进料器同步加入到反应料仓,其中,氢氧化钡粉体的目数为200目;通过变频流量泵和变频螺杆进料器分别控制硬脂酸和氢氧化钡的进料速度,将硬脂酸和氢氧化钡的进料摩尔比控制在1:1.03;在高速气流下,硬脂酸液滴和氢氧化钡粉体在反应料仓内反复碰撞、摩擦、剪切和粉碎,反应生成了超细硬脂酸钡粉体和少量水并放出一定热量;
S3、反应料仓内的温度由热风测温探头在线监控,通过向冷却水夹套输送冷却水对反应料仓进行降温,控制反应料仓内温度维持在80~90℃;
S4、控温状态下的超细硬脂酸钡粉体和水气通过关风机进入旋风收料器,超细硬脂酸钡粉体在旋风收料器接收罐完成成品收集,其粒度分布见图3;水气和极少量超细硬脂酸钡粉体依次进入到脉冲除尘器和冷凝器,超细硬脂酸钡粉体在脉冲除尘器中被补集,水气在冷凝器中冷却成废水。
实施例2,本实施例的制备过程和步骤与实施例1基本相同,不同之处在于S2,
S2、硬脂酸储存罐内熔化的油状硬脂酸通过变频流量泵并经雾化盘,以小液滴分散进入到反应料仓,其中,硬脂酸的C18含量为42%;氢氧化钡储存罐内八水合氢氧化钡粉体通过螺杆进料器同步加入到反应料仓,其中,氢氧化钡粉体的目数为100目;通过变频流量泵和变频螺杆进料器分别控制硬脂酸和氢氧化钡的进料速度,将硬脂酸和氢氧化钡的进料摩尔比控制在1:1.05;在高速气流下,硬脂酸液滴和氢氧化钡粉体在反应料仓内反复碰撞、摩擦、剪切和粉碎,反应生成了超细硬脂酸钡粉体和少量水并放出一定热量;
分别对以上实施例1、实施例2得到的超细硬脂酸钡粉体理化参数进行测试,测试结果如下表:
项目 参考指标 实施例1 实施例2
外观 白色粉体 白色粉体 白色粉体
白度(%) >98 99.5 98.9
钡含量(%) 19~21 19.35 19.88
游离酸(%) ≤0.5 0.23 0.21
加热减量(%) ≤2 0.3 0.3
熔点(℃) >210 >210 >210
粒度(μm,以D50计) <100 7.1 7.4
通过本发明的超细硬脂酸钡粉体生产装置可一次性连续式完成硬脂酸钡的合成、粉碎和干燥工作,极大提升了硬脂酸钡的生产效率;通过本发明制得的超细硬脂酸钡粉体粒度控制在20μm以内,远低于市售硬脂酸钡的50~120μm,在下游特定应用场景下更具优势。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置,其特征在于,包括关风机(1)和反应料仓(2),所述关风机(1)设置在所述反应料仓(2)的顶部,所述关风机(1)的出料口依次设有通过管道连接的旋风收料器(3)、脉冲除尘器(4)、冷凝器(5)和引风机(6);
所述反应料仓(2)的内部设有若干个主扰流板(21)和副扰流板(22),所述反应料仓(2)的底部一侧设有压缩空气喷嘴(23),所述压缩空气喷嘴(23)的上方对称设有第一进料口(24)和第二进料口(25),所述压缩空气喷嘴(23)连接有空气压缩机(26)。
2.根据权利要求1所述的一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置,其特征在于,若干个所述主扰流板(21)呈交叉式设置在所述反应料仓(2)的内壁,每个所述副扰流板(22)设置在两个所述主扰流板(21)之间。
3.根据权利要求1所述的一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置,其特征在于,所述关风机(1)为变频式,所述反应料仓(2)的顶部设有热风测温探头,外侧设有冷却水夹套(212)。
4.根据权利要求1所述的一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置,其特征在于,所述第一进料口(24)连接有变频螺杆进料器(27),所述变频螺杆进料器(27)连接有氢氧化钡储存罐(28);所述第二进料口(25)设有雾化盘(29),所述雾化盘(29)通过管道连接有硬脂酸储存罐(210),所述雾化盘(29)和所述硬脂酸储存罐(210)之间的管道上设有变频流量泵(211)。
5.根据权利要求1所述的一种超细硬脂酸钡粉体的生产装置,其特征在于,所述旋风收料器(3)、所述脉冲除尘器(4)的外侧均设有保温棉。
6.一种超细硬脂酸钡粉体的制备工艺,采用如权利要求1-5的超细硬脂酸钡粉体的生产装置制备超细硬脂酸钡粉体,所述工艺包括以下步骤:
S1、首先打开空气压缩机、关风机和引风机,压缩空气从反应料仓的底部压缩空气喷嘴进入反应料仓,经关风机后依次进入旋风收料器、脉冲除尘器和冷凝器,从引风机出口排出废气;
S2、通过变频流量泵和变频螺杆进料器分别控制硬脂酸和氢氧化钡的进料速度,将硬脂酸和氢氧化钡的进料摩尔比控制在1:1~1:1.1;硬脂酸储存罐内熔化的油状硬脂酸通过变频流量泵并经雾化盘,以小液滴分散进入到反应料仓;氢氧化钡储存罐内氢氧化钡粉体通过螺杆进料器同步加入到反应料仓;在高速气流下,硬脂酸液滴和氢氧化钡粉体在反应料仓内反复碰撞、摩擦、剪切和粉碎,反应生成了超细硬脂酸钡粉体和少量水并放出一定热量;
S3、反应料仓内的温度由热风测温探头在线监控,通过向冷却水夹套输送冷却水对反应料仓进行降温,控制反应料仓内温度维持在80~90℃;
S4、控温状态下的超细硬脂酸钡粉体和水气通过关风机进入旋风收料器,超细硬脂酸钡粉体在旋风收料器接收罐完成成品收集;水气和极少量超细硬脂酸钡粉体依次进入到脉冲除尘器和冷凝器,超细硬脂酸钡粉体在脉冲除尘器中被补集,水气在冷凝器中冷却成废水。
7.根据权利要求6所述的一种超细硬脂酸钡粉体的制备工艺,其特征在于,所述S2中硬脂酸的C18含量在38%~44%。
8.根据权利要求6所述的一种超细硬脂酸钡粉体的制备工艺,其特征在于,所述S2中氢氧化钡为一水合氢氧化钡粉体、八水合氢氧化钡粉体或两者的混合物,氢氧化钡粉体的目数在50~200目。
9.根据权利要求6所述的一种超细硬脂酸钡粉体的制备工艺,其特征在于,所述S2中硬脂酸和氢氧化钡的进料摩尔比控制在1:1.03~1:1.05。
10.根据权利要求6所述的一种超细硬脂酸钡粉体的制备工艺,其特征在于,所述S1中压缩空气的温度控制在80~90℃,压缩空气的压力在0.6~0.9MPa。
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