CN206678225U - 一种新型塑料干燥装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种新型塑料干燥装置，属于塑料干燥领域，目的在于解决现有的塑料干燥装置的能耗较高，导致企业生产成本负担较大的问题。该装置包括支撑架、设置在支撑架上的料斗、板式换热器、第一管道、加热装置、风机、第二管道、设置在料斗上端的排气口、第三管道，所述料斗包括筒身、设置在筒身下端的锥形筒底，所述料斗上、下端分别设置有塑料进口、塑料出口。本实用新型能显著提高塑料干燥装置的干燥效率，通过干燥效率的提升，降低干燥装置的能耗，具有较高的应用价值和显著的经济价值，值得大规模推广和应用。

Description

一种新型塑料干燥装置

技术领域

本实用新型涉及化工领域，尤其是塑料干燥领域，具体为一种新型塑料干燥装置。

背景技术

塑料粒子，是塑料颗粒的俗称。在塑料制造行业中，由于塑料颗粒的干燥程度与最终产品的透明度，色泽纯度，包括弯曲、扭转、弹性、张力指数、屈服度等的机械特性和包括绝缘性、传导率等的电气特性密切相关，因此，在塑料颗粒送入注塑机、挤出机、吸塑机或者其它塑料加工机械之前，必须进行相应的干燥处理。进一步，在塑料颗粒转变领域，非常重要的处理是在其转变或聚合之前，例如在其被成型为异型物体之前对颗粒进行的干燥工艺。在转变或聚合过程中，颗粒将在较高温度下熔融，若颗粒中存在水分，水分均会成为聚合物分子链中的组分，导致聚合物链断裂以及在聚合材料中产生气泡、气孔和/或表面缺陷，进而影响塑料制品的性能。

迄今已经提出了很多用于塑料材料颗粒的干燥方法，但目前应用最为广泛的为干燥空气法，即：使加热后的空气流经颗粒物料，以从中除去相应的水分。然而，现有塑料干燥装置的能耗较高，导致干燥在塑料生产成本中所占的比重较大。尤其是近年来，对于塑料异味去除要求的提升，导致塑料往往需要进行多次干燥，这使得塑料制造企业的生产成本大幅上升，严重制约相关企业的发展。

为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

发明内容

发明人研究后发现，现有的塑料干燥装置的能耗较高，导致企业生产成本负担较大的问题，提供一种新型塑料干燥装置。本实用新型能显著提高塑料干燥装置的干燥效率，通过干燥效率的提升，降低干燥装置的能耗，具有较高的应用价值和显著的经济价值，值得大规模推广和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型塑料干燥装置，包括支撑架、设置在支撑架上的料斗、板式换热器、第一管道、加热装置、风机、第二管道、设置在料斗上端的排气口、第三管道，所述料斗包括筒身、设置在筒身下端的锥形筒底，所述料斗上、下端分别设置有塑料进口、塑料出口；

所述板式换热器上分别设置有用于空气进入的冷风进口、冷风出口、热风进口、热风出口，所述冷风出口依次通过第一管道、加热装置与风机相连且经板式换热器预热后的空气能在风机的带动下依次通过冷风出口、第一管道、加热装置后进入风机中，所述风机通过第二管道与锥形筒底内部相连且加热后的空气在风机的带动下能通过第二管道、锥形筒底进入料斗内并对料斗内的塑料进行干燥；

所述排气口通过第三管道与热风进口相连且对塑料干燥后的尾气经排气口、第三管道、热风进口进入板式换热器中进行换热并通过热风出口排出。

还包括通气防护罩，所述通气防护罩设置在第二管道的末端且通气防护罩位于锥形筒底内。

所述锥形筒底内壁上设置有若干个沿竖直方向的凸起。

所述板式换热器包括若干个依次相连的换热组，所述换热组包括若干块换热板片，所述换热板片等间距设置且相邻换热板片之间的间距为5~8mm，所述换热板片采用亲水铝箔制备而成，且该板式换热器风路采用叉逆流方式。

所述换热板片的一侧侧壁设置有防止干燥尾气中杂质附着的陶瓷纳米涂层，相邻两个换热板片设置有陶瓷纳米涂层的一侧相向设置并形成供干燥尾气通过的热流流道。

所述陶瓷纳米涂层为二硼化钛/镍涂层。

所述换热板片采用0.1~0.2mm的亲水铝箔制备而成。

所述换热板片的另一侧侧壁为光滑平面，相邻两个换热板片的光滑平面一侧相向设置并形成冷流流道。

所述换热板片位于冷流流道一侧的侧壁上自下而上还设置有螺旋形凸起或与换热板片长度方向相垂直的条形凸起。

所述螺旋形凸起或条形凸起为金属铝涂层。

还包括与热风出口相连的尾气除尘装置。

还包括去尾气除尘装置相连的气味去除装置，所述气味去除装置内设置有活性炭。

还包括温度测定装置，所述温度测定装置分别设置在筒身、锥形筒底内。

针对前述问题，本发明提供一种塑料干燥装置。其工作过程如下：空气经冷风进口进入板式换热器后，预热至40~70℃，再经冷风出口排出；预热后的气体依次通过第一管道、加热装置加热至120~130℃，加热后的空气在风机的带动下，依次通过第二管道、锥形筒底进入料斗内，从而对料斗内的塑料进行干燥；在该过程中，加热后的空气在锥形筒底的带动下，能够形成旋流，从而对料斗内的塑料进行均匀加热，保证干燥的效果；在对塑料进行干燥后，干燥后的尾气（温度为80℃左右）经排气口、第三管道、热风进口进入板式换热器中进行换热，从而对从冷风进口进入的空气进行预热，换热后的尾气则通过热风出口排出，实现对塑料的干燥过程。

本实用新型通过塑料干燥装置结构的设计，实现了对塑料尾气余热的二次利用，从而减少加热装置的能耗，实现节能的目的。

进一步，还包括通气防护罩，通气防护罩设置在第二管道的末端且通气防护罩位于锥形筒底内。通气防护罩能够有效防止塑料倒吸如第二管道内，从而避免对风机等设备的损坏，保证装置的正常运行。

锥形筒底内壁上设置有若干个沿竖直方向的凸起，凸起为条状凸起且沿锥形筒底内壁竖直方向设置。采用该方式，气体通过凸起时，凸起能够起到搅拌加热，从而加热气体与塑料之间的换热，进而提高换热效率。

现有国家标准(GB 16409-1996)的基础上设计的板式换热器换热效率大概在30%左右，换热率低下导致换热后的气体应用范围狭小不便于二次使用，而如何提高换热效率是目前的一大技术难点。

为了更好地提高余热回收效率，本发明还对换热器的结构进行了全新的设计：该换热器为板式换热器，板式换热器包括若干个依次相连的换热组，换热组包括若干块换热板片，换热板片等间距设置且相邻换热板片之间的间距为5~8mm，换热板片采用亲水铝箔制备而成，且该板式换热器风路采用叉逆流方式。

本发明的最大效果在于通过改变工业标准中的换热片距离，通过缩短换热片的使用寿命，从而提高换热率，使得从常规的15~20%左右的换热率能最高提高到56%的换热率，从而实现对能源的回收，通过损耗和收益的计算对比，一组换热器芯体的损耗可以换来直接经济利益5到17万人民币，因此本发明中的气体换热器有着极大的经济价值，值得推广。同时，本发明中，尾气自上而下从流道通过，空气自侧下部至侧上部从另一个流道流过，形成“叉逆流”，采用该方式，不仅能节省材料，减轻设备重量，降低造价成本，还能显著提升换热效率。通过对换热器结构的改进，使本发明能够利用60~80℃范围内的尾气，尾气回收温度范围的降低，意味着应用范围的增加，其对工业应用具有重要的应用价值；并使得热风流动分布均匀，换热效率进一步提高，具有显著的技术进步。

换热片之间的空间为通风道，热风道和冷风道交替设置。

进一步，换热板片的一侧侧壁设置有防止干燥尾气中杂质附着的陶瓷纳米涂层，相邻两个换热板片设置有陶瓷纳米涂层的一侧相向设置并形成供干燥尾气通过的热流流道。陶瓷纳米涂层为二硼化钛/镍涂层，换热板片采用0.1~0.2mm的亲水铝箔制备而成；换热板片的另一侧侧壁为光滑平面，相邻两个换热板片的光滑平面一侧相向设置并形成冷流流道。

本发明中，换热板片采用0.1~0.2mm的亲水铝箔制备而成，采用该结构，其表面覆膜一层亲水层，冷凝水在亲水铝箔上会迅速散开，不会凝结成水珠，增大热交换面积，加快制冷制热速度，还有效避免冷凝水阻碍空气流动而产生的噪音，也使得换热效率能提升5%左右。

进一步，换热板片位于冷流流道一侧的侧壁上自下而上还设置有螺旋形凸起或与换热板片长度方向相垂直的条形凸起。本发明中，在换热板片的一面设置凸起，这种凸起与换热板片之间形成波纹状的流道，具有“静搅拌”作用，在过流时形成湍流，增加换热量，减少热损失，提升热交换效率。

综上所述，本实用新型提供一种新型塑料干燥装置，其实现了干燥尾气余热的充分回收利用，从而达到节能减排的目的。同时，本实用新型对换热的结构进行了全新的创新设计：换热器风路采用叉逆流方式，较传统的I和L型风路增大了15%的换热面积，提高了换热效率10%左右；换热芯体使用厚度0.2mm的纳米陶瓷涂层腹膜的亲水铝箔，间距根据风量要求设计为5~8mm，耐压能力仍达到了1000pa，较传统恒压式换热器设计又增大了20%的换热面积，从而再次提升20%的换热效率。

实际应用结果表明：较传统的15%~20%换热效率基础上，本申请的产品安装使用后达到了45%~50%的换热效率，具有极好的节能减排效果。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，

图1为实施例1的装置结构示意图。

图2是本实用新型中换热器芯体的结构示意图。

其中：1、支撑架，2、板式换热器，3、风机，4、第二管道，5、第三管道，6、筒身，7、锥形筒底，8、冷风进口，9、冷风出口，10、热风进口，11、热风出口，21是换热片，22是陶瓷涂层，23是热风道，24是冷风道。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

本实施例的塑料干燥装置，包括支撑架、设置在支撑架上的料斗、板式换热器、第一管道、加热装置、风机、第二管道、设置在料斗上端的排气口、第三管道，料斗包括筒身、设置在筒身下端的锥形筒底，料斗上、下端分别设置有塑料进口、塑料出口。

板式换热器上分别设置有用于空气进入的冷风进口、冷风出口、热风进口、热风出口，冷风出口依次通过第一管道、加热装置与风机相连，风机通过第二管道与锥形筒底内部相连，排气口通过第三管道与热风进口相连。

作为优选，本实施例中，还包括通气防护罩，通气防护罩设置在第二管道的末端且通气防护罩位于锥形筒底内。进一步，锥形筒底内壁上设置有若干个沿竖直方向的凸起。

本实施例中，还包括温度测定装置，温度测定装置为两个且分别设置在筒身、锥形筒底内。

图2是本实用新型的一个结构示意图，从板式换热器的原理来看，本发明和传统的板式换热器原理一样，且结构基本相识；本发明中最大的不同处在于换热片之间的距离设置，和对于热风通道避免上的涂层设置。

传统的板式换热器一般用于液体的换热，且液体的温度非常高，因此在工业标准中对于换热片的间距要求不是特别高，一般的换热片的间距在几毫米到几十毫米之间，并且因为是液体，考虑到液压的问题，换热片一般均采用金属片。因此这种设置的换热芯体使用寿命非常长，可以长达几年。

本方案中的之所以采用将换热片的距离设置为5~8mm，是因为通过计算和实际应用操作后得到一个结果，就是冷空气与热空气的换热效率非常高，通过计算可以得到换热效率最高可以提高16%。但是，因为5~8mm是违背了现有设计的工业标准，所以就直接导致换热器芯体的使用周期非常短，在长时间的使用环境下，一组换热器只能使用一年的时间。

但是经过计算，因为换热效率的提升，使得换热后的气体温度最高可以达到80度左右，使得换热后的气体具有再次利用的价值，而对于换热后的气体的再次利用，可以减小对气体的加热时间和功耗，直接就减少了能耗的消耗，通过计算得出，一组换热芯体一年一换，成本只要3万人民币，而直接带来的能耗节约在8到20万之间。

塑料干燥行业属于低温干燥，对于塑料干燥的气体余热回收因为现有工业设计标准的原因导致换热效率低下，并没有同类换热器对其进行余热回收，因此，本方案中虽然仅仅是将换热片的间距进行了改变，违背了工业设计标准，由常规的尺寸改成了为5~8mm，但是取得的经济价值是非常巨大的，这种设计理念就是用换热片的寿命换取换热效率的提高，从而实现节能的目的，这种设计是符合专利法22条4款规定的实用性。

在本方案中，因为换热器使用的对象是塑料干燥，排出的气体中带有部分絮状物和水分。因此，换热片采用0.1~0.2mm的亲水铝箔，为了避免在热风通道中絮状物堵塞通道，在换热片构成的热风通道的两个壁面上设置一层纳米陶瓷涂层，纳米陶瓷涂层是具有纳米层状结构的二硼化钛/镍涂层该TiB₂/Ni涂层是由金属Ni和TiB₂原位复合而成，具有多层金属Ni层与TiB₂陶瓷层相互叠加而成的纳米层状结构，其中每层的厚度为6-60nm，金属Ni含量为5-30at.％；所述TiB₂/Ni涂层中金属Ni层与TiB₂陶瓷层的层数为20-100000层，每层金属Ni层的厚度为1-10nm，每层TiB₂层的厚度为5-50nm。该纳米陶瓷涂层使得换热片的热风道的壁面上具有了防止吸附的功能，使得热空气中的絮状物不能吸附在换热片的壁上。同样的，换热片构成的冷风道是通过自然风的，因为自然风是外部的干净风，不需要在风道壁面设置纳米陶瓷涂层，另一个目的不设置纳米陶瓷涂层可以节约成本。另外，考虑到冷风道和热风道中气压的稳定性，因此冷风道和热风道的壁面均需要设计成光滑平面，避免因为压差导致换热片的损耗。

本实施例装置的工作过程如下：空气经风机抽入板式换热器中进行预热后，在经加热装置加热至130℃，然后对料斗内的物料进行干燥，干燥后的尾气温度为80℃，经换热后的尾气通过热风出口进行尾气除尘装置、气味去除装置后排出。

经测定，该装置的平均换热效率为49.5%，具有较好的效果。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种新型塑料干燥装置，其特征在于，包括支撑架、设置在支撑架上的料斗、板式换热器、第一管道、加热装置、风机、第二管道、设置在料斗上端的排气口、第三管道，所述料斗包括筒身、设置在筒身下端的锥形筒底，所述料斗上、下端分别设置有塑料进口、塑料出口；

所述板式换热器上分别设置有用于空气进入的冷风进口、冷风出口、热风进口、热风出口，所述冷风出口依次通过第一管道、加热装置与风机相连且经板式换热器预热后的空气能在风机的带动下依次通过冷风出口、第一管道、加热装置后进入风机中，所述风机通过第二管道与锥形筒底内部相连且加热后的空气在风机的带动下能通过第二管道、锥形筒底进入料斗内并对料斗内的塑料进行干燥；

所述排气口通过第三管道与热风进口相连且对塑料干燥后的尾气经排气口、第三管道、热风进口进入板式换热器中进行换热并通过热风出口排出。

2.根据权利要求1所述新型塑料干燥装置，其特征在于，还包括通气防护罩，所述通气防护罩设置在第二管道的末端且通气防护罩位于锥形筒底内。

3.根据权利要求1所述新型塑料干燥装置，其特征在于，所述锥形筒底内壁上设置有若干个沿竖直方向的凸起。

4.根据权利要求1-3任一项所述新型塑料干燥装置，其特征在于，所述板式换热器包括若干个依次相连的换热组，所述换热组包括若干块换热板片，所述换热板片等间距设置且相邻换热板片之间的间距为5~8mm，所述换热板片采用亲水铝箔制备而成，且该板式换热器风路采用叉逆流方式。

5.根据权利要求4所述新型塑料干燥装置，其特征在于，所述换热板片的一侧侧壁设置有防止干燥尾气中杂质附着的陶瓷纳米涂层，相邻两个换热板片设置有陶瓷纳米涂层的一侧相向设置并形成供干燥尾气通过的热流流道。

6.根据权利要求4所述新型塑料干燥装置，其特征在于，所述换热板片采用0.1~0.2mm的亲水铝箔制备而成。

7.根据权利要求4所述新型塑料干燥装置，其特征在于，所述换热板片位于冷流流道一侧的侧壁上自下而上还设置有螺旋形凸起或与换热板片长度方向相垂直的条形凸起。

8.根据权利要求1-3、5-7任一项所述新型塑料干燥装置，其特征在于，还包括与热风出口相连的尾气除尘装置。

9.根据权利要求8所述新型塑料干燥装置，其特征在于，还包括去尾气除尘装置相连的气味去除装置，所述气味去除装置内设置有活性炭。

10.根据权利要求1-3、5-7、9任一项所述新型塑料干燥装置，其特征在于，还包括温度测定装置，所述温度测定装置分别设置在筒身、锥形筒底内。