氯化聚乙烯(CPE)是一種飽和高分子材料,是由高密度聚乙烯(HDPE)經氯化取代反應制得的高分子材料。它的分子鏈上含有氯原子,其氯含量一般在25% - 45%左右。這種材料具有良好的柔韌性、耐候性、耐化學腐蝕性等多種優良性能,韌性良好(在-30℃仍有柔韌性),與其它高分子材料具有良好的相容性,分解溫度較高。國內對高性能阻燃橡膠的需求越來越大,特別是電線電纜行業、汽車配件制造業的發展,帶動了對橡膠型CPE的消費需求。橡膠型CPE是一種綜合性能優良、耐老化、阻燃性佳的特種合成橡膠。主要應用于:電線電纜(煤礦用電纜、UL及VDE等標準中規定的電線)、液壓膠管、車用膠管、膠帶、膠板、PVC管材改性、磁性材料、ABS改性等等。
隨著對材料性能要求的不斷提高,CPE的市場前景較為廣闊。在環保要求日益嚴格的背景下,開發綠色環保型的CPE產品是一個重要的發展方向。例如,研究低毒、可降解的CPE材料,以滿足可持續發展的需求。同時,通過改進生產工藝,提高產品質量和性能,降低生產成本,也將有助于CPE在更多領域得到應用。
在氯化聚乙烯的生產工藝中,需要進行干燥后制成粉末。雖然CPE原料單一易得,生產工藝簡單,但國內CPE的干燥長期采用氣流干燥或者間歇式流化床干燥。經過離心機離心分離脫水后CPE濕料含水率在35%~50%左右,要求干燥后成品含水率小于0.3%。因此采用氣流式干燥無法一次達到要求,必須反復多次;而采用間歇式固定流化床來干燥CPE,雖能達到產品要求。但由于干粉CPE在超過65℃時易軟化結塊,極易使床層結塊而死床,使得CPE的流化床干燥溫度要不斷調整。因此生產周期長、勞動強度大、能耗高、操作不便的干燥方式在生產上很難推廣。
江蘇龍鑫技術人員改進氣流干燥、流化床干燥器工藝,研制開發了強化氣流串聯沸騰流化床的二級連續干燥機,在CPE濾餅的干燥上取得成功突破。新型氯化聚乙烯氣流串聯
流化床干燥機組采用高效節能的技術工藝和自動化控制系統,精que控制干燥溫度,提高產品質量穩定性的同時,減少能源消耗和原材料浪費,降低生產成本,使CPE產品在市場上更具價格優勢,促進其市場份額的擴大。
氯化聚乙烯氣流串聯流化床二級干燥機組 工藝設計
(1) 根據現有CPE干燥生產線的實際使用情況,一級強化氣流干燥機設計進風溫度t1=115~120℃,出風溫度t2=35℃。配置雙螺旋進料器進行推進式進料,并在進料時輔助進入碳酸鈣(約1%),以降低物料的粘性,促進物料的流動性,螺旋輸送器采用變頻調速,并根據閃蒸干燥機的出風溫度進行自動調節加料速度,以確保本工段產品的水分穩定性。
強化氣流干燥配置一級旋風分離器進行出料,出料口配置連續出料的關風機(口徑為Ф250mm),出來的產品直接進入流化床內進行進一步干燥。
(2) 流化床干燥機為連續式干燥,通過5個直徑為Ф2.6m的天方地圓形干燥室串聯式干燥后達到干燥目的。該工段的物料干燥時間為2~2.5h,干燥溫度從120℃遞減至90℃。物料靜床高度為400mm,動床高度約為1000mm。流化床床板為舌形孔,開孔率為8%。
流化床的主體配置擴大段,以降低風速,減少物料夾帶。流化床的每個干燥單元配置獨立的加熱器、送風機和空氣過濾器,送風機均采用變頻控制,以方便調節合理的風量風壓,進風溫度可根據預先設定值進行自動調節。系統配置3套除塵器(每套為2個并聯的Ф1.6m旋風)和3臺引風機,每套旋風的下料直接回至干燥床內進行再干燥。
(3) 本生產線配置獨立的冷卻流化床,與干燥床串聯工作,連續進出料。冷卻床的進風溫度設定為10~15℃,并需配置冷凍除濕功能,冷卻后的物料溫度≤40℃。除塵系統為一級旋風,旋風收得的物料直接回至冷卻床的出料口。
(4) 對干燥床的zui后單元排風(約80℃)進行余熱回收,作為閃蒸干燥的新風,以節約能耗。所有排風集中至水膜除塵器進行環保處理,水膜壓降為800Pa。
氯化聚乙烯氣流串聯流化床二級干燥機組 技術改進
(1) 離心脫水后的CPE濾餅可以用新型連續式固定流化床進行干燥,在流化床前設置一級強化氣流干燥預處理CPE濾餅,消除大團塊。
(2) 干燥CPE濾餅的連續式固定流化床干燥器,其5個干燥室的進風溫度分別為120、l15、100、90、80℃,可以得到連續穩定含水、不結塊的成品。
(3) 固定流化床的多孔板要采用舌形板.且按一定的規律布置。流化床上部的氣粉分離段要采用特殊設計。
(4) 強化氣流和沸騰流化床二級連續干燥機除了可以滿足物料一般用途的干燥外,更可用于要求產品含水量低。干燥時間長的物料的干燥,特別適用于熱敏性的、軟化點低的物料。
氯化聚乙烯氣流串聯流化床二級干燥組 技術優勢
(1) 干燥效果顯著
深度干燥:通過氣流干燥與沸騰流化床干燥的二級組合,能夠使氯化聚乙烯物料得到更充分、更徹底的干燥。一級氣流干燥可快速去除物料表面的大量水分,二級沸騰流化床干燥則能進一步去除內部殘留水分,使產品的含水量可控制在極低水平,一般能達到0.1%~0.5%以下,滿足高品質氯化聚乙烯產品對含水量的嚴格要求。
干燥均勻性好:在沸騰流化床干燥階段,物料處于流化狀態,與熱氣流充分接觸且不斷翻動,使得物料受熱均勻,避免了局部過熱或干燥不完全的情況,保證了產品質量的穩定性和一致性,干燥后的氯化聚乙烯產品粒度均勻、分散性好,不會出現結塊現象。
(2) 干燥效率高
快速干燥:氣流干燥利用高速熱氣流使物料懸浮并快速干燥,傳熱傳質效率高,能在短時間內去除大量水分。而沸騰流化床干燥也具有較高的干燥速率,二者結合進一步縮短了整體干燥時間,大大提高了生產效率,適用于大規模連續化生產。
高效節能:熱氣流在干燥過程中可循環利用,減少了能源的浪費。同時,設備的加熱系統和氣流系統經過優化設計,能夠更有效地利用能源,降低了單位產品的能耗,從而節約生產成本。
(3) 產品質量提升
保持物料特性:該干燥機采用溫和的干燥方式,對氯化聚乙烯的物理和化學性質影響較小,能夠有效保留其優良的耐候性、耐臭氧、耐化學藥品及耐老化性能,以及良好的耐油性、阻燃性和著色性能等,確保產品在后續加工和應用中的性能穩定。
提高純度:配備先進的控制系統,可實現對干燥過程中各項參數的精que監測和自動控制,保證產品質量的一致性,可有效去除干燥過程中產生的粉塵和氯化氫氣體等雜質,同時減少物料的損失,提高了產品的純度,使其更適合用于gao端應用領域。
(4) 操作靈活性強
物料適應性廣:對氯化聚乙烯物料的含水量、粒度等具有較寬的適應范圍,可處理不同初始狀態的物料。無論是濕含量較高的物料,還是粒度大小不同的物料,都能通過調整干燥工藝參數,如進料速度、熱氣流溫度和流速等,實現良好的干燥效果,滿足不同生產工藝和產品規格的要求。
生產能力可調:設備的生產能力可以根據用戶的實際需求進行靈活調整,通過調節進料速度、熱氣流參數以及干燥時間等,可實現不同產量的生產,適應不同規模企業的生產需求,具有較強的市場競爭力。
(5) 設備穩定性高
結構設計合理:干燥機的整體結構設計科學合理,采用優質的材料和先進的制造工藝,具有良好的機械強度和穩定性,能夠承受長時間的連續運行,減少了設備故障和維修次數,提高了設備的使用壽命。
控制系統精que:配備先進的控制系統,可實現對干燥過程中各項參數的精que監測和自動控制,如溫度、濕度、氣流速度、進料速度等,確保干燥過程穩定、可靠地進行,保證產品質量的一致性。同時,控制系統還具有故障報警和自動保護功能,提高了設備運行的安全性和可靠性。