一種ptfe懸浮樹脂的干燥系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種PTFE懸浮樹脂的干燥系統(tǒng)及方法，屬于PTFE懸浮樹脂后處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯(簡稱PTFE)懸浮樹脂是一種重要的高分子材料，廣泛應(yīng)用于軍工、電子、化工、機(jī)械等領(lǐng)域。聚四氟乙烯懸浮樹脂的生產(chǎn)一般由聚合、粉碎、干燥三部分組成，即先將四氟乙烯通過管道送至反應(yīng)釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)生成的PTFE樹脂先送至搗碎桶進(jìn)行粉碎，再將粉碎后樹脂送至干燥系統(tǒng)進(jìn)行干燥。
[0003]目前PTFE懸浮樹脂常用的干燥方法有三種，分別是烘箱干燥、氣流干燥、振動流化床干燥。由于烘箱干燥的效率低，振動流化床干燥工藝復(fù)雜，因此最為常用的是氣流干燥。傳統(tǒng)的氣流干燥流程如下，如圖1所示:
[0004](I)、空氣通過風(fēng)機(jī)加壓后，經(jīng)過濾器、加熱器加熱后與濕物料進(jìn)行混合，送至干燥管進(jìn)行干燥，然后經(jīng)旋風(fēng)分離器分離得到熱的、干物料，濕空氣通過尾料旋風(fēng)分離器、袋式補(bǔ)集器收集后經(jīng)排濕風(fēng)機(jī)放空。
[0005](2)、冷空氣經(jīng)過濾器、冷卻器降溫、過濾后與高溫物料混合進(jìn)入冷卻管進(jìn)行冷卻，再經(jīng)過旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，得到30±5°C的物料。冷風(fēng)再經(jīng)過單獨的尾料旋風(fēng)分離器、袋式除塵器收集尾料后，排放到大氣中。
[0006](3)、由于PTFE在溫度大于18°C時產(chǎn)品的物理性能下降，因此一次冷卻后的物料往往不能直接包裝，需要二次冷卻。二次冷卻可采用冷料間自然冷卻(冷卻8?12小時)，也可采用二級冷風(fēng)混合冷卻(流程同第二步)。
[0007]傳統(tǒng)的氣流干燥存在的問題:
[0008](I)、干燥時能耗高，熱能利用率低。主要體現(xiàn)在，物料在干燥管中的停留時間段，大多數(shù)的熱空氣尚未來得及與物料進(jìn)行熱交換就已經(jīng)排出系統(tǒng)，同時排出系統(tǒng)的熱空氣直接放掉了。
[0009](2)、冷料時能耗高，流程復(fù)雜，尾料多。主要體現(xiàn)在，物料在冷卻管內(nèi)的停留時間短，僅有幾秒鐘，排放掉的冷風(fēng)仍是低溫，同時旋風(fēng)分離器的分離效果差，會夾帶較多的尾料出去，即使設(shè)置袋式除塵器也會有較多的尾料排入到大氣中。
[0010](3)、產(chǎn)品的清潔度差。主要體現(xiàn)在，熱風(fēng)、冷風(fēng)均為直流風(fēng)，風(fēng)量大，空氣中夾帶的粉塵多，常規(guī)的過濾器很難將空氣中的粉塵去除干凈。
[0011](4)、物料的水含量偏高，很難達(dá)到0.02%以下，很難滿足某些客戶的需求。主要體現(xiàn)在，PTFE樹脂在高于18°C分子鏈上氟原子向內(nèi)收攏，會將樹脂中的包裹的水分子抓住，不宜揮發(fā)出來，因此水含量偏高。而水含量偏高極易導(dǎo)致PTFE樹脂在加工成型時開裂、有氣泡等現(xiàn)象，導(dǎo)致最終制品不能使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明目的是提供一種PTFE懸浮樹脂的干燥系統(tǒng)，以實現(xiàn)節(jié)能、提高產(chǎn)品清潔度、降低收料溫度的作用。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0014]—種PTFE懸浮樹脂的干燥系統(tǒng)，包括濕熱尾氣循環(huán)系統(tǒng)和冷風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)；其中，
[0015]所述濕熱尾氣循環(huán)系統(tǒng)由廢熱回收器、高效過濾器、電加熱器、熱風(fēng)混合器、干燥管、旋風(fēng)分離器、尾料補(bǔ)集器組成循環(huán)系統(tǒng)；
[0016]所述冷風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)由中效過濾器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、表冷器、流化床、尾料補(bǔ)集器組成循環(huán)系統(tǒng)；所述中效過濾器中的旋風(fēng)分離器與所述冷風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)中的流化床相連。
[0017]本發(fā)明在現(xiàn)有干燥系統(tǒng)中增加廢熱回收器形成濕熱尾氣循環(huán)系統(tǒng)，將旋風(fēng)分離器排放的熱尾氣與新風(fēng)在廢熱回收器中進(jìn)行熱交換，將60%的余熱回收后循環(huán)使用，節(jié)能30%以上；
[0018]同時，本發(fā)明增設(shè)了轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、表冷器、流化床設(shè)備并形成冷風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。選擇振動流化床作為冷卻器可使空氣與物料充分接觸，并通過調(diào)整振動頻率以及斷面尺寸，控制物料在振動流化床內(nèi)停留時間，可確保物料在振動流化床的中后端的溫度低于18°C，PTFE樹脂分子鏈上的氟原子向外張開，在冷空氣的帶動下，原本被包裹的水分子迅速揮發(fā)，使物料水含量控制在0.02%以下，保證產(chǎn)品質(zhì)量。而流化床排放的冷空氣再經(jīng)循環(huán)利用，回收率達(dá)60%以上，節(jié)能達(dá)30%以上，有效降低能耗，且由于80%冷風(fēng)是循環(huán)風(fēng)，冷風(fēng)夾帶的尾料會繼續(xù)返回系統(tǒng)，減少了尾料排放量，與使用全新風(fēng)相比，含水量低，清潔度高，有利于進(jìn)一步提尚廣品的清潔度。
[0019]本發(fā)明還提供一種利用上述干燥系統(tǒng)的干燥方法，包括干燥和冷卻工序。
[0020]其中，所述干燥工序的具體步驟為:通過風(fēng)機(jī)加壓并經(jīng)中效過濾器過濾的新風(fēng)進(jìn)入廢熱回收器，與熱尾氣進(jìn)行熱交換；再經(jīng)高效過濾器、電加熱器、熱風(fēng)混合器、干燥管進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離得到高溫干物料進(jìn)入流化床；而旋風(fēng)分離器排放的熱尾氣則經(jīng)尾料補(bǔ)集器進(jìn)入廢熱回收器，與新風(fēng)熱交換后再由廢熱回收風(fēng)機(jī)放空；
[0021]在所述干燥工序中，進(jìn)入干燥管的新風(fēng)溫度為240?260°C，排出的熱尾氣溫度為140 ?160。。。
[0022]在所述干燥工序中，旋風(fēng)分離器排放的熱尾氣在廢熱回收器中與新風(fēng)進(jìn)行熱交換，將新風(fēng)預(yù)熱至90?110°C，可將60%的余熱回收循環(huán)利用。
[0023]在上述干燥方法中，所述冷卻工序的具體步驟為:經(jīng)粗效過濾器過濾后的新風(fēng)與來自尾料補(bǔ)集器的冷空氣混合，再經(jīng)中效過濾器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、表冷器，進(jìn)入流化床，與高溫干物料混合進(jìn)行冷卻，得到溫度在18°C以下的物料；而換熱后的冷空氣經(jīng)尾料補(bǔ)集器過濾后再次與新風(fēng)混合。新風(fēng)與冷空氣混合經(jīng)處理后再與高溫干物料混合，可防止高溫干物料在冷卻時受潮，影響產(chǎn)品品質(zhì)。
[0024]在所述冷卻工序中，從振動流化床出來的冷空氣溫度在18?25°C，相對濕度20%?35% ;所述新風(fēng)與冷空氣混合后經(jīng)表冷器降溫至5?10°C進(jìn)入流化床。其中，所述新風(fēng)與冷空氣的混合體積比為1.5?2.5:8.5?7.5，優(yōu)選2:8。
[0025]相比現(xiàn)有干燥工藝，本發(fā)明所述的干燥方法具有如下有益效果:
[0026]I)干燥工序中，旋風(fēng)分離器排放的熱尾氣與新風(fēng)在廢熱回收器中進(jìn)行熱交換，將60 %的余熱回收后循環(huán)使用，節(jié)能30 %以上。
[0027]2)冷卻工序中，如果采用全新風(fēng)進(jìn)行冷卻，由于新風(fēng)中水含量高(例如:四川地區(qū)夏季的最熱月平均溫度為33.2°C，相對濕度為82% )，降溫時大部分的冷負(fù)荷用于排除空氣中的冷凝水，則冷量消耗量非常大；而采用本發(fā)明所述的冷卻工序，對流化床排放的冷空氣循環(huán)再利用，回收60%以上的冷量，節(jié)能30%以上，能耗非常低。
[0028]3)冷卻工序中，由于80%的冷風(fēng)是循環(huán)風(fēng)，冷風(fēng)夾帶的尾料會繼續(xù)返回系統(tǒng)，減少了尾料排放量；而且與全新風(fēng)相比，冷風(fēng)的清潔度高，有利于進(jìn)一步提高產(chǎn)品的清潔度。此外，由于物料在冷卻時會有一部分水分蒸發(fā)出來，排出來的冷風(fēng)中水含量會增加，通過增加少量新風(fēng)可以平衡混合氣體的含濕量，再經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)行消除。比如:新風(fēng)的含濕量為Ig/公斤干空氣，冷風(fēng)出來的含濕量為3g/公斤干空氣，混合后的含濕量為2.6g/公斤干空氣，這樣就可實現(xiàn)送至振動流化床的冷風(fēng)的含濕量一直處于2.6g/公斤干空氣。同時，由于物料中還會殘留有微量HF，通過新風(fēng)夾帶出去可避免HF的積聚，延長設(shè)備運(yùn)行有效期，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
[0029]4)與傳統(tǒng)工藝相比，產(chǎn)品的水含量可由0.04%