聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统，包含：原料槽，放置待处理的聚丙烯物料；汽蒸反应器，其包含内壳和外壳，所述内壳和外壳之间的空间为夹层，所述内壳内的空间为内胆，所述内壳上设有进出料口、凝液出口和真空接口，所述外壳上设有加热介质进出口，其中，所述进出料口与所述原料槽通过进料管道连通，所述加热介质进出口与蒸汽管道连通；凝液罐，与所述汽蒸反应器的所述凝液出口通过凝液管道连通；真空泵，与所述汽蒸反应器的所述真空接口通过真空管道连通，所述真空接口还与所述蒸汽管道连通；产品仓，放置处理后的聚丙烯物料。

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统
本技术涉及聚丙烯物料的优化处理，尤其涉及一种聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统，特别是聚丙烯熔喷专用料深度脱除VOC及干燥的系统。
技术介绍
2020年初随着疫情蔓延全球，防疫物资原料成为“抢手货”，熔喷布因其产能有限，市场急缺。目前，国内缺少生产熔喷无纺布的企业，熔喷无纺布需求量非常大。国内聚丙烯生成企业担负起生产熔喷无纺布的责任，争分夺秒建设熔喷布生产线。聚丙烯熔喷专用料由于聚丙烯熔喷专用料在生产过程中存在的催化剂残留、助剂分解、树脂本身降解等多方面的因素，导致聚丙烯熔喷料气味较大、VOC含量高，与进口原料相比还有一定差距，无法直接用于医用口罩的生产。而面对全球疫情对医用物资的紧缺，熔喷专用料的VOC释放问题也成为亟待解决的问题之一。
技术实现思路
针对以上问题，本技术的目的之一在于提供一种聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统。该系统能够高效脱除聚丙烯物料中VOC含量，降低其气味等级，提高聚丙烯物料的质量，同时该系统能够实现对聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的一体化处理。该系统原理是针对聚丙烯物料的VOC含量高、气味大及软化点低特点，利用低压(0～0.09MPa.g，在此MPa.g是指采用表压来表示的压力)饱和蒸汽作为加热和脱气介质。为此，本技术提供一种聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统，包含：原料槽，放置待处理的聚丙烯物料；汽蒸反应器，其包含内壳和外壳，所述内壳和外壳之间的空间为夹层，所述内壳内的空间为内胆，所述内壳上设有进出料口、凝液出口和真空接口，所述外壳上设有加热介质进出口，其中，所述进出料口与所述原料槽通过进料管道连通；凝液罐，与所述凝液出口通过凝液管道连通；真空泵，与所述真空接口通过真空管道连通，所述真空接口还通过蒸汽管道与饱和蒸汽连通，所述饱和蒸汽为低压饱和蒸汽，其压力为0～0.09MPa.g；产品仓，放置处理后的聚丙烯物料。在一些实施例中，所述汽蒸反应器还包含使其回转的旋转装置。进一步地，在一些实施例中，所述汽蒸反应器优选为双锥回转式真空干燥机。所述双锥回转式真空干燥机例如但不限于中国专利CN110345715A所示的双锥回转式真空干燥机。在一些实施例中，所述真空接口还与氮气管道连通，所述加热介质进出口连接有加热介质输入管道和加热介质回收管道。在一些实施例中，所述真空管道延伸进入所述内壳内，且末端设有真空过滤器；所述真空管道与所述凝液罐之间连接有抽滤管道。进一步地，所述真空过滤器优选为烧结金属滤网。在一些实施例中，所述汽蒸反应器与所述真空泵之间还设有缓冲罐。在一些实施例中，所述凝液罐内设有气液分离装置，所述凝液罐还连通有洗涤塔。在一些实施例中，所述产品仓的顶部还连接有真空上料器，所述真空上料器分别与罗茨风机和缓冲斗连接，所述产品仓的底部还设置有旋转阀。在一些实施例中，所述真空泵通过冷却水循环管道与冷却系统连接。为此，本技术还提供一种基于上述的聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统来处理聚丙烯物料方法，包括以下步骤：(1)上料：连通所述原料槽和所述汽蒸反应器、所述汽蒸反应器和所述真空泵，抽真空将所述原料槽中物料转移至所述汽蒸反应器中；(2)汽蒸：向所述夹层内输入加热介质进行加热，向所述内胆内通入饱和蒸汽进行汽蒸，脱除聚丙烯物料内的VOC，所述饱和蒸汽为低压饱和蒸汽，其压力为0～0.09MPa.g；(3)抽滤：抽真空，将汽蒸过程中所述内胆内产生的VOC凝液和蒸气排出至所述凝液罐；(4)真空干燥：继续抽真空，继续向所述夹层内通入所述加热介质，干燥所述内胆内物料的同时进一步脱除其中的VOC；(5)出料：将所述内胆内物料排出至所述产品仓。聚丙烯物料加热介质进出口。在一些实施例中，步骤(2)之前还包括氮气置换：向所述内胆内通入氮气置换其中的空气。在一些实施例中，步骤(4)之后还包括氮气置换：向所述内胆内通入氮气置换其中的空气。在一些实施例中，所述氮气置换的步骤包括：先对所述汽蒸反应器的所述内胆抽真空，然后再向所述内胆内冲入氮气；将上述过程重复1至3次即可。本技术的聚丙烯物料脱除VOC及干燥的系统和方法，处理的原料为通过双螺杆挤出机及切粒筛分后聚丙烯物料，同时也适用于其他工艺和方法生产的颗粒聚丙烯物料。本技术的聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统，具体的包括：(1)原料槽，存放需要脱VOC及干燥的聚丙烯原料。(2)汽蒸反应器，该反应器为带夹套双锥回转式结构，且该反应器为间歇操作。物料在反应器的内胆内被饱和蒸汽加热到一定温度，并停留一定时间，让残留在聚丙烯树脂里的VOC彻底解析出来，并被蒸汽及凝液带出。(3)凝液罐，用于收集汽蒸反应器中排出的含VOC蒸汽及凝液。(4)洗涤塔，用于洗涤冷凝含VOC蒸汽、净化含VOC尾气。(5)缓冲罐，用于防止真空泵停止过程中，水倒吸入反应器。(6)真空泵，用于上料、抽滤及真空干燥时的抽真空。(7)缓冲斗，用于产品出料时，缓存物料，(8)真空上料器，与罗茨风机协同操作，通过时序控制，将汽蒸反应器中产品吸入真空上料器中，并定时排至产品仓中。(9)产品仓，用于存放反应器内脱除VOC的产品。(10)罗茨风机，用于产品出料时产生吸力，将产品排至真空上料器，并与真空上料器协同操作，实现吸料与排料时序操作。同时设置有防止细粉进入罗茨风机的过滤器。(11)旋转阀，用于产品包装时，开启排料。本技术的基于上述的聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统来处理聚丙烯物料方法，具体的包括以下步骤：(1)上料：通过系统内真空泵将待处理聚丙烯颗粒吸入汽蒸反应器中，汽蒸反应器容积为1～10m3，根据每批次需要的处理的聚丙烯量选择合适的汽蒸反应器容积，反应器填充率40～55％，此时反应器不转动。具体步骤为：打开进料管道和真空管道，开启真空泵，物料由原料槽进入汽蒸反应器，再依次关闭进料管道、真空管道和真空泵；(2)汽蒸：针对聚丙烯物料的VOC含量高、气味大及软化点低的特点，利用低压(0～0.09MPa.g)饱和蒸汽作为加热和脱气介质，此时反应器也不转动，向反应器内胆及夹层内通入低压饱和蒸汽，进行汽蒸反应脱VOC操作。具体步骤为：打开蒸汽管道，向外壳和内壳内通入低压饱和蒸汽，对聚丙烯物料进行汽蒸脱除VOC。(3)抽滤：切断汽蒸反应器内胆蒸汽，连通汽蒸反应器、凝液罐及真空泵之间的管道，开启真空泵，将汽蒸过程中产生的含VOC凝液及蒸汽排至凝液罐中进行气液分离，未冷凝含VOC蒸汽进入洗涤塔中进行降温洗涤，最终含油污水排放至污水系统。此操作过程约为3～5min。其目的是将内胆凝液排出。(4)真空干燥：抽真空并向夹层内通入低压饱和蒸气，干燥内胆内物料；具体步骤为：断开反应器与凝液罐之间的管道，连通反应器与缓冲罐、真空泵之间的管道，开启反应器电机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统，其特征在于，包含：/n原料槽，放置待处理的聚丙烯物料；/n汽蒸反应器，其包含内壳和外壳，所述内壳和外壳之间的空间为夹层，所述内壳内的空间为内胆，所述内壳上设有进出料口、凝液出口和真空接口，所述外壳上设有加热介质进出口，其中，所述进出料口与所述原料槽通过进料管道连通；/n凝液罐，与所述凝液出口通过凝液管道连通；/n真空泵，与所述真空接口通过真空管道连通，所述真空接口还通过蒸汽管道与饱和蒸汽连通；/n产品仓，放置处理后的聚丙烯物料。/n

【技术特征摘要】
1.聚丙烯物料深度脱除VOC及干燥的系统，其特征在于，包含：
原料槽，放置待处理的聚丙烯物料；
汽蒸反应器，其包含内壳和外壳，所述内壳和外壳之间的空间为夹层，所述内壳内的空间为内胆，所述内壳上设有进出料口、凝液出口和真空接口，所述外壳上设有加热介质进出口，其中，所述进出料口与所述原料槽通过进料管道连通；
凝液罐，与所述凝液出口通过凝液管道连通；
真空泵，与所述真空接口通过真空管道连通，所述真空接口还通过蒸汽管道与饱和蒸汽连通；
产品仓，放置处理后的聚丙烯物料。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汽蒸反应器还包含使其回转的旋转装置。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述真空接口还与氮气管道连通，所述加热介质进出口连接有加热介质输入管道和加热介质回收管道。


4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭，周姣龙，高妍，赵泽昊，窦岩，唐勇，海刚，孙秀丽，王辛幸，周涛，张睿，曹善甫，徐瑞，谢晓玲，沈延顺，张隽爽，贾敏，
申请(专利权)人：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，中国科学院上海有机化学研究所，
类型：新型
国别省市：甘肃;62