本實(shí)用新型屬于高分子聚合物生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高吸水性樹(shù)脂噴霧聚合干燥設(shè)備。

背景技術(shù)：

高吸水性樹(shù)脂作為一種有特殊功能的高分子材料已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史。由于該材料具有高倍數(shù)吸水、良好保水的特性,在生產(chǎn)生活中與水相關(guān)的許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。高吸水性樹(shù)脂在工業(yè)化生產(chǎn)方面,全球也有了百萬(wàn)噸的規(guī)模。我國(guó)的實(shí)驗(yàn)室研究論文較多,但是在工業(yè)化研究和實(shí)施上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距,主要是生產(chǎn)規(guī)模小,對(duì)放大生產(chǎn)后的關(guān)鍵細(xì)節(jié)問(wèn)題解決不好,以致使工業(yè)化產(chǎn)品與小試工藝有較大差距,與國(guó)外大公司產(chǎn)品相比性能也有差距。

目前主流的高吸水性樹(shù)脂制備工藝為水溶液聚合工藝，聚合原料如丙烯酸鹽在水溶液中通過(guò)加入引發(fā)劑進(jìn)行聚合，聚合后稱為高粘度性的膠狀聚合物，然后將膠裝聚合物依次送入切膠、干燥、破碎等工段。此種生產(chǎn)工藝只能間歇生產(chǎn)，難以連續(xù)進(jìn)行，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大僅能通過(guò)系列數(shù)的增加來(lái)解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種高吸水性樹(shù)脂噴霧聚合干燥設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高吸水性樹(shù)脂，且有利于生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行及規(guī)模擴(kuò)大。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種高吸水性樹(shù)脂噴霧聚合干燥設(shè)備，包括依次通過(guò)管道連通的聚合原料配置系統(tǒng)、引發(fā)劑混合器、聚合干燥器以及袋式收粉器；

所述聚合原料配置系統(tǒng)的進(jìn)料口與聚合原料源通過(guò)管道連通；所述引發(fā)劑混合器的進(jìn)料口與引發(fā)劑源通過(guò)管道連通；所述袋式收粉器的出料口與高吸水性樹(shù)脂儲(chǔ)存裝置通過(guò)管道連通；

所述聚合干燥器的進(jìn)氣口還與高溫惰性氣體發(fā)送器的出氣口連通。且所述高溫惰性氣體發(fā)送器通過(guò)管道與燃料氣源和燃燒空氣源連通。

高分子吸水性樹(shù)脂原料經(jīng)聚合液配置系統(tǒng)配置成待聚合原料液，將待聚合原料液與聚合引發(fā)劑在引發(fā)劑混合器中均勻混合后直接噴入聚合干燥器。

進(jìn)一步，還包括循環(huán)風(fēng)機(jī)，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)位于袋式收粉器與高溫惰性氣體發(fā)送器連通的管道上。

進(jìn)一步，所述聚合干燥器包括設(shè)備殼體，以及設(shè)置在設(shè)備殼體內(nèi)底端的聚合液噴頭和惰性氣體分布板；且惰性氣體分布板比聚合液噴頭的位置靠下；所述聚合液噴頭的噴淋方向向上；所述聚合液噴頭與引發(fā)劑混合器的出料口連通。

進(jìn)一步，所述聚合干燥器的設(shè)備殼體分為上部直筒段以及下部擴(kuò)徑段；且所述下部擴(kuò)徑段錐角α小于60°。

進(jìn)一步，所述惰性氣體分布板包括多個(gè)環(huán)形管道，所述環(huán)形管道上開(kāi)有氣孔；且每個(gè)環(huán)形管道均與進(jìn)氣管道連通；所述進(jìn)氣管道與高溫惰性氣體發(fā)送器的出氣口連通。

進(jìn)一步，所述多個(gè)環(huán)形管道的圓心重合，且由外到內(nèi)，環(huán)形管道的直徑依次遞減。

進(jìn)一步，所述進(jìn)氣管道共有三個(gè)，且每個(gè)進(jìn)氣管道均與各個(gè)環(huán)形管道分別連通；所述三個(gè)進(jìn)氣管道相交，在相交處相互連通，且與高溫惰性氣體發(fā)送器的出氣口連通。

聚合液噴頭設(shè)計(jì)保證霧化效果，并通過(guò)調(diào)整孔徑及分布控制最終產(chǎn)品顆粒大小，顆粒大小通?？刂圃?.5～2mm之間。惰性循環(huán)氣體分布板由多組環(huán)形管道組成，每組環(huán)形管道上均勻開(kāi)氣孔，環(huán)形管道與三個(gè)惰性氣體進(jìn)氣管道相連，保證進(jìn)入聚合干燥器的氣體分布均勻，同時(shí)保證聚合物樹(shù)脂的流化效果。聚合干燥器的高度依據(jù)聚合液聚合時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證聚合液充分聚合完畢。

在聚合干燥器中，含引發(fā)劑的待聚合原料液經(jīng)霧化噴頭霧化成滴狀顆粒，在控制溫度下聚合成顆粒聚合物。聚合干燥器為流化床型式，在聚合器中聚合的高吸水性樹(shù)脂顆粒被自底部通過(guò)分布板進(jìn)入的惰性高溫氣體干燥，達(dá)到干燥要求的聚合物顆粒和高溫惰性氣體一起進(jìn)入袋式收粉器進(jìn)行氣固分離，固體聚合物顆粒作為產(chǎn)品外輸。惰性氣體放空一部分以排出干燥的水蒸氣后，進(jìn)入高溫惰性氣體發(fā)生器進(jìn)行升溫后循環(huán)返回聚合干燥器。通過(guò)惰性氣體的循環(huán)，節(jié)能干燥能量。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的一種高吸水性樹(shù)脂噴霧聚合干燥設(shè)備，具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)本實(shí)用新型所述的設(shè)備，將傳統(tǒng)的水溶液聚合工藝改為噴霧聚合干燥工藝，從而使高吸水性樹(shù)脂的生產(chǎn)工藝連續(xù)進(jìn)行。同時(shí)，將傳統(tǒng)的聚合、切膠及干燥耦合在一個(gè)設(shè)備中，并提出了配套的工藝流程，極大的降低了流程的復(fù)雜性及設(shè)備投資，整個(gè)過(guò)程能效利用充分，工藝技術(shù)先進(jìn)。

(2)本實(shí)用新型所述的設(shè)備，結(jié)構(gòu)合理，聚合液噴頭設(shè)計(jì)保證霧化效果，并通過(guò)調(diào)整孔徑及分布控制最終產(chǎn)品顆粒大小；惰性循環(huán)氣體分布板保證進(jìn)入聚合干燥器的氣體分布均勻；通過(guò)惰性氣體的循環(huán)，節(jié)約干燥能量，減少能量的損耗。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種高吸水性樹(shù)脂噴霧聚合干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的聚合干燥器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的惰性氣體分布板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、聚合原料配置系統(tǒng)；2、引發(fā)劑混合器；3、聚合干燥器；4、袋式收粉器；5、循環(huán)風(fēng)機(jī)；6、高溫惰性氣體發(fā)送器；7、引發(fā)劑源；8、聚合原料源；9、高吸水性樹(shù)脂儲(chǔ)存裝置；10、燃料氣源；11、燃燒空氣源；12、設(shè)備殼體；13、聚合液噴頭；14、惰性氣體分布板；15、環(huán)形管道；16、進(jìn)氣管道。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

另外，本實(shí)施例僅對(duì)設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，省略了閥門等常規(guī)設(shè)施的描述。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。

如圖1～圖3所示，一種高吸水性樹(shù)脂噴霧聚合干燥設(shè)備，包括依次通過(guò)管道連通的聚合原料配置系統(tǒng)1、引發(fā)劑混合器2、聚合干燥器3以及袋式收粉器4；

所述聚合原料配置系統(tǒng)1的進(jìn)料口與聚合原料源8通過(guò)管道連通；所述引發(fā)劑混合器2的進(jìn)料口與引發(fā)劑源7通過(guò)管道連通；所述袋式收粉器4的出料口與高吸水性樹(shù)脂儲(chǔ)存裝置9通過(guò)管道連通；

所述聚合干燥器3的進(jìn)氣口還與高溫惰性氣體發(fā)送器6的出氣口連通。

還包括循環(huán)風(fēng)機(jī)5，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)5位于袋式收粉器4與高溫惰性氣體發(fā)送器6連通的管道上。

所述聚合干燥器3包括設(shè)備殼體12，以及設(shè)置在設(shè)備殼體12內(nèi)底端的聚合液噴頭13和惰性氣體分布板14；且惰性氣體分布板14比聚合液噴頭13的位置靠下；所述聚合液噴頭13的噴淋方向向上；所述聚合液噴頭13與引發(fā)劑混合器2的出料口連通。

所述聚合干燥器3的設(shè)備殼體12分為上部直筒段以及下部擴(kuò)徑段；且所述下部擴(kuò)徑段錐角α小于60°。

所述惰性氣體分布板14包括多個(gè)環(huán)形管道15，所述環(huán)形管道15上開(kāi)有氣孔；且每個(gè)環(huán)形管道15均與進(jìn)氣管道16連通；所述進(jìn)氣管道16與高溫惰性氣體發(fā)送器6的出氣口連通。

所述多個(gè)環(huán)形管道15的圓心重合，且由外到內(nèi)，環(huán)形管道(15)的直徑依次遞減。

所述進(jìn)氣管道16共有三個(gè)，且每個(gè)進(jìn)氣管道16均與各個(gè)環(huán)形管道15分別連通；所述三個(gè)進(jìn)氣管道16相交，在相交處相互連通，且與高溫惰性氣體發(fā)送器6的出氣口連通。

所述高溫惰性氣體發(fā)送器6通過(guò)管道與燃料氣源10和燃燒空氣源11連通。

本實(shí)用新型工作過(guò)程，即高吸水性樹(shù)脂噴霧聚合干燥的流程，聚合原料源8中的高分子吸水性樹(shù)脂原料經(jīng)聚合原料配置系統(tǒng)1配置成待聚合原料液，將待聚合原料液與聚合引發(fā)劑在引發(fā)劑混合器2中均勻混合后直接噴入聚合干燥器3。

在聚合干燥器3中，含引發(fā)劑的待聚合原料液經(jīng)聚合液噴頭13霧化成滴狀顆粒，在控制溫度下聚合成顆粒聚合物。聚合干燥器3為流化床型式，在聚合干燥器3中聚合的高吸水性樹(shù)脂顆粒被自底部通過(guò)惰性氣體分布板14進(jìn)入的惰性高溫氣體干燥，達(dá)到干燥要求的聚合物顆粒和高溫惰性氣體一起進(jìn)入袋式收粉器4進(jìn)行氣固分離，固體聚合物顆粒作為產(chǎn)品外輸，進(jìn)入高吸水性樹(shù)脂儲(chǔ)存裝置9中。惰性氣體放空一部分以排出干燥的水蒸氣后，進(jìn)入高溫惰性氣體發(fā)生器6進(jìn)行升溫后循環(huán)返回聚合干燥器3。通過(guò)循環(huán)風(fēng)機(jī)5實(shí)現(xiàn)惰性氣體的循環(huán)，節(jié)約干燥能量。

使用本實(shí)用新型的設(shè)備制備一種聚丙烯酸鈉鹽系高吸水樹(shù)脂的制備方法。

NaOH，水及丙烯酸進(jìn)入聚合原料配置系統(tǒng)1，配置成濃度為2％的丙烯酸那鹽水溶液，溶液pH值～6.8，讓后將丙烯酸鈉鹽溶液加壓后送入聚合干燥器3，在進(jìn)入聚合干燥器3前，引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀與丙烯酸鈉鹽溶液在引發(fā)劑混合器2中均勻混合。

丙烯酸鈉鹽與引發(fā)劑混合液進(jìn)入聚合干燥器3后，經(jīng)聚合干燥器3中的聚合液噴頭13霧化為小液滴，控制溫度在110℃左右，聚合液在5s內(nèi)完成聚合，聚合后的膠體小顆粒在被來(lái)自底部的高溫惰性氣體分散成流化態(tài)，膠體中的水被干燥出來(lái)，干燥合格的高吸水性樹(shù)脂產(chǎn)品雖高溫惰性氣體一起進(jìn)入袋式收粉器4進(jìn)行干燥分離。分離后的固體產(chǎn)品外送，高溫惰性氣體排放部分以放走干燥出的水蒸氣，然后經(jīng)高溫惰性氣體發(fā)生器6升溫后循環(huán)回聚合干燥器3中。

經(jīng)此工藝生產(chǎn)出的高吸水性樹(shù)脂其脫鹽水吸水倍率約為800g/g。

以上所述僅為本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型創(chuàng)造，凡在本實(shí)用新型創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。