專利名稱：二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂真空干燥方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降解塑料干燥技術(shù)領(lǐng)域，屬于一種二氧化碳全基降解塑料真空干燥方法及其實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。該方法和裝置也適用于其他熱敏性，濕份需回收物料的干燥。
背景技術(shù)：
生物降解高分子材料的研究始于20世紀(jì)70年代，自80年代以來世界各國紛紛投入了大量人力、物力致力于降解性高分子材料的研究與開發(fā)，其中降解塑料是發(fā)展最快的一類。CO2全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂(PPC)是一種降解性能很好的高分子降解塑料，濕物料感光性、熱敏性強(qiáng)，未干燥前見光或受熱均易分解，分解產(chǎn)生的水份會(huì)使塑料顆粒團(tuán)聚，所以CO2全基降解塑料經(jīng)過濾后必須立即進(jìn)行干燥，并且干燥溫度不能超過物料變性溫度；其次，CO2全基降解塑料干燥生產(chǎn)過程需要除去的濕份為甲醇、環(huán)氧丙烷，兩種濕份均為劇毒物質(zhì)，所以干燥器必須密閉，干燥尾氣不能直接排放，必須進(jìn)行冷凝等回收處理；再者，由于CO2全基降解塑料是一種料分子量大、粘性大、易團(tuán)聚、導(dǎo)熱性差或團(tuán)聚程度與分解率及濕份環(huán)氧丙烷的含量等特性，迄止目前，新型CO2全基降解塑料國內(nèi)尚未出現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。內(nèi)蒙古蒙西高新材料公司與中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所合作開發(fā)的中試裝置采用振動(dòng)流化床干燥，干燥濕份無法回收，無法達(dá)到干燥要求，甚至存在嚴(yán)重的安全隱患和生產(chǎn)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)蒙西高新材料公司提供的物料，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)研究，提出了二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂(PPC)真空干燥方法。其利用核心設(shè)備——熱傳導(dǎo)型真空干燥機(jī)和過濾器，并結(jié)合CO2全基降解塑料PPC物料特性、工業(yè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象研究及干燥經(jīng)驗(yàn)，利用真空系統(tǒng)下降低濕份沸點(diǎn)的原理，采用低溫?zé)峤橘|(zhì)的間接傳熱對物料進(jìn)行干燥。
本發(fā)明的另一目的是提供一套實(shí)施二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂(PPC)真空干燥方法的裝置。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂(PPC)真空干燥方法，包括兩種操作方式連續(xù)操作濕物料從上游工段來，通過螺旋輸送機(jī)1和具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥2連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐3，減壓輸送罐3、9通過閥門6、11與減壓系統(tǒng)相通。減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥4進(jìn)入真空干燥機(jī)7。物料在干燥機(jī)攪拌軸的攪拌下被間接傳熱的熱介質(zhì)干燥，干燥溫度在20～95℃之間，干燥所需的熱源通過真空干燥機(jī)7將熱量間接傳遞給物料，。熱源是采用循環(huán)熱水、循環(huán)導(dǎo)熱蒸發(fā)的油系統(tǒng)或低沸點(diǎn)物質(zhì)蒸汽。濕粉經(jīng)組合過濾系統(tǒng)5過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段；干燥完后的物料從出料口卸出，通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥8進(jìn)入減壓輸送罐9，最終通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥10離開干燥單元進(jìn)入后續(xù)工段。
間歇操作間歇操作時(shí)螺旋輸送機(jī)1將上游來的物料輸送至具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥2，物料再通過旋轉(zhuǎn)閥2連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐3，減壓輸送罐3與減壓系統(tǒng)相通。減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥4進(jìn)入真空干燥機(jī)7，物料在干燥機(jī)攪拌軸的攪拌下被間接傳熱的熱介質(zhì)干燥，干燥溫度在20～95℃之間，當(dāng)物料加入一定量后，螺旋輸送機(jī)1、旋轉(zhuǎn)閥2、減壓輸送罐3和旋轉(zhuǎn)閥4停車，進(jìn)入干燥程序，蒸發(fā)的濕份經(jīng)組合過濾系統(tǒng)5過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段。干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間，達(dá)到干燥要求后，出料旋轉(zhuǎn)閥8和旋轉(zhuǎn)閥10啟動(dòng)，干燥合格的物料排出，排料完后旋轉(zhuǎn)閥8和旋轉(zhuǎn)閥10停車，啟動(dòng)進(jìn)料螺旋機(jī)1，開始下一批物料干燥。
用于實(shí)施本發(fā)明的方法的裝置包括二個(gè)減壓輸送罐3、9。減壓輸送罐3置于旋轉(zhuǎn)閥2、4間，位于干燥機(jī)7的上部；減壓輸送罐9置于于旋轉(zhuǎn)閥8、10間，減壓輸送罐3、9內(nèi)設(shè)有攪拌槳，可有效防止物料結(jié)塊、架橋；一個(gè)利用間接熱源熱量輻射用于干燥物料的攪拌型干燥機(jī)7。所采用的真空干燥機(jī)是盤式干燥機(jī)、單軸或多軸槳葉干燥機(jī)，或耙式干燥機(jī)，或由以上三種形式的干燥機(jī)多種(或多臺(tái))串聯(lián)組合的多級干燥；一個(gè)與干燥機(jī)7相連的組合過濾器5系統(tǒng)。過濾系統(tǒng)可采用單個(gè)過濾器切換操作，或采用兩個(gè)過濾器切換操作。單個(gè)過濾器主要是由壓縮氮?dú)鈨?chǔ)罐12、脈沖電磁閥13、加熱器14、脈沖控制儀19、噴嘴16、殼體17、濾袋18和籠骨構(gòu)成。殼體17內(nèi)，加熱器14與分布管15相連，分布管15上設(shè)有噴頭16，在噴頭16下相應(yīng)裝有濾袋18；在殼體17外，壓縮氮?dú)鈨?chǔ)罐12通過脈沖電磁閥13與加熱器14連接，脈沖控制儀19與脈沖電磁閥13連接。
采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是(1)采用真空干燥工藝，降低了濕份的沸點(diǎn)，使物料在較低的干燥溫度仍保持了較高的蒸發(fā)強(qiáng)度，縮短了干燥時(shí)間，產(chǎn)品收率高，濕份殘留量??；(2)干燥機(jī)的耙葉和熱軸或夾套，有效地減少了物料團(tuán)聚、粘結(jié)器壁、不易干燥的技術(shù)難點(diǎn)，提高了傳熱系數(shù)；(3)過濾系統(tǒng)可采用單個(gè)或多個(gè)過濾器切換操作，過濾器采用低壓氮?dú)饷}沖清理，保證了干燥的正常進(jìn)行；(4)進(jìn)料、出料采用兩級鎖氣系統(tǒng)，確保裝置在穩(wěn)定、高真空條件下工作；(5)真空干燥系統(tǒng)熱源介質(zhì)采用熱水、導(dǎo)熱油或低沸點(diǎn)物質(zhì)蒸汽，該介質(zhì)保證了低溫干燥的進(jìn)行，可防止了降解樹脂受熱分解，保證產(chǎn)品質(zhì)量；(6)干燥后濕份的凈化采用過濾器，確保了回收溶劑——甲醇和環(huán)氧丙烷的清潔；(7)進(jìn)料、出料采用減壓輸送罐，防止進(jìn)、出物料的堵塞、不暢。


圖1是本發(fā)明流程示意2是圖1過濾器結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明采用的盤式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明采用的漿葉干燥機(jī)結(jié)構(gòu)示意5是本發(fā)明采用的耙式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1濕物料從上游工段來，通過螺旋輸送機(jī)1和具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥2連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐3，減壓輸送罐3通過閥門6與減壓系統(tǒng)相通。減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥4進(jìn)入盤式干燥機(jī)(蘭州瑞德干燥技術(shù)有限公司生產(chǎn)，其產(chǎn)品為常壓型、真空型兩種型號)。通過主軸21帶動(dòng)耙葉20對物料進(jìn)行攪拌和翻動(dòng)，物料在沿空心加熱盤22從上而下的流動(dòng)過程中被間接傳熱的熱介質(zhì)干燥。熱源是采用循環(huán)熱水。干燥溫度為76℃。物料夾帶固體顆粒的蒸汽、氣體混合氣進(jìn)入過濾器5，氣體通過籠骨固定的濾袋18被過濾，通過濾袋18的混合氣直接從氣體出口排出。脈沖控制儀19設(shè)定脈沖電磁閥13工作間隔，當(dāng)脈沖控制儀19給出脈沖信號后，脈沖電磁閥13瞬間打開，積聚在壓縮氮?dú)鈨?chǔ)罐12中的壓縮氮?dú)饪焖偻ㄟ^脈沖電磁閥13經(jīng)噴吹分布管15和噴頭16對電磁閥13控制的每個(gè)濾袋進(jìn)行噴吹，使濾袋18瞬間膨脹，這樣附著在濾袋18上的固體粉塵就被抖落，濾袋18得到了更新，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)操作對過濾器的要求。噴吹分布管15上部設(shè)有夾套換熱器14，內(nèi)部通有低壓蒸汽，其不僅對噴吹氮?dú)庥蓄A(yù)熱功能，同時(shí)對外部過濾混合氣也有加熱作用。殼體設(shè)有夾套，內(nèi)部可通入低壓蒸汽，可防止干燥蒸發(fā)的蒸汽冷凝造成物料黏附在器壁并堵塞濾袋。濕份經(jīng)組合過濾系統(tǒng)5過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段；干燥完后的物料從出料口卸出，通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥8和閥門11進(jìn)入減壓輸送罐9，最終通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥10離開干燥單元進(jìn)入后續(xù)工段。干燥后的濕份甲醇和環(huán)氧丙烷蒸汽采用冷凝回收；本套裝置中，一個(gè)脈沖控制儀可控制多個(gè)電磁閥，而電磁閥的數(shù)量和大小根據(jù)濾袋的布置和規(guī)格而定，每個(gè)電磁閥各自負(fù)責(zé)的布袋數(shù)可不同。
實(shí)施例2干燥流程與連續(xù)操作相同，只是操作程序不同。間歇操作時(shí)螺旋輸送機(jī)1將上游來的物料輸送至具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥2，物料再通過旋轉(zhuǎn)閥2連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐3，減壓輸送罐3通過閥門6與減壓系統(tǒng)相通。減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥4進(jìn)入真空槳葉干燥機(jī)(蘭州瑞德干燥技術(shù)有限公司生產(chǎn)，其產(chǎn)品為W型、T型兩種型號)，干燥機(jī)的兩根空心熱軸23和空心夾套24都通入蒸汽，通過器壁對濕物料進(jìn)行加熱干燥。干燥溫度為90℃，同時(shí)，濕物料在空心熱軸的攪拌下逐漸向出料口移動(dòng)。當(dāng)物料加入一定量后，螺旋輸送機(jī)1、旋轉(zhuǎn)閥2、減壓輸送罐3和旋轉(zhuǎn)閥4停車，進(jìn)入干燥程序，蒸發(fā)的濕份經(jīng)組合過濾系統(tǒng)5過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段。干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間，達(dá)到干燥要求后，出料旋轉(zhuǎn)閥8和旋轉(zhuǎn)閥10啟動(dòng)，干燥合格的物料排出，排料完后旋轉(zhuǎn)閥8和旋轉(zhuǎn)閥10停車，啟動(dòng)進(jìn)料螺旋機(jī)1，開始下一批料干燥。
實(shí)施例3干燥流程與實(shí)施例1相同。螺旋輸送機(jī)1將上游來的物料輸送至具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥2，物料再通過旋轉(zhuǎn)閥2連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐3，減壓輸送罐3通過閥門6與減壓系統(tǒng)相通。減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥4進(jìn)入耙式干燥機(jī)(蘭州瑞德干燥技術(shù)有限公司生產(chǎn)，其產(chǎn)品為真空型一種型號)。干燥所需的加熱介質(zhì)——低沸點(diǎn)物質(zhì)蒸汽通過筒體夾套25及攪拌軸26對濕物料進(jìn)行間接加熱干燥，干燥溫度為90℃。濕物料中的濕份受熱汽化，汽化出的濕份被及時(shí)抽走，隨著攪拌軸不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，濕物料與加熱面不斷的更新，物料得到最大限度的混合、干燥。干燥所需的熱源通過夾套將熱量間接傳遞給物料，蒸發(fā)的濕份經(jīng)組合過濾系統(tǒng)5過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段。干燥完后的物料從出料口卸出，通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥8進(jìn)入減壓輸送罐9，最終通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥10離開干燥單元進(jìn)入后續(xù)工段。
權(quán)利要求
1.一種二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂(PPC)真空干燥方法，其特征是操作方式有兩種a、連續(xù)操作濕物料從上游工段來，通過螺旋輸送機(jī)(1)和具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥(2)連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐(3)，減壓系統(tǒng)通過閥門(6)與減壓輸送罐(3)相通，減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥(4)進(jìn)入真空干燥機(jī)(7)，物料在干燥機(jī)攪拌軸的攪拌下被間接傳熱的熱介質(zhì)干燥，干燥溫度在20～95℃之間；干燥所需的熱源通過真空干燥機(jī)(7)將熱量間接傳遞給物料，蒸發(fā)的濕份經(jīng)組合過濾系統(tǒng)(5)過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段；干燥完畢后的物料從出料口卸出，通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥(8)進(jìn)入減壓輸送罐(9)，最終通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥(10)離開干燥單元進(jìn)入后續(xù)工段；b、間歇操作螺旋輸送機(jī)(1)將上游來的物料輸送至具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥(2)，物料再通過旋轉(zhuǎn)閥(2)連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐(3)，減壓輸送罐(3)與減壓系統(tǒng)相通，減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥(4)進(jìn)入真空干燥機(jī)(7)，物料在干燥機(jī)攪拌軸的攪拌下被間接傳熱的熱介質(zhì)干燥，干燥溫度在20～95℃之間；當(dāng)物料加入一定量后，螺旋輸送機(jī)(1)、旋轉(zhuǎn)閥(2)、減壓輸送罐(3)和旋轉(zhuǎn)閥(4)停車，進(jìn)入干燥程序；蒸發(fā)的濕份經(jīng)組合過濾系統(tǒng)(5)過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段，干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間，達(dá)到干燥要求后，出料旋轉(zhuǎn)閥(8)和旋轉(zhuǎn)閥(10)啟動(dòng)，干燥合格的物料排出，排料完后旋轉(zhuǎn)閥(8)和旋轉(zhuǎn)閥(10)停車，啟動(dòng)進(jìn)料螺旋機(jī)1，開始下一批物料干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂(PPC)真空干燥方法，其特征是所述的熱源是采用循環(huán)熱水、循環(huán)導(dǎo)熱油系統(tǒng)，或低沸點(diǎn)物質(zhì)蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂真空干燥方法，其特征在于干燥后的濕份甲醇和環(huán)氧丙烷蒸汽通過閥門(6)、(11)減壓冷凝回收。
4.一種實(shí)施權(quán)利要求1方法的裝置，其特征在于所述裝置包括二個(gè)減壓輸送罐(3、9)，減壓輸送罐(3)置于旋轉(zhuǎn)閥(2、4)間，位于干燥機(jī)(7)的上部；減壓輸送罐(9)置于旋轉(zhuǎn)閥(8、10)間；減壓輸送罐(3、9)內(nèi)設(shè)有攪拌槳，可有效防止物料結(jié)塊、架橋；一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)閥(4、8)間，利用間接熱源熱量輻射來干燥物料的攪拌型干燥機(jī)(7)；一個(gè)與干燥機(jī)(7)相連的組合過濾器(5)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是進(jìn)料、出料采用兩級鎖氣系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是所采用的真空干燥機(jī)(7)是盤式干燥機(jī)、或單軸槳葉干燥機(jī)，或多軸槳葉干燥機(jī)、或耙式干燥機(jī)，或由以上三種形式的干燥機(jī)多種(或多臺(tái))串聯(lián)組合的多級干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于過濾系統(tǒng)可采用單個(gè)過濾器切換操作，或采用多個(gè)過濾器切換操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的單個(gè)過濾器，其主要由壓縮氮?dú)鈨?chǔ)罐(12)、脈沖電磁閥(13)、加熱器(14)、分布管(15)、噴嘴(16)、殼體(17)、濾袋(18)和籠骨、脈沖控制儀(19)構(gòu)成，其特征在于殼體內(nèi)的加熱器(14)與分布管(15)相連，分布管(15)上設(shè)有噴頭(16)，在噴頭(16)下相應(yīng)裝有濾袋(17)；在殼體(17)外，壓縮氮?dú)鈨?chǔ)罐(12)通過脈沖電磁閥(13)與加熱器(14)連接，脈沖控制儀(19)與脈沖電磁閥(13)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亞丙脂真空干燥方法及裝置。該方法是螺旋輸送機(jī)1將上游來的物料輸送旋轉(zhuǎn)閥2，物料再通過旋轉(zhuǎn)閥2連續(xù)、均勻地進(jìn)入減壓輸送罐3，減壓輸送罐3與減壓系統(tǒng)相通。減壓后的物料通過具有高鎖氣性能的旋轉(zhuǎn)閥4進(jìn)入干燥機(jī)7。干燥所需的熱源通過熱軸、槳葉或夾套將熱量間接傳遞給物料，蒸發(fā)的濕份經(jīng)組合過濾系統(tǒng)5過濾后進(jìn)入后續(xù)冷凝、回收、減壓工段。干燥完后的物料從出料口卸出，通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥8進(jìn)入減壓輸送罐9，最終通過具有高鎖氣性能旋轉(zhuǎn)閥10離開干燥單元進(jìn)入后續(xù)工段。本發(fā)明采用真空干燥工藝，降低了濕份的沸點(diǎn)，使物料在較低的干燥溫度仍保持了較高的蒸發(fā)強(qiáng)度，縮短了干燥時(shí)間，產(chǎn)品收率高，濕份殘留量小。干燥后的濕份甲醇和環(huán)氧丙烷蒸汽采用冷凝回收，大大地提高生產(chǎn)的安全、可靠性。
文檔編號B29B13/00GK1824705SQ20051004173
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者趙旭, 岳永飛, 郭輝 申請人:蘭州瑞德干燥技術(shù)有限公司