一种ptfe悬浮树脂的干燥系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种PTFE悬浮树脂的干燥系统及方法，属于PTFE悬浮树脂后处理技术领域。
【背景技术】
[0002]聚四氟乙烯(简称PTFE)悬浮树脂是一种重要的高分子材料，广泛应用于军工、电子、化工、机械等领域。聚四氟乙烯悬浮树脂的生产一般由聚合、粉碎、干燥三部分组成，即先将四氟乙烯通过管道送至反应釜进行聚合反应，反应生成的PTFE树脂先送至捣碎桶进行粉碎，再将粉碎后树脂送至干燥系统进行干燥。
[0003]目前PTFE悬浮树脂常用的干燥方法有三种，分别是烘箱干燥、气流干燥、振动流化床干燥。由于烘箱干燥的效率低，振动流化床干燥工艺复杂，因此最为常用的是气流干燥。传统的气流干燥流程如下，如图1所示:
[0004](I)、空气通过风机加压后，经过滤器、加热器加热后与湿物料进行混合，送至干燥管进行干燥，然后经旋风分离器分离得到热的、干物料，湿空气通过尾料旋风分离器、袋式补集器收集后经排湿风机放空。
[0005](2)、冷空气经过滤器、冷却器降温、过滤后与高温物料混合进入冷却管进行冷却，再经过旋风分离器进行分离，得到30±5°C的物料。冷风再经过单独的尾料旋风分离器、袋式除尘器收集尾料后，排放到大气中。
[0006](3)、由于PTFE在温度大于18°C时产品的物理性能下降，因此一次冷却后的物料往往不能直接包装，需要二次冷却。二次冷却可采用冷料间自然冷却(冷却8?12小时)，也可采用二级冷风混合冷却(流程同第二步)。
[0007]传统的气流干燥存在的问题:
[0008](I)、干燥时能耗高，热能利用率低。主要体现在，物料在干燥管中的停留时间段，大多数的热空气尚未来得及与物料进行热交换就已经排出系统，同时排出系统的热空气直接放掉了。
[0009](2)、冷料时能耗高，流程复杂，尾料多。主要体现在，物料在冷却管内的停留时间短，仅有几秒钟，排放掉的冷风仍是低温，同时旋风分离器的分离效果差，会夹带较多的尾料出去，即使设置袋式除尘器也会有较多的尾料排入到大气中。
[0010](3)、产品的清洁度差。主要体现在，热风、冷风均为直流风，风量大，空气中夹带的粉尘多，常规的过滤器很难将空气中的粉尘去除干净。
[0011](4)、物料的水含量偏高，很难达到0.02%以下，很难满足某些客户的需求。主要体现在，PTFE树脂在高于18°C分子链上氟原子向内收拢，会将树脂中的包裹的水分子抓住，不宜挥发出来，因此水含量偏高。而水含量偏高极易导致PTFE树脂在加工成型时开裂、有气泡等现象，导致最终制品不能使用。
【发明内容】
[0012]本发明目的是提供一种PTFE悬浮树脂的干燥系统，以实现节能、提高产品清洁度、降低收料温度的作用。
[0013]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0014]—种PTFE悬浮树脂的干燥系统，包括湿热尾气循环系统和冷风循环系统；其中，
[0015]所述湿热尾气循环系统由废热回收器、高效过滤器、电加热器、热风混合器、干燥管、旋风分离器、尾料补集器组成循环系统；
[0016]所述冷风循环系统由中效过滤器、转轮除湿机、表冷器、流化床、尾料补集器组成循环系统；所述中效过滤器中的旋风分离器与所述冷风循环系统中的流化床相连。
[0017]本发明在现有干燥系统中增加废热回收器形成湿热尾气循环系统，将旋风分离器排放的热尾气与新风在废热回收器中进行热交换，将60%的余热回收后循环使用，节能30%以上；
[0018]同时，本发明增设了转轮除湿机、表冷器、流化床设备并形成冷风循环系统。选择振动流化床作为冷却器可使空气与物料充分接触，并通过调整振动频率以及断面尺寸，控制物料在振动流化床内停留时间，可确保物料在振动流化床的中后端的温度低于18°C，PTFE树脂分子链上的氟原子向外张开，在冷空气的带动下，原本被包裹的水分子迅速挥发，使物料水含量控制在0.02%以下，保证产品质量。而流化床排放的冷空气再经循环利用，回收率达60%以上，节能达30%以上，有效降低能耗，且由于80%冷风是循环风，冷风夹带的尾料会继续返回系统，减少了尾料排放量，与使用全新风相比，含水量低，清洁度高，有利于进一步提尚广品的清洁度。
[0019]本发明还提供一种利用上述干燥系统的干燥方法，包括干燥和冷却工序。
[0020]其中，所述干燥工序的具体步骤为:通过风机加压并经中效过滤器过滤的新风进入废热回收器，与热尾气进行热交换；再经高效过滤器、电加热器、热风混合器、干燥管进入旋风分离器，分离得到高温干物料进入流化床；而旋风分离器排放的热尾气则经尾料补集器进入废热回收器，与新风热交换后再由废热回收风机放空；
[0021]在所述干燥工序中，进入干燥管的新风温度为240?260°C，排出的热尾气温度为140 ?160。。。
[0022]在所述干燥工序中，旋风分离器排放的热尾气在废热回收器中与新风进行热交换，将新风预热至90?110°C，可将60%的余热回收循环利用。
[0023]在上述干燥方法中，所述冷却工序的具体步骤为:经粗效过滤器过滤后的新风与来自尾料补集器的冷空气混合，再经中效过滤器、转轮除湿机、表冷器，进入流化床，与高温干物料混合进行冷却，得到温度在18°C以下的物料；而换热后的冷空气经尾料补集器过滤后再次与新风混合。新风与冷空气混合经处理后再与高温干物料混合，可防止高温干物料在冷却时受潮，影响产品品质。
[0024]在所述冷却工序中，从振动流化床出来的冷空气温度在18?25°C，相对湿度20%?35% ;所述新风与冷空气混合后经表冷器降温至5?10°C进入流化床。其中，所述新风与冷空气的混合体积比为1.5?2.5:8.5?7.5，优选2:8。
[0025]相比现有干燥工艺，本发明所述的干燥方法具有如下有益效果:
[0026]I)干燥工序中，旋风分离器排放的热尾气与新风在废热回收器中进行热交换，将60 %的余热回收后循环使用，节能30 %以上。
[0027]2)冷却工序中，如果采用全新风进行冷却，由于新风中水含量高(例如:四川地区夏季的最热月平均温度为33.2°C，相对湿度为82% )，降温时大部分的冷负荷用于排除空气中的冷凝水，则冷量消耗量非常大；而采用本发明所述的冷却工序，对流化床排放的冷空气循环再利用，回收60%以上的冷量，节能30%以上，能耗非常低。
[0028]3)冷却工序中，由于80%的冷风是循环风，冷风夹带的尾料会继续返回系统，减少了尾料排放量；而且与全新风相比，冷风的清洁度高，有利于进一步提高产品的清洁度。此外，由于物料在冷却时会有一部分水分蒸发出来，排出来的冷风中水含量会增加，通过增加少量新风可以平衡混合气体的含湿量，再经转轮除湿机进行消除。比如:新风的含湿量为Ig/公斤干空气，冷风出来的含湿量为3g/公斤干空气，混合后的含湿量为2.6g/公斤干空气，这样就可实现送至振动流化床的冷风的含湿量一直处于2.6g/公斤干空气。同时，由于物料中还会残留有微量HF，通过新风夹带出去可避免HF的积聚，延长设备运行有效期，保证产品质量。
[0029]4)与传统工艺相比，产品的水含量可由0.04%