专利名称：二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂真空干燥方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及降解塑料干燥技术领域，属于一种二氧化碳全基降解塑料真空干燥方法及其实现该方法的装置。该方法和装置也适用于其他热敏性，湿份需回收物料的干燥。
背景技术：
生物降解高分子材料的研究始于20世纪70年代，自80年代以来世界各国纷纷投入了大量人力、物力致力于降解性高分子材料的研究与开发，其中降解塑料是发展最快的一类。CO2全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂(PPC)是一种降解性能很好的高分子降解塑料，湿物料感光性、热敏性强，未干燥前见光或受热均易分解，分解产生的水份会使塑料颗粒团聚，所以CO2全基降解塑料经过滤后必须立即进行干燥，并且干燥温度不能超过物料变性温度；其次，CO2全基降解塑料干燥生产过程需要除去的湿份为甲醇、环氧丙烷，两种湿份均为剧毒物质，所以干燥器必须密闭，干燥尾气不能直接排放，必须进行冷凝等回收处理；再者，由于CO2全基降解塑料是一种料分子量大、粘性大、易团聚、导热性差或团聚程度与分解率及湿份环氧丙烷的含量等特性，迄止目前，新型CO2全基降解塑料国内尚未出现大规模工业生产。内蒙古蒙西高新材料公司与中国科学院长春应用化学研究所合作开发的中试装置采用振动流化床干燥，干燥湿份无法回收，无法达到干燥要求，甚至存在严重的安全隐患和生产缺陷。
发明内容
本发明根据蒙西高新材料公司提供的物料，经反复试验研究，提出了二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂(PPC)真空干燥方法。其利用核心设备——热传导型真空干燥机和过滤器，并结合CO2全基降解塑料PPC物料特性、工业实验现象研究及干燥经验，利用真空系统下降低湿份沸点的原理，采用低温热介质的间接传热对物料进行干燥。
本发明的另一目的是提供一套实施二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂(PPC)真空干燥方法的装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂(PPC)真空干燥方法，包括两种操作方式连续操作湿物料从上游工段来，通过螺旋输送机1和具有高锁气性能的旋转阀2连续、均匀地进入减压输送罐3，减压输送罐3、9通过阀门6、11与减压系统相通。减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀4进入真空干燥机7。物料在干燥机搅拌轴的搅拌下被间接传热的热介质干燥，干燥温度在20～95℃之间，干燥所需的热源通过真空干燥机7将热量间接传递给物料，。热源是采用循环热水、循环导热蒸发的油系统或低沸点物质蒸汽。湿粉经组合过滤系统5过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段；干燥完后的物料从出料口卸出，通过具有高锁气性能旋转阀8进入减压输送罐9，最终通过具有高锁气性能旋转阀10离开干燥单元进入后续工段。
间歇操作间歇操作时螺旋输送机1将上游来的物料输送至具有高锁气性能的旋转阀2，物料再通过旋转阀2连续、均匀地进入减压输送罐3，减压输送罐3与减压系统相通。减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀4进入真空干燥机7，物料在干燥机搅拌轴的搅拌下被间接传热的热介质干燥，干燥温度在20～95℃之间，当物料加入一定量后，螺旋输送机1、旋转阀2、减压输送罐3和旋转阀4停车，进入干燥程序，蒸发的湿份经组合过滤系统5过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段。干燥机运转一定时间，达到干燥要求后，出料旋转阀8和旋转阀10启动，干燥合格的物料排出，排料完后旋转阀8和旋转阀10停车，启动进料螺旋机1，开始下一批物料干燥。
用于实施本发明的方法的装置包括二个减压输送罐3、9。减压输送罐3置于旋转阀2、4间，位于干燥机7的上部；减压输送罐9置于于旋转阀8、10间，减压输送罐3、9内设有搅拌桨，可有效防止物料结块、架桥；一个利用间接热源热量辐射用于干燥物料的搅拌型干燥机7。所采用的真空干燥机是盘式干燥机、单轴或多轴桨叶干燥机，或耙式干燥机，或由以上三种形式的干燥机多种(或多台)串联组合的多级干燥；一个与干燥机7相连的组合过滤器5系统。过滤系统可采用单个过滤器切换操作，或采用两个过滤器切换操作。单个过滤器主要是由压缩氮气储罐12、脉冲电磁阀13、加热器14、脉冲控制仪19、喷嘴16、壳体17、滤袋18和笼骨构成。壳体17内，加热器14与分布管15相连，分布管15上设有喷头16，在喷头16下相应装有滤袋18；在壳体17外，压缩氮气储罐12通过脉冲电磁阀13与加热器14连接，脉冲控制仪19与脉冲电磁阀13连接。
采用本发明的优点和产生的有益效果是(1)采用真空干燥工艺，降低了湿份的沸点，使物料在较低的干燥温度仍保持了较高的蒸发强度，缩短了干燥时间，产品收率高，湿份残留量小；(2)干燥机的耙叶和热轴或夹套，有效地减少了物料团聚、粘结器壁、不易干燥的技术难点，提高了传热系数；(3)过滤系统可采用单个或多个过滤器切换操作，过滤器采用低压氮气脉冲清理，保证了干燥的正常进行；(4)进料、出料采用两级锁气系统，确保装置在稳定、高真空条件下工作；(5)真空干燥系统热源介质采用热水、导热油或低沸点物质蒸汽，该介质保证了低温干燥的进行，可防止了降解树脂受热分解，保证产品质量；(6)干燥后湿份的净化采用过滤器，确保了回收溶剂——甲醇和环氧丙烷的清洁；(7)进料、出料采用减压输送罐，防止进、出物料的堵塞、不畅。
图1是本发明流程示意2是图1过滤器结构示意3是本发明采用的盘式干燥机结构示意3是本发明采用的浆叶干燥机结构示意5是本发明采用的耙式干燥机结构示意图具体实施方式
实施例1湿物料从上游工段来，通过螺旋输送机1和具有高锁气性能的旋转阀2连续、均匀地进入减压输送罐3，减压输送罐3通过阀门6与减压系统相通。减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀4进入盘式干燥机(兰州瑞德干燥技术有限公司生产，其产品为常压型、真空型两种型号)。通过主轴21带动耙叶20对物料进行搅拌和翻动，物料在沿空心加热盘22从上而下的流动过程中被间接传热的热介质干燥。热源是采用循环热水。干燥温度为76℃。物料夹带固体颗粒的蒸汽、气体混合气进入过滤器5，气体通过笼骨固定的滤袋18被过滤，通过滤袋18的混合气直接从气体出口排出。脉冲控制仪19设定脉冲电磁阀13工作间隔，当脉冲控制仪19给出脉冲信号后，脉冲电磁阀13瞬间打开，积聚在压缩氮气储罐12中的压缩氮气快速通过脉冲电磁阀13经喷吹分布管15和喷头16对电磁阀13控制的每个滤袋进行喷吹，使滤袋18瞬间膨胀，这样附着在滤袋18上的固体粉尘就被抖落，滤袋18得到了更新，从而实现了连续操作对过滤器的要求。喷吹分布管15上部设有夹套换热器14，内部通有低压蒸汽，其不仅对喷吹氮气有预热功能，同时对外部过滤混合气也有加热作用。壳体设有夹套，内部可通入低压蒸汽，可防止干燥蒸发的蒸汽冷凝造成物料黏附在器壁并堵塞滤袋。湿份经组合过滤系统5过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段；干燥完后的物料从出料口卸出，通过具有高锁气性能旋转阀8和阀门11进入减压输送罐9，最终通过具有高锁气性能旋转阀10离开干燥单元进入后续工段。干燥后的湿份甲醇和环氧丙烷蒸汽采用冷凝回收；本套装置中，一个脉冲控制仪可控制多个电磁阀，而电磁阀的数量和大小根据滤袋的布置和规格而定，每个电磁阀各自负责的布袋数可不同。
实施例2干燥流程与连续操作相同，只是操作程序不同。间歇操作时螺旋输送机1将上游来的物料输送至具有高锁气性能的旋转阀2，物料再通过旋转阀2连续、均匀地进入减压输送罐3，减压输送罐3通过阀门6与减压系统相通。减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀4进入真空桨叶干燥机(兰州瑞德干燥技术有限公司生产，其产品为W型、T型两种型号)，干燥机的两根空心热轴23和空心夹套24都通入蒸汽，通过器壁对湿物料进行加热干燥。干燥温度为90℃，同时，湿物料在空心热轴的搅拌下逐渐向出料口移动。当物料加入一定量后，螺旋输送机1、旋转阀2、减压输送罐3和旋转阀4停车，进入干燥程序，蒸发的湿份经组合过滤系统5过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段。干燥机运转一定时间，达到干燥要求后，出料旋转阀8和旋转阀10启动，干燥合格的物料排出，排料完后旋转阀8和旋转阀10停车，启动进料螺旋机1，开始下一批料干燥。
实施例3干燥流程与实施例1相同。螺旋输送机1将上游来的物料输送至具有高锁气性能的旋转阀2，物料再通过旋转阀2连续、均匀地进入减压输送罐3，减压输送罐3通过阀门6与减压系统相通。减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀4进入耙式干燥机(兰州瑞德干燥技术有限公司生产，其产品为真空型一种型号)。干燥所需的加热介质——低沸点物质蒸汽通过筒体夹套25及搅拌轴26对湿物料进行间接加热干燥，干燥温度为90℃。湿物料中的湿份受热汽化，汽化出的湿份被及时抽走，随着搅拌轴不断转动，湿物料与加热面不断的更新，物料得到最大限度的混合、干燥。干燥所需的热源通过夹套将热量间接传递给物料，蒸发的湿份经组合过滤系统5过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段。干燥完后的物料从出料口卸出，通过具有高锁气性能旋转阀8进入减压输送罐9，最终通过具有高锁气性能旋转阀10离开干燥单元进入后续工段。
权利要求
1.一种二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂(PPC)真空干燥方法，其特征是操作方式有两种a、连续操作湿物料从上游工段来，通过螺旋输送机(1)和具有高锁气性能的旋转阀(2)连续、均匀地进入减压输送罐(3)，减压系统通过阀门(6)与减压输送罐(3)相通，减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀(4)进入真空干燥机(7)，物料在干燥机搅拌轴的搅拌下被间接传热的热介质干燥，干燥温度在20～95℃之间；干燥所需的热源通过真空干燥机(7)将热量间接传递给物料，蒸发的湿份经组合过滤系统(5)过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段；干燥完毕后的物料从出料口卸出，通过具有高锁气性能旋转阀(8)进入减压输送罐(9)，最终通过具有高锁气性能旋转阀(10)离开干燥单元进入后续工段；b、间歇操作螺旋输送机(1)将上游来的物料输送至具有高锁气性能的旋转阀(2)，物料再通过旋转阀(2)连续、均匀地进入减压输送罐(3)，减压输送罐(3)与减压系统相通，减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀(4)进入真空干燥机(7)，物料在干燥机搅拌轴的搅拌下被间接传热的热介质干燥，干燥温度在20～95℃之间；当物料加入一定量后，螺旋输送机(1)、旋转阀(2)、减压输送罐(3)和旋转阀(4)停车，进入干燥程序；蒸发的湿份经组合过滤系统(5)过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段，干燥机运转一定时间，达到干燥要求后，出料旋转阀(8)和旋转阀(10)启动，干燥合格的物料排出，排料完后旋转阀(8)和旋转阀(10)停车，启动进料螺旋机1，开始下一批物料干燥。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂(PPC)真空干燥方法，其特征是所述的热源是采用循环热水、循环导热油系统，或低沸点物质蒸汽。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂真空干燥方法，其特征在于干燥后的湿份甲醇和环氧丙烷蒸汽通过阀门(6)、(11)减压冷凝回收。
4.一种实施权利要求1方法的装置，其特征在于所述装置包括二个减压输送罐(3、9)，减压输送罐(3)置于旋转阀(2、4)间，位于干燥机(7)的上部；减压输送罐(9)置于旋转阀(8、10)间；减压输送罐(3、9)内设有搅拌桨，可有效防止物料结块、架桥；一个位于旋转阀(4、8)间，利用间接热源热量辐射来干燥物料的搅拌型干燥机(7)；一个与干燥机(7)相连的组合过滤器(5)系统。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征是进料、出料采用两级锁气系统。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征是所采用的真空干燥机(7)是盘式干燥机、或单轴桨叶干燥机，或多轴桨叶干燥机、或耙式干燥机，或由以上三种形式的干燥机多种(或多台)串联组合的多级干燥。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于过滤系统可采用单个过滤器切换操作，或采用多个过滤器切换操作。
8.根据权利要求4或7所述的单个过滤器，其主要由压缩氮气储罐(12)、脉冲电磁阀(13)、加热器(14)、分布管(15)、喷嘴(16)、壳体(17)、滤袋(18)和笼骨、脉冲控制仪(19)构成，其特征在于壳体内的加热器(14)与分布管(15)相连，分布管(15)上设有喷头(16)，在喷头(16)下相应装有滤袋(17)；在壳体(17)外，压缩氮气储罐(12)通过脉冲电磁阀(13)与加热器(14)连接，脉冲控制仪(19)与脉冲电磁阀(13)连接。
全文摘要
本发明公开一种二氧化碳全基降解塑料——聚碳酸亚丙脂真空干燥方法及装置。该方法是螺旋输送机1将上游来的物料输送旋转阀2，物料再通过旋转阀2连续、均匀地进入减压输送罐3，减压输送罐3与减压系统相通。减压后的物料通过具有高锁气性能的旋转阀4进入干燥机7。干燥所需的热源通过热轴、桨叶或夹套将热量间接传递给物料，蒸发的湿份经组合过滤系统5过滤后进入后续冷凝、回收、减压工段。干燥完后的物料从出料口卸出，通过具有高锁气性能旋转阀8进入减压输送罐9，最终通过具有高锁气性能旋转阀10离开干燥单元进入后续工段。本发明采用真空干燥工艺，降低了湿份的沸点，使物料在较低的干燥温度仍保持了较高的蒸发强度，缩短了干燥时间，产品收率高，湿份残留量小。干燥后的湿份甲醇和环氧丙烷蒸汽采用冷凝回收，大大地提高生产的安全、可靠性。
文档编号B29B13/00GK1824705SQ20051004173
公开日2006年8月30日 申请日期2005年2月25日 优先权日2005年2月25日
发明者赵旭, 岳永飞, 郭辉 申请人:兰州瑞德干燥技术有限公司