一种高强度球型干燥剂的成型制造方法与流程

文档序号:13718050阅读:1093来源:国知局

本发明涉及一种广泛用于高铁、重型汽车等需要空气分离、空气干燥的分子筛干燥剂的制作方法,特别涉及一种高强度球型干燥剂的成型制造方法,具体的说是一种分子筛粉末和粘土矿物粉末通过加入适量的粘结剂,经过混湿捏和、挤出、整形成球,最后制备小球状干燥剂的方法。

技术背景

通常的用于空气分离、空气冷却的分子筛干燥剂不需要极高的强度,如中央空调用分子筛干燥剂的单颗粒强度在60牛/颗的水平,而高铁、重型货车用的空分干燥剂的颗粒强度最好能要大于180牛/颗以上。这是因为高铁、重型货车在运行过程中强烈的震动颠簸会造成球型干燥剂的破碎和落粉,从而堵塞气流系统。

目前常用的造粒方法是将沸石粉和高岭石、唉洛石、凹凸棒石粘土按比例混合,在糖衣机中边滚动边加水,由此混合粉末逐步长大到指定粒度。在经过高温煅烧后由于粘土矿物的相变使得最终产品(干燥剂球)具备一定的强度。该方法获得的产品强度取决于粘土的质量和加入量。制造工艺上的强度控制因素受制于小球在糖衣机中所受到的压迫力(转速、时间等因素)。

挤出造粒是条形催化剂的常用技术工艺。利用挤出机将掺水的沸石粉和粘土粉从挤出机的端口挤出,得到长条形(长宽比大于2)的催化剂。长条形催化剂的颗粒强度,在其他条件相同的条件下一般是球型催化剂(滚动造粒)的1.5倍。但是条形催化剂不适合在需要空气充分流动环境的高铁、汽车、空调等的干燥系统使用。



技术实现要素:

1、发明要解决的技术问题

本发明针对现有的滚动造粒技术无法获得高强度球型干燥剂的现状,无法满足高铁、重型货车所需的空分干燥剂的颗粒强度,本发明公开一种高强度球型干燥剂的成型制造方法,提供一种两步法获得高强度球型干燥剂的方法,获得了颗粒强度180牛/颗的球型干燥剂。

2、技术方案

一种高强度球型干燥剂的成型制造方法,其步骤包括:

(1)先将沸石粉和粘土粉按比例混合,加海藻酸钠水溶液,充分混合捏湿,搅拌挤压并切断成短条;

(2)根据步骤1所挤压切断的短条,选取大小合适的磨球,将短条与磨球按比例数量投入球磨机中,将短条整形为球型,并在回转窑高温煅烧,制得高强度球型干燥剂。

所述的粘土粉为粒度大于200目的高岭石、唉洛石、凹凸棒石粘土中的任意一种或两种以上组合,但不限于这三种原料。

所述的沸石粉为粒度大于200目的3a、4a或13x沸石中的任意一种或两种以上组合。

所述的海藻酸钠水溶液的体积浓度为1%-20%。

所述步骤1中,挤压并切断成短条,所使用设备为挤出机(成条机),在切断步骤中,将挤出机(成条机)的出口端控制切断的速率,使短条的长径比在1:1。

所述选取大小合适的磨球,即球磨机中的磨球直径(d)和挤压切断的短条直径(d)需按如下公式选择:d:d=0.1000到0.2000(控制值在小数点后面第四位);且磨球的个数与挤压切断的短条的个数之比为1∶1。

3.有益效果

本发明摈弃了传统的和常用的糖衣机一步法滚动造球工艺,通过挤条机挤条和球磨机整形两步法技术路线,解决了球状分子筛干燥剂强度无法大幅度提升的难题,获得了比滚动造粒法颗粒强度高3倍的技术效果。

本发明在挤出造粒过程中引入的海藻酸钠,在捏和工艺中是作为粘结剂发挥作用的。由于海藻酸钠水溶液具有一定的粘度,捏和过程中加入的水的量明显减少,下一步的挤条成型中又作为(挤出)润滑剂就降低了挤出难度。常规的挤出工艺经常使用一定量的田菁粉(一种植物粉末),以降低挤出成型的难度,与使用本发明规定的方法则完全不用。

本发明中球磨机中选的磨球直径(d)和短条直径(d)的球径比,对于产品的产出率和最终产品的质量(强度)有重要的影响,如果比值不正确整形过程中的压碎率会很高,使产出率大大降低。

本发明通过磨球个数与切断条的个数比设置1∶1,解决了磨球增加能耗的问题。

本发明借用传统的挤出造粒工艺和球磨整形工艺的组合,成功的造出了符合高铁、汽车等工况环境的高强度球形分子筛干燥剂。

具体实施方式

实施例1:

一种高强度球型干燥剂的成型制造方法,其步骤包括:

(1)先将200目3a沸石粉70份,200目埃洛石粘土粉30份,加入混合搅拌机中充分混合,加体积浓度为10%海藻酸钠水溶液喷雾加入混合搅拌机中,充分混合捏湿,直到上述混合粉体成“手握成型,搓之即碎”的程度,将湿捏好的混合物移入挤出机(成条机),搅拌挤压并切断成短条,在切断步骤中,将挤出机(成条机)的出口端的切断速率,控制在使条的长径比在1∶1;

(2)根据步骤1所挤压切断的短条,选取大小合适的磨球,将成短条与磨球按比例数量投入球磨机中,其中球磨机中的磨球直径(d)和挤压切断的短条直径(d)比例为d∶d=0.1000;且磨球的个数与短条的个数之比为1∶1,球磨30分钟后筛分出球形干燥剂。上回转窑550℃煅烧一小时。干燥剂颗粒强度190牛/颗,其他指标符合高铁干燥剂标准。

实施例2:

一种高强度球型干燥剂的成型制造方法,其步骤包括:

(1)先将200目4a沸石粉70份,200目高岭石粘土粉30份,加入混合搅拌机中充分混合,加体积浓度为1%海藻酸钠水溶液喷雾加入混合搅拌机中,充分混合捏湿,直到上述混合粉体成“手握成型,搓之即碎”的程度,将湿捏好的混合物移入挤出机(成条机),搅拌挤压并切断成短条,在切断步骤中,将挤出机(成条机)的出口端的切断速率,控制在使短条的长径比在1∶1;

(2)根据步骤1所挤压切断的短条,选取大小合适的磨球,将短条与磨球按比例数量投入球磨机中,其中球磨机中的磨球直径(d)和挤压切断的短条直径(d)比例为d∶d=0.2000;且磨球的个数与挤压切断的短条的个数之比为1∶1,球磨30分钟后筛分出球形干燥剂。上回转窑550℃煅烧一小时。干燥剂颗粒强度180牛,其他指标符合高铁干燥剂标准。

实施例3:

一种高强度球型干燥剂的成型制造方法,其步骤包括:

(1)先将200目13x沸石粉70份,200目凹凸棒石粘土粉30份,加入混合搅拌机中充分混合,加体积浓度为20%海藻酸钠水溶液喷雾加入混合搅拌机中,充分混合捏湿,直到上述混合粉体成“手握成型,搓之即碎”的程度,将湿捏好的混合物移入挤出机(成条机),搅拌挤压并切断成短条,在切断步骤中,将挤出机(成条机)的出口端的切断速率,控制在使条的长径比在1∶1;

(2)根据步骤1所挤压切断的短条,选取大小合适的磨球,将短条与磨球按比例数量投入球磨机中,其中球磨机中的磨球直径(d)和短条直径(d)比例为d∶d=0.1500;且磨球的个数与挤压切断的短条的个数之比为1∶1,球磨30分钟后筛分出球形干燥剂。上回转窑550℃煅烧一小时。制备得到的干燥剂颗粒强度185牛/颗,其他指标符合高铁干燥剂标准。

实施例4:

一种高强度球型干燥剂的成型制造方法,其步骤包括:

(1)将200目3a沸石粉70份,200目埃洛石粘土粉18份,200目凹凸棒石粘土粉12份,加入混合搅拌机中充分混合,加体积浓度为10%海藻酸钠水溶液喷雾加入混合搅拌机中,充分混合捏湿,直到上述混合粉体成“手握成型,搓之即碎”的程度,将湿捏好的混合物移入挤出机(成条机),搅拌挤压并切断成短条,将挤出机(成条机)的出口端的切断速率,控制使短条的长径比在1∶1;

(2)根据步骤1所挤压切断的短条,选取大小合适的磨球,将短条与磨球按比例数量投入球磨机中,其中球磨机中的磨球直径(d)和短条直径(d)比例为d∶d=0.1540;且磨球的个数与挤压切断成的短条个数之比为1∶1,球磨30分钟后筛分出球形干燥剂。上回转窑550℃煅烧一小时。制备得到干燥剂颗粒强度210牛/颗,其他指标符合高铁干燥剂标准。

实施例5

步骤同实施例4,不同在于将300目3a沸石粉70份,300目埃洛石粘土粉18份,300目凹凸棒石粘土粉12份,加入混合搅拌机中充分混合。制备得到干燥剂颗粒强度222牛/颗,其他指标符合高铁干燥剂标准。

实施例6

步骤同实施例1,不同在于在切断步骤中,将挤出机(成条机)的出口端的切断速率,控制在使条的长径比在1.5∶1;根据步骤1所挤压切断的条,选取大小合适的磨球,将成条与磨球按比例数量投入球磨机中,其中球磨机中的磨球直径(d)和挤压切断的条直径(d)比例为d∶d=0.1000;且磨球的个数与条的个数之比为2∶1,球磨30分钟后筛分出球形干燥剂。上回转窑550℃煅烧一小时。虽然造出了干燥剂颗粒强度186牛/颗,符合高铁技术参数的分子筛干燥剂,但其从短条到球的产出率只有24%。

实施例7

步骤同实施例2,不同在于其中球磨机中的磨球直径(d)和挤压切断成的条直径(d)比例为d∶d=0.2000;制备的干燥剂颗粒强度191牛/颗,但球的形状(球度,大小直径偏离度)偏离较大,产品外观质量差。

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