氯化橡胶干燥技术与设备

  • 2015-10-12 09:18:00
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料,经气流或沸腾干燥即得CNR成品。
胶乳法。室温下在反应釜中加入一定量的酸性水,然后在通氯气的情况下,边搅拌边滴加己稳定化处理的天然胶乳,在表面活性剂的存在下,调成橡胶细小颗粒分散均匀的水分散液,继续通氯气,并加入引发剂,在紫外光照射下进行初步氯化反应。此时,胶乳不会凝结,制备出初步氯化的细粉状中间物,然后逐步升温,进行深度氯化,反应至一定的时间结束,过滤分离出微粒状的CNR,水洗干燥,成品中氯质量分数约为0.水相法。将经计量的橡胶水乳液、水、表面活性剂和质量分数为0.35的盐酸一同加入氯化釜,先在30 *C无光条件下边搅拌边从釜底通入氯气进行氯化反应约5h,待吸收氯气速度明显减慢时,开启高压水银灯照射反应物料,同时升温至60 *Q通氯8h得到氯化液,氯化液经脱水和干燥得CNR.所有生产工艺中干燥工艺对CNR的色度、挥发分等均有重要影响,尤其是CNR为热敏性材料,且吸附性很强,对干燥工艺及设备要求较苛刻。国内CNR生产技术的难点主要是干燥技术。
1国内干燥技术和新进展1.1国内干燥技术国内早使用真空耙式干燥机干燥CNR,干燥后物料中水分质量分数可达0.001,干燥效果基金项目:国家自然科学基金资助项目(50063001)业科学院农产品加工研究所在读硕士研究生,主要从事橡胶加工且造价高。由于CNR吸附性强,因此生产中经常要停机清理,产品质量达不到国际标准。随后国内采用卧式振动床干燥CNR,但它只适于100目以下物料干燥,CNR细粉细度均在200目以上,极易产生漏料和扬析现象。
目前国内主要采用沸腾床干燥和气流干燥方式,干燥设备流程分别如和2所示。CNR主要生产厂家和所采用的干燥设备如下。
青岛化工厂采用一段气流管和一段沸腾床进行干燥。
广州化工厂采用一段气流管干燥。
圆筒形沸腾床干燥装置流程1一鼓风机;一燃烧室;一螺旋加料器;一料斗;5?沸腾床干燥器;6-雾末分离器;7?洗涤器;8?旋风除尘器组。
一鼓风机;2?燃烧炉;3?积料排除口;4一加料器;5?气流干燥器;6?旋风除尘器;7?抽风机。
气流干燥时由于物料颗粒与热载体接触时间短(7s)挥发分含量不能降得很低,而沸腾干燥时由于接触时间长,终挥发分含量能降得很低。气流干燥进口温度一般为145 *C左右,沸腾床温度为80*C左右。温度太高或太低都会使产品色格,可以进行更多次干燥。
1.2新进展1.2.1脉冲式气流干燥由山东省干燥技术中心开发的脉冲式气流干燥工艺是一种连续高效固体流态化干燥方法,它将粉粒状湿物料送入热气流中并流得到分散或粒状的干燥产品,具有干燥强度大、干燥时间短、热效率高、处理量大和设备简单等优点,同时可以把干燥、粉碎、筛分及输送等单元一体化,操作简单,易于控制。
0.005,因此一般采用双级气流干燥以达到干燥要求。干燥设备及流程见。由热风炉提供热源,一部分用于一级气流,中间干燥物料经一级旋风分离器收集后落入二级气流,终产品经二级旋风分离器收集装袋,干燥废气由一二级旋风分离器排出后进入布袋除尘器,并由引风机排空。
为防止设备污染CNR,与物料接触的设备均选用不锈钢制作脉冲式双级气流干燥装置流程1一鼓风机;2?热风炉;3?文丘里加料器;4一螺旋绞龙;11一引风机;12?烟|囱该设备经试用后,产品质量和产量符合要求,改善了工人的操作环境,节约了劳动力,取得了良好的经济效益和社会效益。
1.2.2薄膜蒸发干燥器薄膜蒸发干燥器具有干燥时间短、传热效率高、设备投资少和特别适用于干燥热敏性和高粘度物质的特点,可用于CNR干燥。干燥设备流程如所示。
其干燥原理为:经过洗涤的胶浆按一定流速沿切线方向进入薄膜蒸发器头盖室,由马达带动的刮板在紧靠圆柱形的传热表面上形成液膜,液膜受刮板不停地搅拌,不断地再分配,在离心力、度变化,如果一次气流干燥挥发分含量指标不合薄膜干燥装置流程重力及刮板作用下,连续不断地在内壁形成下降液膜,水分迅速在液膜上汽化形成二次蒸汽,用真空泵迅速将二次蒸汽经冷凝及气液分离器排出,干燥产品则从蒸发器底部流入成品槽,从而使胶浆得到迅速干燥。刮板线速度和进料速度对蒸发效率都有较大影响;胶浆含水量对干燥效率也有影响;加热温度与干燥效率呈线性关系,随着加热温度升高,成品水分含量急剧下降;系统真空度对干燥效率无明显影响。由于膜式干燥物料受热时间短,从而避免了物料在干燥过程中的副反应,如老化、交联和支化等,稳定了产品质量。
2国外干燥技术和设备的进展近年来由于喷雾干燥技术的发展,其在CNR的干燥中也得到应用。喷雾干燥装置见。
喷雾干燥有如下优点:在高温介质中干燥极1一鼓风机;一空气加热器;3?喷雾干燥塔;4一雾化器;5?一级旋风除尘器;6?一级抽风机;7?二级旋风除尘器;8快,颗粒表面温度仍接近介质的湿球温度,物料不易变质;可由氯化液直接获得合乎要求的产品,从粉尘飞扬,改善劳动条伴7;可组成多级干燥,还可以与其它干燥器组合使用,发挥不同干燥方法的优点。它的缺点是热效率低,设备庞大,对分离设备要求高。
丹麦、英国、日本、美国及奥地利等国都开发了改进型的喷雾干燥器。它由3个部分组成,即气体分配器、雾化器及干燥室。气体分配器由一系列倾斜的相互重叠的叶片组成,相邻叶片间的距离是可调的,叶片围绕一个共同中心径向排列,但分成几个区域,冷空气进入外区,而内区进入热空气,雾化器以10 000min1的转速把物料雾化成微小雾滴,并成高度分散状态,气体以50m°s 1的速度通过干燥区。由于气体速度远大于普通喷雾干燥器,因此生产能力为普通的510倍8.国外还研宄了红外干燥器和组合干燥装置在含氯高聚物干燥中的应用。
红外干燥器原理为:把红外线源发出的红外线照射到被干燥物料的表面,部分红外线被物料吸收后,在物料内部转变为热能,加热物料使水分汽化,达到干燥的目的。其工艺特点是:①物料的加热速度快,内部温度分布均匀,由于传递给物料的热量大大超过了对流干燥传递的热量,其水分汽化强度比对流干燥和传导传热干燥大几十倍;②红外线干燥不需要干燥介质,热效率高;③产品质量好,干燥均匀、清洁,干燥时间短9.组合干燥装置是两个不同的干燥器串联而成的干燥系统,可以充分发挥出两种干燥器的特点。合适的组合干燥器可以获得高质量的产品,提高设备的生产能力,并获得较好的经济效益。
3干燥技术和设备的发展趋势干燥技术和设备主要研宄方向是如何有效利用能源、提高产品质量和产量、减少环境污染、操作安全、易于控制和一机多用等。主要趋势为:干燥设备研制专业化;干燥设备的大型化、系列化和自动化;改进设备,强化干燥过程;采用新的干燥方法及组合干燥方法;析和离心等石序容易连续化生产避免偷hing(6)s直接式器中使用过热蒸汽作为干net燥介质;运用新型气固接触技术(如二维喷动床、旋转喷动床等)消除干燥操作造成的公害。
4结语CNR干燥以其成品颗粒小、吸附性强和热敏性等特殊性代表了干燥难度较大的物料干燥技术我国新干燥技术和干燥方式可用于CNR干燥,并能收到较好的社会效益和经济效益。
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