[实用新型]降膜式脱挥器及其降膜元件

说明书

本实用新型涉及降膜式脱挥器及其降膜元件，包括立式壳体及其上端相连的封头和下端相连的底壳，脱挥器内设有物料箱体和至少一根降膜元件，降膜元件上有多个降膜流道，物料箱体底板为布膜板，布膜板上为每个降膜流道分配有布膜结构。本脱挥器具有成膜面积大、成膜形态可控、流量调节范围宽等优点，适用于高黏聚合物生产、纺丝液脱泡和溶液浓缩等脱挥过程。

技术领域

本实用新型涉及用于聚合物生产、纺丝液脱泡和溶液浓缩、真空蒸发等领域的一种降膜式脱挥设备，特别涉及聚合物缩聚反应的生产装置，属于化工生产设备领域。

背景技术

在缩聚、纺丝液脱泡以及真空蒸发、解吸等化工操作中，逐步脱除小分子化合物的传质效率是控制脱挥过程的关键因素。由于这类过程通常是在高黏体系中发生，因而体系中小分子化合物的扩散十分困难，脱挥效果会受到可供物料流动的设备内构件结构和物料流动混合特性的限制。需要开发一种结构紧凑、表面更新频率快、热质传递效率高的脱挥器，以达到实现大容量、高效率和高品质脱挥的目的。

在制备聚合物的加工过程中，熔融缩聚反应是一种不断产生小分子化合物的可逆聚合反应，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰胺(PA66)和聚碳酸酯(PC)等在内的聚合物均可通过熔融缩聚反应制得。制备这类聚合物时必须持续进行排除产生小分子化合物的脱挥工艺，以促使反应不断正向进行，物料黏性极高，特别是在缩聚后期，物料动力黏度会发生数量级的变化，这种反应是涉及化学反应与传热传质耦合的变黏过程。因此，熔融缩聚反应效果取决于脱挥过程物料的流动特性和热质传递界面特性。

现有成功应用于高黏物料脱挥的设备主要有圆盘式和笼框式两类卧式搅拌装置。这两类设备均是依靠下部沉浸于熔体层的转动设备在旋转时将熔池中的熔体带起成膜脱挥，这种方式熔体成膜效率低，表面更新受限，特别是当物料黏度很大时，物料长时间附于装置内构件上而发生副反应使得产品质量下降；此外，这类搅拌式反应装置的转轴通常连通到壳体外，大量高黏物料附于搅拌器上而产生相当大的扰度，设备密封可靠性差。因而迫切需要开发出一种高效脱挥器，可使装置内物料成膜性能好、表面更新快、停留时间均一，流动无死区、容易清洗、能耗低，且反应过程满足流动、混合和热质传递需求，实现高效能缩聚。

已公开的立式脱挥反应器(一种列管管外降膜缩聚反应釜，CN102746499B；一种多层落管式降膜脱挥反应器，CN105903424B)，由于其不带搅拌器，因此能耗有所降低，成膜及表面更新也可满足一定的生产质量要求，但可供调节的生产物料流量范围有限，当增大物料处理量时，停留时间显著降低，产品质量下降；而多层的伞裙结构在降膜过程中物料脱离伞裙时容易造成直接坠落无法回到中空管外壁，形成所谓的“短路”，从而使得脱挥效果变差及物料黏度的不匀，同时，多层结构也会因物料黏度的逐步变大，容易造成在下层塔板径向流动时产生明显的停留时间差异，进而影响脱挥效果。因此急需提供一种成膜面积大、成膜形态可控、无死区、表面更新快，降膜过程停留时间均一可控，流量范围适应性大的脱挥设备。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的是为了克服以上现有技术的不足，提供一种降膜式脱挥器。为此，本实用新型采用以下技术方案：

降膜式脱挥器，包括立式壳体、连接于立式壳体上端的封头和下端的底壳、物料进口、真空抽气口、物料出口，其特征在于：脱挥器内设有物料箱体和至少一根降膜元件，降膜元件上具有多个降膜流道，物料进口与物料箱体相接通，物料箱体的底板为布膜板，布膜板提供有布膜结构，所述各个降膜流道均被分配有相同的布膜结构。

布膜板上为降膜元件的每个降膜流道开有布膜孔作为布膜结构。一种优选的结构是：每个流道对应的布膜孔的数量、大小、相对位置完全相同。物料经布膜板上的布膜孔分配后，进入降膜流道上形成降膜流动，同时进行脱挥，小分子从真空抽吸口抽走，物料从降膜元件滑落后，最后从出料口排出。

进一步地，每个流道对应的布膜孔优选为一个。