[发明专利]一种降膜脱挥器及其降膜元件

说明书

本发明涉及一种生产高黏物料的降膜式脱挥器及其降膜元件，包括立式塔体、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交错排列的降膜元件，降膜元件为多个凹槽组成的倾斜波纹板结构，物料箱体底部有布料板，布料板上为其下方对应降膜元件上凹槽分配有布膜结构，降膜元件下方有管件相连。本发明具有物料流动形态可控、流量调节范围宽、物料停留时间分布窄等优点，适用于聚合物生产、纺丝液脱泡和溶液浓缩等物料脱挥增黏过程。

技术领域

本发明涉及高黏物料生产中的一种降膜脱挥器及其降膜元件。

背景技术

熔融缩聚、溶液浓缩、纺丝液脱泡、真空解吸等生产过程中需要在有利于物料小分子类及时排除的脱挥过程。在一定条件下(如减压和加热)，小分子以气泡等形式从物料主体中脱除，物料体系黏度升高。就熔融缩聚制备高黏聚合物熔体而言，缩聚反应是一个可逆平衡反应，随着缩聚反应的进行，需要及时有效的排出反应体系，从而使聚合物分子量不断提高，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(PA)和聚碳酸酯(PC)等在内的聚合物均通过缩聚反应制得。缩聚反应的实施方法主要有熔融缩聚、固相缩聚、溶液缩聚等，其中熔融缩聚有反应效率高、流程短、节能环保以及满足柔性化大规模生产等优势。随着反应的进行，反应体系黏度急剧增加，生成的小分子排除越来越困难，传质成为过程的控制因素，因此采用能提供大的传质比表面积的高效脱挥设备是实施高效缩聚的关键。

脱挥器内构件的设计既需要保证提供一个大的传质比表面积，又要保证物料流动的同时得到不断混合以尽可能增强物料膜的界面更新；此外，物料在脱挥器内的停留时间要求均一可控以此得到所需脱挥效果一致的物料。因此，理想的脱挥器应满足物料流动为平推流，无死区，单位时间内所获得的传质面积与物料体积之比(成膜效率)最大化、表面更新快与小分子扩散途径短的要求。目前公开的高黏物料脱挥设备包括圆盘式和笼框式两种，这两种均为卧式搅拌器，这两类设备均是由下部浸泡于物料层的转动设备在旋转时将熔体物料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，特别是当黏度很大时，难以脱落，使得物料长时间依附于旋转内构件上使得脱挥效果大大的减弱；此外由于其带搅拌器，当黏度很大时，所需的能耗急剧上升。因此急需提供一个成膜面积大、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，流量范围适应性大且能耗低的脱挥器。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种用于高黏物料生产的降膜脱挥器，能使物料流动均匀可控，扩大物料有效成膜面积，提高物料成膜效率以及物料的表面更新，增强物料流动成膜均匀性和停留时间的均一性，提高脱挥效率和高黏物料的产品品质。为此，本发明采用以下技术方案：

一种降膜脱挥器，所述脱挥器包括塔体，与塔体上端相连的封头及与塔体下端相连的底壳，其特征在于所述封头设有进料口、夹套热媒以及设置在封头上的物料进料箱，高黏物料由进料口通至物料进料箱，物料进料箱的底板为布料板，布料板固定在封头塔体上，与塔体呈一定的角度，有布膜结构，布膜结构包括对应倾斜板式降膜元件凹槽区域的布膜孔，布膜孔孔壁和封头壁面之间的空隙用于物料从物料箱体中进入其下方的降膜元件。

一种降膜脱挥器，所述脱挥器立式塔体，其特征在于所述脱挥器还包括上下交叉排列的倾斜板式降膜元件，倾斜板式降膜元件是上下交叉的，与塔体呈一定的角度，使高黏物料在向下流动时，延长停留时间，扩大物料的脱挥面积，提高脱挥效果。最后一个降膜元件下方在塔体两侧对称位置设有一个倾斜向下的波纹板导流件，两导流件不相连且导流件顶端不超过脱挥器中轴线，导流件的波纹凹槽结构与降膜元件一致，通过导流件可收集两侧的物料，使其集中在塔体中部降落至底壳内。

立式塔体上部设有真空抽气口，底壳内设有搅拌器，其动力由底部传入，底壳底部设有物料出口。