[实用新型]一种塔芯内构件、塔芯及净化塔

说明书

本实用新型公开了一种塔芯内构件、塔芯及净化塔。塔芯内构件包括均布器和至少一个导流板；均布器为一底部敞口的结构，均布器的底部设有开孔，导流板固定连接于均布器的底部；开孔和导流板对应，流体能通过均布器的开孔向下流入导流板的板面，导流板上设有突起部，突起部为两块挡板相互连接并形成的倒V形结构。本实用新型的塔芯内构件，可获得稳定可控的液膜，使物料在流动过程中实现较大的成膜面积和较快的表面更新相结合。本实用新型的塔芯，通过设置不同尺寸的塔芯内构件，实现过程停留时间可控，成膜面积大、成膜形态可控、无死区、表面更新快。

技术领域

本实用新型涉及一种塔芯内构件、塔芯及净化塔。

背景技术

在高分子材料生产过程中，由于聚合反应热力学和动力学限制，总是会有部分单体、溶剂或低分子化合物残留在聚合产品中，这些残留物的存在大大降低了最终产品的质量和性能。聚合物脱挥就是将一种或多种未参与反应的单体、溶剂和聚合过程中产生的低分子杂质经加热挥发从聚合物体系中脱除的技术。聚合物脱挥现已成为高分子材料生产过程中的重要工序之一，是一个受热力学和传质控制的分离工程问题。

聚合物脱挥与传统气液分离过程有着很大的不同。脱挥操作过程中伴随发生的传热和传质过程十分复杂。工业上聚合物脱挥一般可分为三个不同阶段进行，分别为闪蒸脱挥(聚合物中挥发分含量从80％降至20％的阶段)、起泡脱挥(聚合物中挥发分含量从20％降至5％的阶段)和扩散脱挥(聚合物中挥发分含量从5％以下继续降至最终要求的ppm级)。而聚合物脱挥又与传统的气液分离过程相比有如下难点。1、随着脱挥过程的进行体系黏度会发生数量级的变化，由数十毫帕秒最终甚至可以达到数十万毫帕秒，流动行为难以使用理论模型精确描述；2、脱挥过程传质系数小，对分离设备效率要求高，往往存在分离设备体积巨大，物料在脱挥单元中停留时间过长的问题；3、脱挥操作条件严苛，聚合物脱挥通常在高温下进行，并对体系的压力有一定要求，在此条件下聚合物极易发生变色降解，因此停留时间又不宜过长。

目前聚合物脱挥的难点在于如何强化低分子化合物在起泡阶段和扩散阶段的传热传质过程。脱挥工艺的优化包括提高脱挥温度、降低脱挥压力以及在体系内加入夹带剂或汽提剂等脱挥剂来实现。脱挥设备包括静态和动态脱挥设备。静态设备包括闪蒸器和落条式脱挥器，动态设备主要包括薄膜更新型脱挥器和挤出型脱挥器(螺杆挤出机)。新脱挥技术包括传统脱挥器的改进以及新型脱挥器的设计。其中较为新型的脱挥技术包括降膜式脱挥器、超重力旋转强化脱挥、超临界流体辅助强化脱挥、超声空化强化脱挥。

现有聚合物脱挥设备主要有圆盘式和笼框式卧式搅拌装置。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，这种方式受熔体网架桥限制，圆盘或网片必须保持较大距离，致使单位体积熔体拥有的表面积不足，熔体成膜效率低；同时有超过三分之一的熔体处于装置底部，表面更新受限，底部物料受静压头影响，对脱挥不利；同时，由于搅拌器自重和附着于其上的熔体质量，搅拌器会产生相当挠度，盘或网外缘离釜内壁距离必须足够以避免机械事故，但该距离又导致釜底出现死区。当物料黏度很大时，物料长时间附于装置内构件上发生副反应会使得产品质量下降。此外，其结构过于复杂，制造和运行成本较高。

专利CN113999332A利用挥发份在超临界二氧化碳中溶解度高的特性，通过周期性的升压、降压来实现挥发份的脱除。这种方式使得脱挥温度较低，大大减少了聚合物降解的可能性，但其对设备和操作条件要求苛刻，一定程度上增加了工业生产的成本。专利CN101372522A公开了一种利用超重力旋转脱除聚合物中挥发份的方法，其通过调节转子转速使转子的超重力水平达到30～1000倍标准重力，将聚合物溶液在填料中甩成液丝和液滴从而强化传热传质，脱挥效果良好。专利CN111333834A公开了一种尼龙6熔体的脱挥方法，其将尼龙6熔体通过多级脱挥反应釜和组分收集系统实现脱挥，其不足之处在于设备繁多、工艺要求严格。