[发明专利]干燥方法和装置

说明书

本发明关于一种干燥装置，尤其是用来干燥聚合物的装置。本发明一方面是专门关于干燥晶状聚合物，诸如聚对苯二甲酸乙酯小球或颗粒的装置。另一方面关于聚酯和聚酰胺那样的后凝聚缩聚合物的装置。

需要一种能充分而有效地减少微粒材料所含的湿气干燥器，这是众所周知的。在干燥这类材料时通常遇到的一个问题是板结或结块。在一些已有的装置中，干燥时已采用转动轴和搅拌杆来搅拌颗粒材料。而用其他现有技术的装置进行干燥时则采用注入高压热气体使颗粒材料悬浮起来。还有一些采用搅动装置和注入热气联合起来进行干燥。然而，一般市售的干燥器仍遇到许多问题。

这些问题包括，例如由转动的搅拌杆压紧潮湿的颗粒状物：由于气沟导致不完全干燥，结块和少量的过热;将干燥器内的气体携带的固体带入过滤器和过热回收系统，不能充分地带走不需要的反应产物，能量使用太多及类似问题。

为了满意地制备非晶体或晶体的聚合物以进行模制或挤压操作，常常需要干燥。例如，在模制碳酸饮料瓶采用聚对苯二甲酸乙酸时（PET）在注入模制型坯，以后再吹制成瓶之前特别要进行干燥。

美国专利系列号为U.S4585366及其引用参考文献公开了用以非晶体聚合物后凝聚的一般装置。在后凝聚非晶体聚合物、尤其是聚荑酯时，过去遇到两个主要的问题。一是结块，二是除去如乙醛的不需要的气态反应产物。在美国的U.S4230819中专 门叙述了由加力气体或惰性气体从晶体的PET的静态固定床除去乙醛的问题。

在已公开的克服了这两个主要问题的系统中，又出现了另外的问题。这些问题也限制了它们的使用和效率。为限制结块，采用了转动鼓式的干燥器，但由于尘土形成、高能耗，需要分批操作而不是连续加工，因而妨碍了它们的有效性。

采用简单的轴状或柱状物作干燥容器会使其上部的颗粒结块，必须在卸料部分使用破碎或剥离装置来打碎结块，这又大大增加了能耗，並会产生尘土。

为避免这个问题，在再凝聚前预晶体化聚合物时，另一些人采用了悬浮床。然而，对采用悬浮床来说，难以控制颗粒的滞留时间，能量要求很大，两级加工的每一步要求分开的容器。

美国专利U.S.4584366公开了一种装置，由具有两个重迭部分的单个容器组成。上部包括一个搅拌器，最好包括装有平的搅拌杆的转动轴。在重力作用下聚合物从上部流入下部，下部是圆柱形容器，聚合物通过它没有分离或干扰。热的惰性气体注入每个部分的下部，向上通过聚合物床到收集系统，在该系统中过滤、干燥、重新加热再通到容器中。然而，美国的U.S.4584366中公开的装置要求五小时滞留时间来进行充分的干燥和再凝聚PET颗粒。

因此，一个聚合物干燥器、干燥系统及操作方法要求使微粒物、具体地说象PET小球或颗粒那样的聚合物材料能够在少于5小时的很短时间内干燥，从而获得相应的较大的生产量，而且无需增加投资和生产成本，产量的增加不会被其它因素相抵消。另外，产量的增加还必须在不牺牲产品物理性能的前提下获得。因为PET颗粒可能用 于食品方面，作为一个例子，这就是说，再凝聚的聚合物中的乙醛含量应保持在规定的最大量级以下。另外，再凝聚聚合物的可模制性和模制产品结构整体性可要求干燥后和再凝聚后的聚合物内的粘度保持在规定的可接受的范围之内。

本发明提供的干燥器和干燥系统，能获得所有上述优点而没有任何因使用本发明而获得好处带来的缺点。

本发明的干燥器设计使通过一圆柱形容器向下流动的热气体相接触。

在本发明的一个实施例中，提供了一种改进的单级聚合物干燥器，它采用一种特殊设计的转动搅拌器，伴之以若干特殊设计的导流片和带小孔的分离器，以获得改进干燥和通过它不结块的聚合物。本发明采用的转动搅拌器最好由一中间放置的可转动的轴组成，轴上固定若干轴向排列的、园周向隔开的向下倾斜的搅拌杆。当采用本发明的方法时，该装置在干燥和从缩聚物中除去气态反应产物方面呈现出效果极佳。

在本发明的另一个实施例，公开了一种改进的干燥系统，它采用本发明的一种新型单级干燥器与特殊设计的气流控制结构相结合，来防止在通过干燥器输出口的流动停止时留在干燥器内的颗粒材料过热和结块问题。