【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚丙烯腈干燥领域，尤其是涉及一种用于聚丙烯腈的分级干燥方法及装置。
技术介绍
1、两步法生产聚丙烯腈基碳纤维，是指首先通过共聚聚合反应得到共聚聚合物淤浆，淤浆经过滤得到含水量较高的共聚聚丙烯腈滤饼后，共聚聚丙烯腈滤饼再经过干燥系统制得聚丙烯腈粉料，最后再制成纺丝原液，经纺丝、碳化得到碳纤维的过程。其中，原料共聚聚丙烯腈是碳纤维生产的重要前驱体，针对共聚聚丙烯腈的干燥工艺对碳纤维的质量尤为重要。
2、目前，国内碳纤维和腈纶企业针对共聚聚丙烯腈所采用的干燥方式主要有流化床干燥、桨叶干燥、闪蒸干燥和链板干燥等，尤其以使用链板式干燥系统的企业居多。但是，现有的流化床干燥聚丙烯腈工艺，在干燥过程中，由于共聚聚丙烯腈的物料特性，极易发生湿物料团聚现象；并且随着共聚聚丙烯腈物料量的增加，流化效果逐渐降低，会出现死床现象。由于这一弊端，流化床干燥工艺逐渐被其他干燥方工艺所替代。链板干燥工艺为开式循环，聚丙烯腈粉末为易燃易爆物料，开放式干燥容易带来严重的安全隐患，并且链板式干燥系统一般未设置有粉碎或者打散装置，所得产品颗粒较大，需另行破碎。
3、专利技术人发现，采用桨叶干燥工艺对共聚聚丙烯腈的干燥过程中，物料推进较平顺且不会出现团聚现象；但是，桨叶轴及桨叶根部易于出现湿物料粘壁现象，湿物料的粘壁沉积，严重影响干燥效果及干燥效率，提高设备维护频次和成本，并且桨叶干燥后的聚丙烯腈难以满足水分含量≤1%的要求，无法满足后续应用要求。专利技术人进一步发现，闪蒸干燥工艺对共聚聚丙烯腈的干燥效果较为理想，干燥完成后聚丙烯
4、综上可知，现有针对共聚聚丙烯腈的干燥技术，在干燥效果、干燥能耗及干燥过程等方面均存在有诸多缺陷，有必要加以改进。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种用于聚丙烯腈的分级干燥方法及装置，有效避免干燥过程中，共聚聚丙烯腈湿物料的粘壁、沉积、团聚等问题，消除共聚聚丙烯腈干燥过程中的燃爆安全隐患，能够在提高干燥效果及干燥效率的同时，有效降低氮气用量及热能消耗，降低生产成本。
2、为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种用于聚丙烯腈的分级干燥装置，包括有：一级桨叶干燥机、进料器、二级闪蒸干燥机、氮气闭式循环装置、旋风除尘器、布袋除尘器和控制模块；
4、所述氮气闭式循环装置用于加热、供给、补充聚丙烯腈的分级干燥装置内的氮气；
5、所述一级桨叶干燥机包括有干燥腔，干燥腔进料口与湿物料供给管路连通，用于对湿物料进行一级桨叶干燥；
6、所述干燥腔的水平中轴线处设置有空心转轴，所述空心转轴的进气端与氮气闭式循环装置的热氮气供气管道连通；
7、所述空心转轴上设置有多个空心桨叶；空心转轴的空腔与空心桨叶的空腔相连通，以便空心转轴带动空心桨叶转动的同时，热氮气在空心转轴和空心桨叶内流动；
8、所述空心桨叶上均匀设置有贯通的喷吹孔，以便空心桨叶内的热氮气通过喷吹孔喷吹至干燥腔。
9、优选的，采用热氮气，调节空心转轴及空心桨叶与湿物料接触的外表面温度为88-90℃；
10、所述喷吹孔的孔径为1.8-2.3mm。
11、进一步的，所述空心转轴的进气管道上设置有自控调节阀，所述控制模块与自控调节阀电连接；控制模块可控制自控调节阀开度，调节热氮气在喷吹孔处的喷吹流量及时间。
12、优选的，所述控制模块设置有喷吹孔处的高流量喷吹点位和低流量喷吹点位；
13、所述高流量喷吹点位，控制自控调节阀的阀开度85-90%；
14、所述低流量喷吹点位，控制自控调节阀的阀开度45-50%；
15、高流量喷吹点位和低流量喷吹点位的交错时间为8-12s。
16、进一步的，所述进料器的进料口与一级桨叶干燥机的干燥腔出料口连通；所述进料器的出料口与二级闪蒸干燥机的进料口连通；
17、所述二级闪蒸干燥机的进料口与进料器的出料口连通；所述二级闪蒸干燥机的进气口与氮气闭式循环装置的热氮气供气管道连通，用于接收来自氮气闭式循环装置的热氮气。
18、进一步的，所述旋风分离器的进料口与二次闪蒸干燥机的出料口连通，旋风分离器的顶部出料口与布袋除尘器的进料口连通，用于对二级闪蒸干燥机的出料并进行旋风分级；
19、旋风分级过程中，粒径≥50μm的聚丙烯腈粉料由旋风除尘器底部出料口出料至大粒径产品料仓储存；粒径＜50μm的聚丙烯腈粉料经旋风分离器的顶部出料口进入至布袋除尘器收集，出料至小粒径产品料仓储存。
20、一种用于聚丙烯腈的分级干燥方法，其特征在于，包括有以下步骤：干燥前准备、一级桨叶干燥、二级闪蒸干燥、分级储存、氮气除杂、连续干燥；
21、所述干燥前准备，采用氮气置换空气完全，并将氮气加热至90-92℃，获得热氮气；以及热氮气循环预热一级桨叶干燥机和二级闪蒸干燥机；
22、所述一级桨叶干燥，含水量为45-55wt%的湿物料进料至一级桨叶干燥机的干燥腔内，90-92℃的热氮气持续通入至一级桨叶干燥机的夹套和空心转轴内，进行一级桨叶干燥，获得一级干燥物料；
23、所述空心转轴设置有多个空心桨叶，空心桨叶上均匀设置有贯通的喷吹孔；空心转轴的空腔与空心桨叶的空腔相连通，热氮气在空心转轴和空心桨叶内流动，并经喷吹孔喷吹至干燥腔内；
24、所述二级闪蒸干燥，一级干燥物料进料至二级闪蒸干燥机内；在热氮气循环和搅拌条件下，对一级干燥物料进行二级闪蒸干燥，获得二级干燥物料。
25、优选的，所述一级桨叶干燥中，湿物料的进料速率为3000-3300kg/h；空心桨叶的转速为4-10rpm，湿物料在一级桨叶干燥机内的停留时间为20-25min；
26、所述二级闪蒸干燥中，一级干燥物料的进料速率为3000-3300kg/h；物料停留时间为8-12s。
27、优选的，所述一级桨叶干燥中，控制热氮气在喷吹孔处采用高流量喷吹和低流量喷吹；
28、高流量喷吹和低流量喷吹的交错时间为8-12s。
29、进一步的，所述分级储存，对二级干燥物料进行旋风分级，收集粒径≥50μm的聚丙烯腈粉料，储存；粒径＜50μm的聚丙烯腈粉料经旋风分离后，经布袋除尘器收集，储存；
30、所述氮气除杂，一级桨叶干燥和二级闪蒸干燥过程中，氮气经布袋除尘器进入至淋洗塔内，经脱盐水逆流喷淋去除氮气中的杂质后，经除水、加热，重新获得热氮气进行循环；
31、所述连续干燥，重复进行一级桨叶干燥、二级闪蒸干燥、分级储存、氮气除杂。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，包括有：一级桨叶干燥机（2）、进料器、二级闪蒸干燥机（4）、氮气闭式循环装置、旋风除尘器（5）、布袋除尘器（6）和控制模块；
2.根据权利要求1所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，采用热氮气，调节空心转轴（21）及空心桨叶（22）与湿物料接触的外表面温度为88-90℃；
3.根据权利要求1所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，所述空心转轴（21）的进气管道上设置有自控调节阀（12），所述控制模块与自控调节阀（12）电连接；控制模块可控制自控调节阀（12）开度，调节热氮气在喷吹孔（23）处的喷吹流量及时间。
4.根据权利要求3所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，所述控制模块设置有喷吹孔（23）处的高流量喷吹点位和低流量喷吹点位；
5.根据权利要求1所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，所述进料器的进料口与一级桨叶干燥机（2）的干燥腔出料口连通；所述进料器的出料口与二级闪蒸干燥机（4）的进料口连通；
6.根据权利要求1所述的用于聚丙烯腈的分级
7.一种用于聚丙烯腈的分级干燥方法，其特征在于，包括有以下步骤：干燥前准备、一级桨叶干燥、二级闪蒸干燥、分级储存、氮气除杂、连续干燥；
8.根据权利要求7所述的用于聚丙烯腈的分级干燥方法，其特征在于，所述一级桨叶干燥中，湿物料的进料速率为3000-3300kg/h；
9.根据权利要求7所述的用于聚丙烯腈的分级干燥方法，其特征在于，所述一级桨叶干燥中，控制热氮气在喷吹孔（23）处采用高流量喷吹和低流量喷吹；
10.根据权利要求7所述的用于聚丙烯腈的分级干燥方法，其特征在于，所述分级储存，对二级干燥物料进行旋风分级，收集粒径≥50μm的聚丙烯腈粉料，储存；粒径＜50μm的聚丙烯腈粉料经旋风分离后，经布袋除尘器（6）收集，储存；
...【技术特征摘要】
1.一种用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，包括有：一级桨叶干燥机（2）、进料器、二级闪蒸干燥机（4）、氮气闭式循环装置、旋风除尘器（5）、布袋除尘器（6）和控制模块；
2.根据权利要求1所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，采用热氮气，调节空心转轴（21）及空心桨叶（22）与湿物料接触的外表面温度为88-90℃；
3.根据权利要求1所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，所述空心转轴（21）的进气管道上设置有自控调节阀（12），所述控制模块与自控调节阀（12）电连接；控制模块可控制自控调节阀（12）开度，调节热氮气在喷吹孔（23）处的喷吹流量及时间。
4.根据权利要求3所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，所述控制模块设置有喷吹孔（23）处的高流量喷吹点位和低流量喷吹点位；
5.根据权利要求1所述的用于聚丙烯腈的分级干燥装置，其特征在于，所述进料器的进料口与一级桨叶干燥机（2）的干燥腔出料口连通；所述进料器的出料口与二级闪蒸干燥机（4）的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昱，刘加庆，李凌燕，于鑫萍，商子文，邵明福，张梦霞，庞贝贝，许晓南，李振华，
申请(专利权)人：山东国泰大成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。