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常州市广博干燥设备有限公司(http://www.yfdry.cn)专业生产实验室专用小型电加热双锥回转真空干燥机,喷雾干燥机,热风循环烘箱等干燥设备。产品广泛应用于化工、制药、食品、冶金、建材、农副等行业,深受用户好评。 ·English ·网站地图
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双锥回转真空干燥机
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聚乙烯超临界流体雾化过程粒子影响因素的研究

100多年前,研究者就已经认识到了超临界流体中析出固体微粒的现象。但将超临界流体作为一种超细粉体的制备手段进行研究,只是近10年来的事。Krukonis首次报道了这方面的工作,并借此说明了利用超临界流体制备超细粉体。利用超临界流体制备超细粉体的最大优点是产品的纯度高,几何形状均匀,尺寸分布范围窄;制造工艺简单,操作温度较低,适用材料范围广。目前,对超临界流体中形成超细粉体机理的认识及工艺研究尚处在起步阶段。其中超临界溶液的快速膨胀法,被认为是最具发展潜力的方法之一,本研究利用此法成功地制备了聚乙烯超细粉体,并介绍了该法的基本原理,及聚乙烯超临界喷雾机理及粒子形貌的影响因素及机理研究,确定了较佳工艺参数及操作条件。
  2?工艺流程
  系统流程为:物料定量地加入双螺杆挤压机,在挤压机第一段将物料熔融成130°左右粘弹态;推动物料继续向前流动,在挤压机的第二段,通过高压泵,定量地加入相同温度下的超临界二氧化碳;然后将聚乙烯融体与超临界二氧化碳温度保持恒定,溶成均相。流体流入高压泵,加压至一定压力,高压流体在喷雾塔内,通过喷嘴喷成极细的雾滴;这时流体高速泄压,超临界二氧化碳膨胀成低密度的气体,溶解度急剧减小,聚乙烯微粒析出。液滴被高速气流及膨胀气体粉碎。由于温度下降,聚乙烯冷凝成固态粒子,在内聚力作用下形成球形。喷雾过程中塔内通入二氧化碳进行惰性气体保护。控制喷雾塔内温度在聚合物固化温度之下、超临界分流体沸点之上的区间内,大颗粒聚乙烯沉降于塔底,绝大多数粉末随气体进入分级机及除尘器,得到符合要求的成品粉末。将超临界溶剂二氧化碳排空。产品粒径分布窄,表面有光泽,比密度大。
  3 干燥塔工作机理研究
  3.1超临界喷雾雾化条件
  由于液滴自喷嘴向下喷射,塔内气流上行,为逆流式干燥。为分析问题方便,喷雾条件要求满足:
  (1)塔的直径相对于喷嘴足够大,聚乙烯蜡雾化流为自由射流;
  (2)喷嘴出口处载气和液滴具有相同的初速度u0;
  (3)初始液滴大小均匀分布;
  (4)塔内温度自塔顶至喷嘴,从周边至中心均匀升高,而在喷嘴附近温度最高;
  (5)塔内为微负压操作,自喷嘴至雾滴冷凝区域压力稳定,无涡流形成。
  4?超临界聚乙烯粒子形貌变化机理
  液滴自喷嘴喷射到塔内的下行气流中,液相与气相存在着速度差,导致液滴表面存在曳力。若粒子的表面张力无法抵抗曳力时,则会发生液滴变形乃至破裂。由于液滴在飞行过程同时发生热交换而冷却,破碎及变形的雾滴逐渐接近凝固温度成为固体,形貌被固定。曳力与表面张力的相对大小,可用韦伯准数We=PU2d/2σ来描述,当Oh=U/(deσ)1/2<0.1时,粒子变形到破碎的转变仅为We函数。由此能得到一个临界值:We*=1.1,We<We*时,离子不发生变形,当We≥We*时,粒子将发生变形直至破碎。
  5 超临界聚乙烯粒子分析
  5.1 超临界聚乙烯粒子受力分析
  假设气体对物料粒子的曳力仅决定于它们之间的相对速度,则雾滴粒子在塔内受到下行风与重力的联合作用力为:
  F=ζPAω(V1-V2)/2+G?
  粒子的加速度:
  a=F/m
  粒子在该点的速度:
  ui=u0+ati
  由韦伯准数We分析可知,由于力F方向与速度u0方向相反,雾滴只有在离开喷嘴时速度最大,此时具有最大的韦伯准数Wemax。雾滴的破碎和变形即在此段发生;具有较大粒径的雾滴容易破碎和变形。当d小到一定程度时,粒径将保持固定,不再碎裂和变形;对熔体来讲,表面张力σ是温度的函数,当温度降到熔点以下,雾滴失去破碎和恢复球形的能力。
  5.2粒径分析
  干燥过程蜡粉颗粒的形状,与雾滴在雾化过程如何形成以及通过超临界喷雾干燥如何变成颗粒的形状有关,我们研制的这套装置由于微粉蜡在超临界喷雾过程中雾化机理的复杂性及雾滴在干燥时的变形,及经受各种不同方式的形状改变,使喷雾干燥制品中的颗粒有光泽并接近球形颗粒,为较规则形状,粒径大小及分布见图1,达到了国外同类产品指标,而非超临界制品的粉体颗粒欠光泽,形状不规则,粒径大小及分布见图2。
  6?结论
  ⑴采用超临界CO2快速膨胀技术可生产出粒径为20μm以下和5μm以下两系列聚乙烯蜡微粉产品。
  ⑵采用这套装置可使塔的工作效率提高。
  ⑶获得超临界优质产品需要满足的条件:
  ①初速度u0愈大愈好;
  ②从喷嘴喷出的雾滴呈液态飞行的时间愈长愈好,为此应提高这一段行程的区域温度。
  ⑷提高喷嘴喷出区域温度的途径:
  ①提高喷入塔内的物料温度以及提高压缩空气温度,以带入塔内更多一些热量。
  ②降低下行气流的流速,直至静止,以降低此区域的热交换强度。
  综上所述,我们在聚乙烯超临界流体物化的实际设备操作中采取了关闭塔上进风口,开启塔下行风以满足冷却及输送物料的要求。经过实践证明,超临界流体喷雾干燥技术制备的粉体超细颗粒光泽度好,形状规则,应用效果良好。

· 行业聚焦:

   干燥动力学研究概况
  一个实际干燥过程的干燥动力学特性,可以用被干燥物料的平均湿含量一时间与平均温度一时间曲线(或干燥速率一平均湿含量曲线)来表达。一般的干燥过程可以分为一个“常速干燥段”和一个或两个“降速干燥段”。常速干燥段与降速干燥段的分界点称为:“临界点”,此时湿物料的平均湿含量称为”临界湿含量”。在常速干燥段,物料宝石在湿球温度不变,表面蒸发速率可由水蒸汽通过环绕气膜的扩散速率来确定。由于常速干燥过程段的机理明确、计算方法简单,同时在实际干燥过程对许多物料来说干燥段都短或根本不存在,因此干燥动力学的研究大多集中在降速干燥段。
  由于物料的物理、化学、热特

    Pivoan在累积了1500多次遍布各种应用领域的安装经验之后,根据目前PET市场要求在能源的使用上提供创新性解决方案的趋势,已经开发出了独特的PET加工理念。

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    如果生产线只开到最大产能的60%,在保证工艺

  真空耙式干燥机具有干燥温度低、干燥速率大、节能、设备密闭性好、溶剂易回收等特点,特别适用于不耐高温、在高温下易氧化或干燥时容易产生粉末的物料(如各种染料),以及需要回收溶剂或物料中含有毒气体等干燥作业,并具有保质及不破坏物料固有性能的优点,在石油化工、食品医药、染料等行业得到广泛应用。
  国外对真空耙式干燥机的研究比较早,尤其是近年来发展较快,多数都是从增大传热面积、提高传热效率等方面进行研究开发。日本已有了一种用于连续干燥糊状物料的真空耙式干燥机。
  国内对该类干燥机的研究始于20世纪80年代,并已形成部分系列产品粉粒体过程处理,是指生产中工艺物料是粉粒状及其混合物,且以物理变化为主的诸多单元操作,包括造粒、粉碎、分级、除尘、过滤、沉淀、离心分离、干燥、结晶、混合、输送、给料、包装等过程,其装置称为过程处理装置。
  粉体造粒技术是粉粒体过程处理的最主要分支。随着环保儒求和生产过程自动化程度提高,粉状产品粒状化已成为世界粉体后处理技术的必然趋势。
  我国粉体技术及装备研究始于20世纪80年代中期,原化工部化工机械研究院粉体工程研究所最早进行专门系统研究。经过多年努力,目前我国粉体造粒技术已具有一定水平.设备规模基本可满足粉粒体颗粒化要求。现有粉体处理技术可分为4类。
  搅拌法 搅拌企业。与竞争对手相比,我国干燥设备的优势是价格低廉,但产品的自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性方面还有待进一步提高。
  我国现在生产的干燥设备品种日益增加,适用范围不断扩大,产品水平及质量迅速提高,市场竞争能力不断增强。特别是我国政府出台了支持产品出口的各项相关政策,为国内干燥设备生产企业创造了极好的外部条件,这都表明我国干燥设备发展前景良好。
  资料显示,我国干燥设备在国内市场占有率已达80%以上,预计“十一五”期间,国产干燥设备在国内市场的占有率将达90%。业内专家分析指出,今后我国干燥设备行业的竞争焦点将主要集中在产品质量、技术水平、售后服务方面。

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