聚甲醛又被称为工程塑料,其广泛应用于机械、仪表、汽车、电子电器、建材、农业等领域,下游产品需通过塑料注塑等方式加工成型,聚甲醛产品中甲醛的含量将直接影响在注塑过程中下游产品的质量和周围的环境,因此在聚甲醛产品中甲醛脱除是否干净尤为重要。聚甲醛粒料干燥设备主要是脱出产品中甲醛和三聚甲醛气体,也是直接决定着产品中甲醛含量高低的设备之一。
1 工艺原理及流程
1.1 粒料干燥的原理
在粒料和空气直接换热的换热器中,热空气形成循环回路,从而让加热的介质带走残余的气体甲醛、三聚甲醛。而粒料热处理要在140摄氏度下组合床层内停留6到8小时,在圆筒形立式槽底部装有细目锥形筛板。上部椭圆形盖连有粒料进口和空气出口。进口的特殊设计保证了通过水平截面的物料的均匀分布。料位控制器通过控制器通过控制卸料旋转阀的旋转速度来维持料位恒定。
1.2 粒料干燥的工艺流程
温度大约为140摄氏度的热空气从换热器底部引入,与聚合物粒料反向直接接触换热,换热后热空气从换热器顶部进入过滤器,部分气体采出去吸收塔,剩余的空气流动由罗茨风机维持循环,并在换热器前加入新鲜工厂空气,从而形成整个工艺气体循环回路。
粒料则在加热后经旋转阀进入后续粒料冷却除尘工段。由于粒料在粒料干燥器内需停留6~8小时,所以在开车初期需建立料位,并维持料位在60%左右。
2 粒料干燥工艺现存问题
根据原有的粒料干燥系统的经验为基础,结合现在操作干燥流程中出现的问题,经过分析调查,最终得知干燥工艺中存在的问题有以下几方面:(1)根据干燥的原理和流程所知,在操作过程中,物料在干燥器内的停留时间是一定的,但由于在此过程中干燥器内的物料较少,导致受热不均,从而产生大量的黄料等副牌料。(2)因为换热器的底部是V型目字筛网,所以若部分筛网被粒料堵塞后可能会使空气偏流,进而导致物料的加热不均匀,不能有效彻底的脱除甲醛和三聚甲醛。(3)在干燥工艺实施过程中,干燥循环空气中始终会含有一定量的甲醛气体,这样也会导致在干燥过程中粒料中含有的甲醛不能完全脱除净。(4)换热器的下料管道所加入的工厂空气的温度大约是在5摄氏度,在换热器加热后的粒料在下料管中会被快速冷却,这也使得粒料中的甲醛不能被很好的脱除。
3 粒料干燥流程的优化措施
首先,从工艺可行性方面来说,对于现在工艺中存在的问题,通过增加换热器将空气加热后对粒料进行重复干燥,对粒料干燥工艺有很大好处。其一,因为新鲜的空气中没有甲醛气体,在粒料干燥中甲醛和三聚甲醛更容易被脱除干净,这样可以更有效的降低空气和粒料中的甲醛和三聚甲醛的平衡浓度,从而达到二次脱除以及使产品表面的甲醛含量较低的目的。其二,可以更好的解决操作期间产生的副牌料的问题。在干燥过程中因为需要设立干燥器料位,当换热器中的物料较少时,可以借助该新鲜空气来进行加热,由此减少物料因为受热不均而变黄的现象,防止产生副牌料。
其次,从技术可行性来讲,从粒料中溢出来的甲醛和三聚甲醛气体的温度大约是140摄氏度,为了提高干燥效果,同时更好的将粒料中的甲醛和三聚甲醛气体脱除干净,工厂的新鲜空气需要经过换热器来进行加热,使得工厂的新鲜空气从5℃加热到140℃,当然热源要采用0.45MPa蒸汽加热。
要想更好的控制系统中新鲜空气的量的流入,要在换热器的后面两条管线上增加阀门和现场流量计各一只,来控制系统的空气流入量在一定范围内,从而确保下料的通畅。系统循环的气体会通过规定管线排出,使得流入气体量和排出气体量之间达到动态平衡,控制循环系统气体流量在一定量内,已达到在下料管再次脱除甲醛和三聚甲醛气体的同时,也不影响干燥器本身的干燥效果,最终实现干燥器干燥效果得到改善的目的。
最后,从经济可行性方面考虑,若实施上述优化方案可以从投资成本和产生的效益两方面进行分析说明。
若实施此方案必然要增加投资成本,要增加一个与生产相适应大小的换热器,同时换热器材质管侧要选用不锈钢的,壳侧面也要选用特定的钢,通过计算整个技术改革其中也包括流量计和阀门在内,总共要增加的投资费用不超过20万。
可是,产生的效益方面来讲,因为当前的聚甲醛工艺还处于起步阶段,生产过程中存在问题很多,致使车总出问题,调查发现每开一次车就会增加大量的副牌料,而市场上的正副牌料价格相差很大,因此每一次开车将增加几万的效益,而聚合单元每两周开车一次,算下来一年就会有不到两百万的效益。
4 结语
综上所述,通过对工艺中粒料干燥工段的原理流程进行分析,进而采取增加换热器在干燥器下料管上使新鲜空气加热后对物料进行再干燥的方法,同时在技术、经济、工艺方面都进行论证确保可行。不过,因为该方法还处于起步阶段,其中存在的问题还有待发现,需要进一步对其实际的可行性加以验证。
摘要：聚甲醛是一种机械性能、抗疲劳性能、自润滑性、耐磨性等效果都非常好的塑料,所以在全球的需求量是很大的,目前我国主要依靠国外技术在其生产过程中的三聚甲醛干燥脱出方面。聚甲醛终产品的杂质含量的高低将直接影响产品的质量,而粒料干燥设备干燥效果的好坏对聚甲醛的终产品质量有很大影响。本文主要通过对工艺过程中干燥存在的问题进行分析研究,进而提出相应的优化措施。
关键词：聚甲醛,工艺干燥优化
参考文献
[1] 牛正玺.关于聚甲醛工艺中粒料干燥工段的技术优化研究.《中国化工贸易》.2014年33期.
[2] 崔丹婷,铃蟾肽.标记的氧化钆纳米微粒的制备及其靶向成像实验研究.影像医学与核医学南方医科大学.2015(学位年度).