一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置及方法 |
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| 申请号 | CN201510101329.1 | 申请日 | 2015-03-08 | 公开(公告)号 | CN104690843B | 公开(公告)日 | 2017-03-08 |
| 申请人 | 南京绿金人橡塑高科有限公司; | 发明人 | 任冬云; 史金炜; 张立群; 王杰; 陈成杰; 陆涛; 戈风行; | ||||
| 摘要 | 一种防粘连双阶双 转子 连续冷却 脱硫 胶粉的装置及方法，涉及与高温胶粉降温冷却相关的设备设计领域。平行双螺杆连续 挤出机 的脱硫胶粉出口与平行双螺旋混合 输送机 的脱硫胶粉入口相连，构成一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置。将200～280℃的高温脱硫胶粉送入平行双螺杆连续挤出机，全 啮合 双螺杆旋转向前输送脱硫胶粉，防止高温脱硫胶粉粘连螺杆表面，并在通入螺杆芯部和机筒夹套中的0～40℃ 冷却 水 的换热下初步降温至130～180℃后送入平行双螺旋混合输送机；脱硫胶粉在通入螺旋芯部和机筒夹套中的0～50℃冷却水的换热下继续降温至30～80℃。本 发明 将会对高温脱硫胶粉的高效、连续、稳定的降温工艺提供一种新型的设备及方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及由高温脱硫后的脱硫胶粉经防粘连双阶双转子连续冷却的装置和方法，特别涉及与高温胶粉降温冷却相关的设备设计领域。 背景技术[0002] 由高温脱硫后的脱硫胶粉因其温度较高，与冷却设备的接触表面具有较强的粘着性。由于高温脱硫胶粉在冷却设备入口处与双转子的接触表面的温差较大，随着冷却过程的连续进行，粘着的高温脱硫胶粉会不断地粘连在双转子的表面上，形成一层滞留胶粉层，随着高温脱硫胶粉不断进入冷却设备的双转子中，这层滞留胶粉层厚度也随之增厚，最终会堵塞冷却设备的入口，使高温脱硫胶粉的连续冷却过程无法正常进行。因此，在高温脱硫胶粉的连续冷却装置中，发明设计防粘连结构，对高温脱硫胶粉连续冷却过程的正常运行，起着至关重要的作用。 [0003] 防粘连双阶双转子连续冷却的装置是由一台平行双螺杆连续挤出机和一台平行双螺旋连续混合输送机串联而成。平行双螺杆挤出机的全啮合螺纹元件具有良好的自清洁功能，它可防止高温脱硫胶粉粘连到螺杆表面上。 [0004] 在现有的废旧胶粉经高温脱硫后的冷却处理技术中，传统高温高压动态法为间歇式操作，在脱硫完成后，处于220℃左右的物料直接从反应罐内排出自然冷却，这不仅会带来严重的空气污染，而且使处于高温状态的物料与空气接触会导致产品性能的下降，若不及时冷却，甚至会引起脱硫胶粉自燃。而高温常压，如双螺旋、单螺旋连续脱硫技术，其依靠壁温传热，与筒壁直接接触的胶粉易粘结在螺旋或筒壁上，若采用电磁加热更易结垢；而无论单/双螺旋均无自清洁能力，结垢会越来越厚，最终导致堵料，目前还没有有效的设备及方法解决此问题；此外，这些技术较之传统高温高压动态脱硫技术，缺少了水的保护，单/双螺旋内的空气在高温条件下会大量破坏橡胶C-C链，导致产品性能下降。因此，一种理想的连续冷却脱硫胶粉的装置，不仅要具有良好的自清洁功能，防止物料在高温下的粘连，而且要具有密闭排除空气的功能，以保证产品的性能。本文依据平行双螺杆挤出机的全啮合螺纹元件具有良好的自清洁功能和良好的真空排气效果，以及平行双螺旋混合输送机的输送量大、混合传热效果好、结构相对简单等优点，发明设计了一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置，以此来实现在对高温脱硫胶粉的连续高效传热降温及输送过程中，防止胶粉与冷却设备的粘连。本发明将会对高温脱硫胶粉的高效、连续、稳定的降温工艺提供一种新型的设备及方法。 发明内容[0005] 本发明的目的在于：通过提供一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置，在防止高温脱硫胶粉粘着在双转子表面的条件下，以实现对高温脱硫胶粉的连续冷却降温及输送。 [0006] 一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置，其特征在于： [0007] 一台平行双螺杆连续挤出机的构成：平行双螺杆以下简称双螺杆放入在机筒内，平行双螺杆采用全啮合螺杆，双螺杆上的螺槽与机筒内表面构成输送脱硫胶粉的流动空间；双螺杆与变速箱相连；变速箱与驱动电机相连；双螺杆的左端由轴承座支撑，两根螺杆的中心开有螺杆冷却水进出口；机筒上开有高温脱硫胶粉入口和脱硫胶粉出口；机筒外侧有机筒夹套；机筒夹套上开有机筒冷却水入口和机筒冷却水出口；机筒外壁上连接热电偶；整个上述装置固定在支架上； [0008] 一台平行双螺旋混合输送机的构成：平行双螺旋以下简称双螺旋放入在机筒内，双螺旋上的螺槽与机筒内表面构成输送脱硫胶粉的流动空间；双螺旋与变速箱相连；变速箱与驱动电机相连；双螺旋的左端由轴承座支撑，两根螺旋的中心开有螺旋冷却水进出口；机筒上开有脱硫胶粉入口和脱硫胶粉出口；机筒外侧有机筒夹套；机筒夹套上开有机筒冷却水入口和机筒冷却水出口；机筒外壁上连接热电偶；整个上述装置固定在支架上； [0009] 平行双螺杆连续挤出机的脱硫胶粉出口与平行双螺旋混合输送机的脱硫胶粉入口相连，构成一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置。 [0010] 进一步，全啮合螺杆直径为75～300毫米，长径比为4:1～20：1，螺杆螺槽深度为5～30毫米；螺旋外直经为100～400毫米，螺旋长度为2～6米，螺旋槽深为30～80毫米。 [0011] 应用所述装置进行连续冷却脱硫胶粉的方法，其特征在于：将温度为200～280℃的高温脱硫胶粉送入平行双螺杆连续挤出机，全啮合双螺杆旋转向前输送脱硫胶粉，防止高温脱硫胶粉粘连螺杆表面，并在通入螺杆芯部和机筒夹套中的0～40℃冷却水的换热下初步降温至130～180℃后送入平行双螺旋混合输送机；脱硫胶粉在通入螺旋芯部和机筒夹套中的0～50℃冷却水的换热下继续降温至30～80℃。 [0013] 图1一台平行双螺杆连续挤出机的示意图。 [0014] 1螺杆冷却水进出口，2轴承座，3真空排气口，4高温脱硫胶粉入口，5机筒，6机筒夹套，7机筒冷却水入口，8变速箱，9驱动电机，10脱硫胶粉出口，11双螺杆，12热电偶，13机筒冷却水出口，14支架。 [0015] 图2一台平行双螺旋混合输送机的示意图。 [0016] 15螺旋冷却水进出口，16轴承座，17脱硫胶粉入口，18机筒，19机筒夹套，20机筒冷却水入口，21变速箱，22驱动电机，23脱硫胶粉出口，24双螺旋，25热电偶，26机筒冷却水出口，27支架。 [0017] 图3一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉装置的示意图。 具体实施方式[0018] 一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置，其特征在于：应用如下装置进行对高温脱硫胶粉的连续冷却，其双阶双转子连续冷却装置的构成如图1、图2和图3所示。 [0019] 在图1中，平行全啮合双螺杆转子11在机筒5内，双螺杆11上的螺槽与机筒5内表面构成输送脱硫胶粉的流动空间。双螺杆11与变速箱8相连；变速箱8与驱动电机9相连。双螺杆11的左端由轴承座2支撑，两根螺杆的中心开有螺杆冷却水进出口1。机筒上开有高温脱硫胶粉入口4和脱硫胶粉出口10。高温脱硫胶粉入口4的侧面有真空排气口3。机筒外侧有机筒夹套6。机筒夹套上开有机筒冷却水入口7和机筒冷却水出口13。机筒外壁上连接热电偶12。整个上述装置固定在支架14上，构成一台平行双螺杆连续挤出机。 [0020] 在图2中，平行双螺旋转子24在机筒18内，双螺旋24上的螺槽与机筒18内表面构成输送脱硫胶粉的流动空间。双螺旋24与变速箱21相连；变速箱21与驱动电机22相连。双螺旋24的左端由轴承座16支撑，两根螺旋的中心开有螺旋冷却水进出口15。机筒上开有脱硫胶粉入口17和脱硫胶粉出口23。机筒外侧有机筒夹套19。机筒夹套上开有机筒冷却水入口20和机筒冷却水出口26。机筒外壁上连接热电偶25。整个上述装置固定在支架27上，构成一台平行双螺旋混合输送机。 [0021] 在图3中，平行双螺杆连续挤出机的脱硫胶粉出口10与平行双螺旋混合输送机的脱硫胶粉入口17相连，构成一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置。 [0022] 应用所述装置进行高温脱硫胶粉防粘连连续冷却的方法，其特征在于： [0023] 将经连续动态脱硫后的高温脱硫胶粉送入平行双螺杆连续挤出机的高温脱硫胶粉入口4，从真空排气口3将高温脱硫胶粉中含有的烟气排出，驱动电机9经由变速箱8转动双螺杆11，旋转的全啮合的双螺杆11推动脱硫胶粉向脱硫胶粉出口10方向移动，冷却水分别经过机筒冷却水入口7和出口13，以及螺杆冷却水进出口1，将脱硫胶粉的热量由冷却水排出，从而使脱硫胶粉降温。降温后的脱硫胶粉从脱硫胶粉出口10排出。由于全啮合双螺杆在旋转过程中的自清洁功能，使脱硫胶粉无法在螺杆表面上滞留。 [0024] 经平行双螺杆连续挤出机降温的脱硫胶粉从脱硫胶粉出口10进入到平行双螺旋混合输送机的脱硫胶粉入口17。驱动电机22经由变速箱21转动双螺旋24，旋转的双螺旋24推动脱硫胶粉向脱硫胶粉出口23方向移动，冷却水分别经过机筒冷却水入口20和出口26，以及螺旋冷却水进出口15，将脱硫胶粉的热量由冷却水排出，从而使脱硫胶粉进一步降温至预定值。降温后的脱硫胶粉从脱硫胶粉出口23排出。 [0025] 平行双螺杆连续挤出机和平行双螺旋混合输送机中的各冷却水流道中的冷却水量，可根据高温脱硫胶粉入口4的实际脱硫胶粉温度和最终从脱硫胶粉出口23排出的脱硫胶粉温度实测值调节，使最终排出的脱硫胶粉温度达到设定值要求。从而有效解决了现有工艺冷却过程中的粘连堵料问题，而且产品性能优于传统高温高压动态脱硫技术和高温常压螺旋连续脱硫技术。 [0026] 一台平行双螺杆连续挤出机的螺杆直径为75～300mm，长径比为4:1～20：1，螺杆螺槽深度为5～30毫米。一台平行双螺旋混合输送机的螺旋外直经为100～400毫米，螺旋长度为2～6米，螺旋槽深为30～80毫米。这套双阶双转子连续冷却脱硫胶粉装置的脱硫胶粉处理量为每小时300～500公斤。双螺杆挤出机冷却水的流量为每小时50～200公斤，其进出口水温分别为0～10℃和40～80℃，高温脱硫胶粉入口温度200～280℃，双螺杆挤出机出口处脱硫胶粉的温度130～180℃；双螺旋输送机出口处脱硫胶粉的温度30～80℃；双螺旋输送机冷却水的流量为每小时200～600公斤，其进出口水温分别为0～10℃和50～80℃。脱硫胶粉的比热为1700J/Kg·℃，水的比热C水为4200J/Kg·℃。根据公式(3)计算双螺杆挤出机出口处脱硫胶粉的温度和双螺旋输送机出口处脱硫胶粉的温度。 [0027] 冷却水吸收的热量Q水： [0028] Q水＝m水C水(T2水-T1水) (1) [0029] 脱硫胶粉放出的热量Q胶： [0030] Q胶＝m胶C胶(T1胶-T2胶) (2) [0031] 如果不考虑换热过程中的热量损失，双螺杆挤出机或双螺旋输送机的Q水应该与Q胶大致相等，由公式(1)和(2)整理得： [0032] (3) [0033] 实施例1： [0034] 一台双螺杆挤出机连续冷却估算参数为：脱硫胶粉处理量m胶＝500kg/hr，冷却水流量m水＝200kg/hr，冷却水进口温度T1水＝10℃，冷却水出口温度T2水＝50℃，高温脱硫胶粉入口温度T1胶＝200℃，C胶＝1700J/Kg·℃，C水＝4200J/Kg·℃，将这些参数带入公式(3)，计算得出脱硫胶粉出口处的胶粉温度为：160℃。 [0035] 一台双螺旋输送机连续冷却估算参数为：脱硫胶粉处理量m胶＝500kg/hr，冷却水流量m水＝400kg/hr，冷却水进口温度T1水＝10℃，冷却水出口温度T2水＝50℃，脱硫胶粉入口温度T1胶＝160℃，C胶＝1700J/Kg·℃，C水＝4200J/Kg·℃，将这些参数带入公式(3)，计算得出脱硫胶粉出口处的胶粉温度为：80℃。采用全胎胶粉，本技术所得产品的性能为：拉伸强度14.5Mpa，断裂伸长率480％，较之高温高压动态脱硫技术分别提高10％和15％，较之高温常压连续脱硫技术分别提高15％和25％。 |
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