一种附壁式降膜脱挥器

1.本发明涉及脱挥装置技术领域，具体涉及一种附壁式降膜脱挥器。


背景技术：

2.现有技术中，脱挥是化工生产中的一个重要环节，其任务是把挥发性物质从液相转移到气相以从流体中排出。脱挥效果直接影响产品的品质和应用领域，重要性仅次于聚合反应过程和工艺配方。
3.目前已有多种脱挥设备应用于工业领域，以螺杆挤出机，盘环缩聚反应器为代表的动态旋转脱挥设备虽然借助于旋转搅拌元件达到强化表面更新，物料均匀混合等优点，但结构过于复杂，制造和运行成本高。分布器是指在填料塔的顶部安置的液体分布装置；其作用是使液体在塔横截而上均匀分布，从而保证高效率操作；现有技术中的脱挥器整体体积较大，高粘流体进入分布器后直接从布液孔中流出，无法分离流体中的气相和液相，且容易出现流体流量不稳定乃至间断的情况出现，经过该分布器的流体在管外降膜或光滑直板型脱挥塔内部通过在重力和惯性力作用下自由降膜时，溶体黏度较大，聚合物容易粘在分布器表面，且降膜时间较长，存在部分流体未脱挥或脱挥效果差的情况，降膜的时间不可控，脱挥效率低，获得产品质量不均一。若需保证脱挥效率及质量，必须对流体进行重新混合后再进行多次脱挥，成本较大且效率较低。
4.因此，开发一种附壁式降膜脱挥器，能够通过闪蒸降低熔体中的挥发分含量，提升降膜效率，通过套管缩小设备体积，节约设备布置空间，有效减少聚合物的热降解，提升产品性能，显然具有实际的现实意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种附壁式降膜脱挥器，能够提升降膜效率，提高脱挥质量。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种附壁式降膜脱挥器，包括：脱挥釜、真空系统、位于脱挥釜内部的内构件，所述脱挥釜和内构件之间设有熔体池，所述内构件包括从上至下依次连接的闪蒸室和套管，所述套管包括聚合物管和套设在聚合物管外侧的油管，聚合物溶液经由下而上的套管进入闪蒸室，随后落至脱挥釜内壁进行降膜流入熔体池。
7.优选地，所述脱挥釜的下方设置有聚合物出口，所述聚合物出口上设置有熔体泵和管道，所述管道与熔体池连通，所述熔体泵将熔体池内的聚合物泵入管道中流出。
8.优选地，所述油管包括导热油流入管道和导热油排出管道，所述导热油流入管道套设在聚合物管的外侧，所述导热油排出管道套设在导热油流入管道的外侧。
9.优选地，所述闪蒸室包括壳体和分布器，所述分布器连接在壳体的下方，所述分布器与套管连接。
10.优选地，所述分布器的横截面面积从靠近套管处向靠近壳体处依次增大，聚合物溶液进入闪蒸室时由于流道扩大产生闪蒸作用分离部分挥发分。
11.优选地，所述分布器的形状包括圆锥形、圆台形、棱锥形、棱台形中的一个。
12.优选地，所述壳体的形状包括半椭圆形、半球形中的一个。
13.优选地，所述壳体上设置有若干气孔，所述气孔用于排出由闪蒸室分离出的挥发分气体，再经真空系统抽离。
14.优选地，所述分布器靠近壳体处设置有若干开孔，所述开孔作为聚合物溶液的流道，所述开孔的外侧连接有导流管。
15.优选地，所述开孔孔径的大小根据聚合物溶液的粘度进行设计。
16.优选地，所述开孔的孔径包括1mm～10mm；包括但不限于1mm、2mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。
17.优选地，所述开孔为围绕分布器的形状设置的若干排孔，每排孔之间的间隔相同或从下至上依次增大或从下至上依次减小，所述每排孔中孔之间的间距相同。
18.优选地，所述孔设置有1～8排，更有选地为2～5排。
19.优选地，所述脱挥釜为夹套结构，所述脱挥釜包括上段釜体和下段釜体，所述下段釜体为内径小于上段釜体的柱状结构或所述下段釜体的内径从靠近上段釜体处向远离上段釜体处逐渐减小。
20.优选地，所述脱挥釜包括内侧壁、外侧壁和位于外侧壁和内侧壁之间的热油。
21.优选地，当所述下段釜体为内径小于上段釜体的柱状结构时，所述上段釜体和下段釜体之间通过倾斜釜体连接；所述倾斜釜体的内径从上段釜体的内径值向下段釜体的内径值逐渐减小，所述倾斜釜体的内侧设置有倾斜壁面，所述倾斜壁面位于分布器的下方以承接聚合物溶液。
22.优选地，当所述下段釜体的内径从靠近上段釜体处向远离上段釜体处逐渐减小时，下段釜体的内侧设置有斜壁，所述斜壁位于分布器的下方以承接聚合物溶液。
23.优选地，所述下段釜体内侧设置的斜壁的长度为l，所述下段釜体内侧设置的斜壁与上段釜体的延长线之间的角度为α，l的大小根据聚合物溶液的粘度大小及降膜需要停留的时间而定，α的大小根据聚合物溶液的粘度大小及降膜需要停留的时间而定。
24.优选地，所述下段釜体内侧设置的斜壁与上段釜体的延长线之间的角度为α，α的角度为15
°
～85
°
，包括但不限于15
°
、20
°
、30
°
、35
°
、40
°
、45
°
、50
°
、55
°
、60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
、85
°
。
25.本发明提供的附壁式降膜脱挥器，聚合物溶液进入该装置后的主要流程为：聚合物流体从底部的套管自下而上进入装置，进入顶部闪蒸室的分离，部分挥发分气化通过闪蒸室顶部的气孔再经由真空系统抽离体系。聚合物溶液经过分布器以落条的形式落在塔壁的斜面上布膜，在重力的作用下流入熔体池，最后经熔体泵排出系统。
26.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
27.1.本发明通过设置套管将聚合物管、热油管进行集成，将闪蒸室内的壳体和分布器连接并通过脱挥釜内壁进行降膜，设备整体结构紧凑、体积较小，节约了设备的布置空间，提升厂房效率；
28.2.本发明通过闪蒸室对聚合物流体进行闪蒸，流体内的挥发分能够从流体中挥发并通过闪蒸室排出装置外，降低流体内的气体含量，使得流体从分布器内形成的落条不易断开，降膜停留时间更长更可控；
29.3.本发明中脱挥釜为夹套结构，内部热油可以有效维持在塔壁上的聚合物温度，减少热损失，使得聚合物可以以更低的温度进入脱挥器，有效减少聚合物的热降解，提升产品性能。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例1中的整体结构示意图；
32.图2为本发明实施例1中的套管的横截面示意图；
33.图3为本发明实施例1中的分布器的局部结构示意图；
34.图4为本发明实施例2中的整体结构示意图。
35.其中，1、脱挥釜；2、真空系统；3、熔体池；4、闪蒸室；5、套管；6、聚合物管；7、聚合物出口；8、熔体泵；9、管道；10、导热油流入管道；11、导热油排出管道；12、壳体；13、分布器；14、气孔；15、开孔；16、导流管；17、上段釜体；18、下段釜体；19、倾斜釜体；20、倾斜壁面；21、斜壁。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.实施例1
39.如图1-图3所示，本实施例涉及一种附壁式降膜脱挥器，包括：脱挥釜1、真空系统2、位于脱挥釜内部的内构件，所述脱挥釜和内构件之间设有熔体池3，所述内构件包括从上至下依次连接的闪蒸室4和套管5，所述套管包括聚合物管6和套设在聚合物管外侧的油管，聚合物溶液经由下而上的套管进入闪蒸室，随后落至脱挥釜内壁进行降膜流入熔体池。
40.进一步的，所述脱挥釜的下方设置有聚合物出口7，所述聚合物出口上设置有熔体泵8和管道9，所述管道与熔体池连通，所述熔体泵将熔体池内的聚合物泵入管道中流出。
41.进一步的，所述油管包括导热油流入管道10和导热油排出管道11，所述导热油流入管道套设在聚合物管的外侧，所述导热油排出管道套设在导热油流入管道的外侧。
42.进一步的，所述闪蒸室包括壳体12和分布器13，所述分布器连接在壳体的下方，所述分布器与套管连接。
43.进一步的，所述分布器的横截面面积从靠近套管处向靠近壳体处依次增大，聚合
物溶液进入闪蒸室时由于流道扩大产生闪蒸作用分离部分挥发分。
44.进一步的，所述分布器的形状包括圆锥形、圆台形、棱锥形、棱台形中的一个。
45.进一步的，所述壳体的形状包括半椭圆形、半球形中的一个。
46.进一步的，所述壳体上设置有若干气孔14，所述气孔用于排出由闪蒸室分离出的挥发分气体，再经真空系统抽离。
47.进一步的，所述分布器靠近壳体处设置有若干开孔15，所述开孔作为聚合物溶液的流道，所述开孔的外侧连接有导流管16。
48.进一步的，所述开孔孔径的大小根据聚合物溶液的粘度进行设计。
49.进一步的，所述开孔的孔径包括1mm～10mm；包括但不限于1mm、2mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。
50.进一步的，所述开孔为围绕分布器的形状设置的若干排孔，每排孔之间的间隔相同或从下至上依次增大或从下至上依次减小，所述每排孔中孔之间的间距相同。
51.进一步的，所述孔设置有1～8排，更有选地为2～5排。
52.进一步的，所述脱挥釜为夹套结构，所述脱挥釜包括上段釜体17和下段釜体18。
53.进一步的，所述脱挥釜包括内侧壁、外侧壁和位于外侧壁和内侧壁之间的热油。
54.本实施例中，所述下段釜体为内径小于上段釜体的柱状结构，所述上段釜体和下段釜体之间通过倾斜釜体19连接；所述倾斜釜体的内径从上段釜体的内径值向下段釜体的内径值逐渐减小，所述倾斜釜体的内侧设置有倾斜壁面，所述倾斜壁面20位于分布器的下方以承接聚合物溶液。
55.本发明提供的附壁式降膜脱挥器，聚合物溶液进入该装置后的主要流程为：聚合物流体从底部的套管自下而上进入装置，进入顶部闪蒸室的分离，部分挥发分气化通过闪蒸室顶部的气孔再经由真空系统抽离体系。聚合物溶液经过分布器以落条的形式落在塔壁的斜面上布膜，在重力的作用下流入熔体池，最后经熔体泵排出系统。
56.实施例2
57.本实施例是在上述实施例1的基础上进行的，与上述实施例相同之处不予赘述。
58.如图4所示，本实施例中，所述下段釜体的内径从靠近上段釜体处向远离上段釜体处逐渐减小，下段釜体的内侧设置有斜壁21，所述斜壁位于分布器的下方以承接聚合物溶液。
59.进一步的，所述下段釜体内侧设置的斜壁的长度为l，所述下段釜体内侧设置的斜壁与上段釜体的延长线之间的角度为α，l的大小根据聚合物溶液的粘度大小及降膜需要停留的时间而定，α的大小根据聚合物溶液的粘度大小及降膜需要停留的时间而定。
60.进一步的，所述下段釜体内侧设置的斜壁与上段釜体的延长线之间的角度为α，α的角度为15
°
～85
°
，包括但不限于15
°
、20
°
、30
°
、35
°
、40
°
、45
°
、50
°
、55
°
、60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
、85
°
。
61.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于；包括：脱挥釜、真空系统、位于脱挥釜内部的内构件，所述脱挥釜和内构件之间设有熔体池，所述内构件包括从上至下依次连接的闪蒸室和套管，所述套管包括聚合物管和套设在聚合物管外侧的油管，聚合物溶液经由下而上的套管进入闪蒸室，随后落至脱挥釜内壁进行降膜流入熔体池。2.根据权利要求1所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，所述油管包括导热油流入管道和导热油排出管道，所述导热油流入管道套设在聚合物管的外侧，所述导热油排出管道套设在导热油流入管道的外侧。3.根据权利要求1所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，所述闪蒸室包括壳体和分布器，所述分布器连接在壳体的下方，所述分布器与套管连接。4.根据权利要求3所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，所述分布器的横截面面积从靠近套管处向靠近壳体处依次增大，聚合物溶液进入闪蒸室时由于流道扩大产生闪蒸作用分离部分挥发分。5.根据权利要求3所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，所述壳体上设置有若干气孔，所述气孔用于排出由闪蒸室分离出的挥发分气体，再经真空系统抽离。6.根据权利要求3所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，所述分布器靠近壳体处设置有若干开孔，所述开孔作为聚合物溶液的流道，所述开孔的外侧连接有导流管。7.根据权利要求3所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，所述开孔孔径的大小根据聚合物溶液的粘度进行设计。8.根据权利要求3所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，所述脱挥釜为夹套结构，所述脱挥釜的外侧壁和内侧壁之间设置有热油，包括上段釜体和下段釜体，所述下段釜体为内径小于上段釜体的柱状结构或所述下段釜体的内径从靠近上段釜体处向远离上段釜体处逐渐减小。9.根据权利要求8所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，当所述下段釜体为内径小于上段釜体的柱状结构时，所述上段釜体和下段釜体之间通过倾斜釜体连接；所述倾斜釜体的内径从上段釜体的内径值向下段釜体的内径值逐渐减小，所述倾斜釜体的内侧设置有倾斜壁面，所述倾斜壁面位于分布器的下方以承接聚合物溶液。10.根据权利要求8所述的一种附壁式降膜脱挥器，其特征在于，当所述下段釜体的内径从靠近上段釜体处向远离上段釜体处逐渐减小时，下段釜体的内侧设置有斜壁，所述斜壁位于分布器的下方以承接聚合物溶液。

技术总结
本发明公开了一种附壁式降膜脱挥器，包括：脱挥釜、真空系统、位于脱挥釜内部的内构件，所述脱挥釜和内构件之间设有熔体池，所述内构件包括从上至下依次连接的闪蒸室和套管，所述套管包括聚合物管和套设在聚合物管外侧的油管，聚合物溶液经由下而上的套管进入闪蒸室，随后落至脱挥釜内壁进行降膜流入熔体池。本发明通过设置套管并通过脱挥釜内壁进行降膜，设备整体结构紧凑、体积较小，节约了设备的布置空间；通过闪蒸室对聚合物流体进行闪蒸，降低流体内的气体含量，使得流体从分布器内形成的落条不易断开，降膜停留时间更长更可控。降膜停留时间更长更可控。降膜停留时间更长更可控。


技术研发人员：奚桢浩 仇枭逸 赵玲 赵鸣 王雪松 崔兆琦 张鑫成 李锦锦 蒋杰 张林 李响 李建飞
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/21