聚四氟乙烯樹脂簡稱PTFE,幾乎可耐任何濃度的強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑和溶劑,有“塑料王”的美稱。近年來伴隨我國新基建的推進(jìn),以及新能源、半導(dǎo)體、BIPV等行業(yè)的高速發(fā)展,市場對高性能含氟聚合物的需求持續(xù)釋放,為PTFE市場發(fā)展帶來強(qiáng)勁動(dòng)力。
聚四氟乙烯樹脂在電子通訊、光伏發(fā)電、工業(yè)涂料、農(nóng)用薄膜、航空航天、醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展和深化,進(jìn)一步推動(dòng)了市場規(guī)模的擴(kuò)大。國家對高性能化工新材料的發(fā)展給予了高度重視和政策支持,PTFE作為一種高性能含氟聚合物,有望受益于相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,加速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代,進(jìn)一步擴(kuò)大市場份額。
懸浮法聚四氟乙烯(簡稱PTFE或F40)為白色粉狀物料,由四氟乙烯聚合物經(jīng)搗碎、研磨、洗滌和干燥制得。洗滌后的PTFE含水量約為35%,粒徑150um左右,終水分必須干燥至0.04%以下才能滿足生產(chǎn)要求,而且PTFE粉料具有較強(qiáng)的粘附性,高溫時(shí)容易結(jié)團(tuán)和粘壁,受擠壓后易成團(tuán);產(chǎn)品白度和潔凈度要求較高,其干燥過程有特殊要求。
江蘇龍鑫對聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂的干燥進(jìn)行了工藝改進(jìn)和設(shè)備開發(fā),使生產(chǎn)操作更方便、簡捷,盡量減少人工操作環(huán)節(jié),使得PTFE的干燥更加高效、節(jié)能,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,減小干燥單元對PTFE粉料的污染,促進(jìn)其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機(jī) 工作原理
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機(jī)具有操作環(huán)境良好、進(jìn)出料自動(dòng)連續(xù)、產(chǎn)品潔凈度高和成品溫度低等特點(diǎn)。
外界空氣經(jīng)過加熱、凈化后進(jìn)入文丘里加料器,產(chǎn)生負(fù)壓抽吸作用,將濕物料吸入風(fēng)管。熱風(fēng)攜帶物料進(jìn)入氣流干燥機(jī)進(jìn)行烘干。干燥后的物料隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行回收。外界空氣經(jīng)凈化、冷卻和除霧后,進(jìn)入冷卻段文丘里加料器,將旋風(fēng)分離器的回收物料吸入風(fēng)管進(jìn)行冷卻,冷卻后的物料再經(jīng)旋風(fēng)分離器收集得到成品。
由于聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂的特殊性質(zhì),干燥機(jī)內(nèi)不能堆積物料,設(shè)備內(nèi)壁均進(jìn)行拋光(粗糙度為0.2um),設(shè)備和管道的連接處無銳角,風(fēng)管轉(zhuǎn)彎處采用大曲率半徑管道。
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機(jī) 性能特點(diǎn)
(1) 干燥效率高
快速干燥:采用熱氣流直接與物料接觸的方式,使物料在懸浮狀態(tài)下瞬間干燥,干燥時(shí)間短,一般僅需2-3秒,大大提高了生產(chǎn)效率。
高效傳熱傳質(zhì):由于物料呈懸浮狀,與熱氣流充分接觸,氣固兩相接觸面積大,強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過程,能夠快速將物料中的水分蒸發(fā)帶出,實(shí)現(xiàn)高效干燥。
(2) 產(chǎn)品質(zhì)量好
干燥均勻:熱氣流能夠均勻地包圍物料顆粒,使其受熱均勻,避免了局部過熱或干燥不充分的情況,從而保證了PTFE懸浮樹脂干燥后的質(zhì)量穩(wěn)定性,確保產(chǎn)品性能的一致性。
低含水率:通過精que控制干燥溫度、風(fēng)速和停留時(shí)間等參數(shù),可將PTFE懸浮樹脂的含水率降低至0.02%以下,滿足gao端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品低含水率的嚴(yán)格要求。
高純凈度:配備高效的過濾系統(tǒng),對進(jìn)入干燥機(jī)的熱空氣和冷空氣進(jìn)行嚴(yán)格過濾,可達(dá)到10萬級(jí)或百級(jí)甚至無菌凈化要求,有效防止雜質(zhì)混入物料,保證了產(chǎn)品的高純凈度,使其能夠更好地應(yīng)用于對純度要求高的領(lǐng)域,如電子、醫(yī)藥等。
(3) 溫度控制精準(zhǔn)
寬溫度范圍:加熱系統(tǒng)可使熱氣流溫度達(dá)到較高水平,zui高溫度通??蛇_(dá)280℃,滿足PTFE懸浮樹脂干燥所需的溫度條件,同時(shí),在冷卻階段,能夠?qū)⑽锪蠝囟扔行Ы档椭?0℃以下,便于后續(xù)的包裝和儲(chǔ)存。
精que控溫:采用先進(jìn)的溫度控制系統(tǒng),如PLC或DCS遠(yuǎn)程控制,可實(shí)現(xiàn)對干燥溫度、冷卻溫度的精que控制和自動(dòng)調(diào)節(jié),溫度控制精度高,確保干燥和冷卻過程在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定進(jìn)行,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。
(4) 自動(dòng)化程度高
自動(dòng)控制:配備完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對進(jìn)料量、進(jìn)風(fēng)量、風(fēng)速、溫度、壓力等參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測和精que控制,并能根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)值自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),減少了人工干預(yù),提高了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
故障預(yù)警與保護(hù):具有電機(jī)過載保護(hù)、超溫自動(dòng)報(bào)警等功能,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況,一旦出現(xiàn)異常情況,系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)并采取相應(yīng)的保護(hù)措施,避免設(shè)備損壞和安全事故的發(fā)生,保障了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
(5) 設(shè)備可靠性高
優(yōu)質(zhì)材料與部件:與物料和熱風(fēng)接觸的部件通常采用耐腐蝕、耐高溫的優(yōu)質(zhì)材料制造,如316L潔凈管、310S材質(zhì)或哈氏合金等,確保設(shè)備在長期高溫、腐蝕性環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,延長了設(shè)備的使用壽命。
良好的機(jī)械設(shè)計(jì):設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,采用機(jī)械拋光的衛(wèi)生級(jí)潔凈管道,并利用法蘭連接,易于安裝、拆卸、清洗和消毒滅菌;同時(shí),考慮到PTFE的特性,采用金屬膨脹節(jié)進(jìn)行機(jī)械補(bǔ)償,防止設(shè)備因熱膨脹而變形,采用木托架固定,降低熱量損失,提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機(jī) 技術(shù)改進(jìn)
(1) 干燥、冷卻介質(zhì)的凈化
聚四氟乙烯PTFE的生產(chǎn)廠房為潔凈車間,應(yīng)符合GMP標(biāo)準(zhǔn),要求干燥介質(zhì)必須達(dá)到一定的潔凈等級(jí),因此熱風(fēng)、冷風(fēng)均采用多級(jí)凈化。
(2) 進(jìn)料系統(tǒng)
加料系統(tǒng)是整套PTFE氣流干燥系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,國內(nèi)氣流干燥常見的加料方式有文丘里加料和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備加料兩種,PTFE干燥中以文丘里加料為常見。由于普通文丘里加料器結(jié)構(gòu)過于簡單,無調(diào)節(jié)功能,壓力損失大,進(jìn)料過多或團(tuán)聚將會(huì)影響操作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)在文丘里管喉徑處形成積料,造成管路堵塞,所以單臺(tái)文丘里加料器很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)料,同時(shí)由于文丘里加料器噴嘴位置固定,設(shè)計(jì)不當(dāng)很容易造成加料口噴料或堵料。
針對文丘里加料器的缺點(diǎn),龍鑫干燥開發(fā)了可調(diào)式加料系統(tǒng),噴嘴位置可通過增加漸縮段與文丘里加料器殼體之間的墊片來實(shí)現(xiàn)。通常噴嘴位置調(diào)節(jié)僅在試車階段使用,調(diào)節(jié)好后基本不變。日常操作中,當(dāng)產(chǎn)量、壓力、物料勃性等發(fā)生變化時(shí)則通過調(diào)節(jié)旁路上調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)便可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目的。
(3) 氣流干燥主機(jī)
氣流干燥主機(jī)盡量不用直角彎頭,宜采用角度大于120°、大半徑的彎頭,以減少阻力,防止積料。物料管路和設(shè)備內(nèi)壁光潔度以0.2um為佳,這樣內(nèi)壁不易粘料。
(4) 出料系統(tǒng)
出料采用回轉(zhuǎn)卸料閥時(shí),會(huì)導(dǎo)致潤滑油污染物料,而且轉(zhuǎn)子與內(nèi)壁摩擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生很多團(tuán)狀與塊狀廢料,影響產(chǎn)品的性能。龍鑫干燥開發(fā)了新型自動(dòng)翻板閥,可以實(shí)現(xiàn)密封與連續(xù)自動(dòng)下料,幾號(hào)沒有廢料產(chǎn)生。
(5) 控制系統(tǒng)
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機(jī)采用PLG進(jìn)行控制,同時(shí)增加兩個(gè)連鎖保護(hù):① 電加熱器和風(fēng)機(jī)連鎖,以保護(hù)電加熱器不致過熱;② 冷凝器調(diào)節(jié)閥和風(fēng)機(jī)連鎖,防止冷凝器凍結(jié)、冷風(fēng)、熱風(fēng)引風(fēng)機(jī)均采用變頻調(diào)速,增加了系統(tǒng)的可調(diào)性。