本实用新型涉及高分子化合物脱溶设备，具体涉及一种水性聚氨酯高效脱溶设备。
背景技术：
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。目前，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯在国内被广泛应用。丙酮法合成水性聚氨酯是一种重要的生产方法，也是国内生产水性聚氨酯最为普遍采用的一种方法，该工艺合成水性聚氨酯具有生产易控制、适用性广、产品批次稳定和重现性好等优点。
水性聚氨酯树脂的脱溶效果是影响其质量的一个重要因素，也是有效降低VOC，提高产品品质的关键环节。传统水性聚氨酯脱溶设备多存在脱溶工时长、能耗高、效率低以及脱溶将物料中水分带走过多，树脂粘度升高等问题。
现有技术中，脱溶釜加热多采用夹套介质传热，而夹套多为一体式，加热传热面积固定不变，随着溶剂的脱除，物料液位下降，搅拌湍动的液面不断涂覆至液位上方釜壁而受热干燥粘附于釜体，并不断积厚。积厚的聚氨酯树脂层，热阻大，导热系数小，严重影响釜夹层的传热，增加了脱溶的能耗，延长了脱溶的工时，导致减压蒸馏脱溶效率低下，同时增加了脱溶后续清除脱溶釜釜壁树脂的工作量。
另外，在水性聚氨酯减压脱溶的初始过程中，受负压影响，料液起泡，真空度增大会将上层含有泡体的料液通过冷凝器带出到脱溶接收罐中，无法实现真正的脱溶。在此情况下，现有技术的做法是通过加入消泡剂或鼓泡放空降低真空度(见公开号为CN104910350A的中国发明专利所公开的内容)来控制脱溶气泡料液不被带走。
再有，为提高脱溶效率，需增加传热温度，但较高的工艺温度除了料液上方釜壁树脂的不断干燥积存增厚外，也会使水在一定的负压下汽化，与待脱除低沸点溶剂一同脱除，从而使水性树脂粘度不断升高，影响了树脂的品质。同时，脱溶后接收的溶剂因含水率较高，使脱溶溶剂纯度降低。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种能够提高脱溶效率，缩短脱溶工时，且便于釜体清理的水性聚氨酯高效脱溶设备。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种水性聚氨酯高效脱溶设备，包括脱溶釜釜体、套设在脱溶釜釜体外的夹套、以及在所述脱溶釜釜体内转动的搅拌轴，所述夹套分为上段传热夹套和下段传热夹套，所述上段传热夹套和下段传热夹套上均设置有与所述脱溶釜釜体相连通的冷热介质进口和冷热介质出口。
作为优选，所述上段传热夹套和下段传热夹套外套设有保温层，所述冷热介质进口和冷热介质出口从该保温层穿出。
作为优选，一冷凝板置于所述脱溶釜釜体内且安装在所述搅拌轴上并随该搅拌轴转动；所述脱溶釜釜体外安装有与该脱溶釜釜体相连通的冷凝装置。
作为优选，所述冷凝板呈伞状。
作为优选，所述冷凝板上设置有多个朝向所述脱溶釜釜体底部延伸的蒸汽接收板。
作为优选，所述冷凝板位于所述上段传热夹套的上方。
作为优选，所述冷凝装置包括：
立式冷凝器，其设置在所述脱溶釜釜体的顶部外侧，并与该脱溶釜釜体相连通；
卧式冷凝器，其与所述立式冷凝器相连通，该卧式冷凝器上开设有冷却水进、出口和溶剂出口。
作为优选，所述溶剂出口上连接有用于与溶剂接收罐相连的管道。
作为优选，所述管道上安装有视镜。
作为优选，所述立式冷凝器上开设有气相温度传感和压力传感采集孔。
本实用新型所提供的水性聚氨酯高效脱溶设备，其夹套分为上段传热夹套和下段传热夹套，采用分段式加热方式，脱溶时可根据减压过程中物料液面的实际变动情况，调节釜上、下段传热夹套的温度，可有效降低上层料液对釜壁的粘附，还能起到节能降耗的作用，并且根据生产实际物料体积来调节夹套阀门开度，控制传热面积，达到釜壁树脂积存少、能耗低、脱溶效率高的效果。此外，釜内的冷凝板和釜外冷凝装置能很好的控制高沸点物质蒸出，解决了传统脱溶设备脱溶工时长、效率低，脱溶纯度不高以及能耗高等一系列问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的水性聚氨酯高效脱溶设备的主视图。
附图标记说明：
1、电动机；2、减速机；3、脱溶釜釜体；4、人孔与进料口；5、平台安装固定支撑耳；6、上段传热夹套；7、冷热介质进口；8、下段传热夹套；9、温度传感采温孔；10、冷热介质进口；11、气相温度传感和压力传感采集孔；12、卧式冷凝器；13、立式冷凝器；14、冷却水进口；15、冷却水出口；16、视镜；17、搅拌轴；18、冷热介质出口；19、冷凝板；20、冷热介质出口；21、框式搅拌浆；22、放料阀；23、保温层。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
如图1所示，一种水性聚氨酯高效脱溶设备，包括电动机1、减速机2、脱溶釜釜体3、搅拌轴17、框式搅拌浆21，其中，脱溶釜釜体3的顶部外侧设置有人孔与进料口4，侧壁上设置有平台安装固定支撑耳5，底部设置有温度传感采温孔9以及下展式放料阀22，该温度传感采温孔9上安装有一温度传感器。电动机1为变频调速电动机，该电动机1和减速机2设置在脱溶釜釜体3的顶部外侧，电动机1的转轴与减速机2的输入端相连。搅拌轴17置于脱溶釜釜体3内，且中心轴线与该脱溶釜釜体3的中心轴线为同一直线。搅拌轴17的一端与减速机2的输出端相连，另一端与置于脱溶釜釜体3内的框式搅拌浆21相连。电动机1通过减速机2带动搅拌轴17在脱溶釜釜体3内转动。框式搅拌浆21随搅拌轴17转动，可对釜内料液进行搅拌，使釜壁传热均匀，搅拌的同时，也增加了表面液层的湍动和蒸发面积，从而增加了溶剂气化挥发速度，节省了脱溶时间，提高了脱溶效率。
如图1所示，脱溶釜釜体3外套设有夹套，该夹套分为上段传热夹套6和下段传热夹套8，上段传热夹套6焊接在脱溶釜釜体3的上部，下段传热夹套8焊接在脱溶釜釜体3的下部。上段传热夹套6上设置有与脱溶釜釜体3相连通的冷热介质进口7和冷热介质出口18，如图1所示，冷热介质进口7和冷热介质出口18正相对，且冷热介质出口18的位置高于冷热介质进口7的位置。下段传热夹套8上设置有与脱溶釜釜体3相连通的冷热介质进口10和冷热介质出口20，如图1所示，冷热介质进口10靠近脱溶釜釜体3的底部，冷热介质出口20的位置高于冷热介质进口10的位置。冷热介质进口7、10上以及冷热介质出口18、20上均设置有连接法兰。脱溶时可根据减压过程中物料液面的实际变动情况，调节上段传热夹套6和下段传热夹套8的温度，可有效降低上层料液对釜壁的粘附，并能起到节能降耗的作用。
如图1所示，进一步改进地，上段传热夹套6和下段传热夹套8外套设有保温层23，冷热介质进口7、10和冷热介质出口18、20从该保温层23穿出。设置保温层23可减少夹套热量与外界环境的热交换，起到了节能降耗和保温的双重作用。
为了减少脱溶过程体系中高沸点的水随溶剂一同脱除，进一步改进地，一冷凝板19置于脱溶釜釜体3内且安装在搅拌轴17上并随该搅拌轴17转动，该冷凝板19位于框式搅拌浆21的上方，同时，冷凝板19位于上段传热夹套6的上方，确保在液位上方。冷凝板19用以初次分离沸点有明显差别的汽化水蒸汽和待脱除酮类溶剂。水汽化后通过该冷凝板19将汽化的水蒸汽冷凝，自动滴入釜内。脱溶釜釜体3外安装有与该脱溶釜釜体3相连通的冷凝装置，低沸点的丙酮等溶剂则通过冷凝装置流出脱除。优选地，冷凝板19呈伞状，大大的增加了冷凝板面积。再有，冷凝板19上设置有多个朝向脱溶釜釜体3底部延伸的蒸汽接收板，进一步增加了冷凝板面积，使高沸点蒸汽继续回流到脱溶釜。
在本实施例中，如图1所示，冷凝装置包括卧式冷凝器12和立式冷凝器13。立式冷凝器13设置在脱溶釜釜体3的顶部外侧，并与该脱溶釜釜体3相连通。卧式冷凝器12通过弯管与立式冷凝器13相连通，该卧式冷凝器12上开设有冷却水进、出口14、15和溶剂出口。优选地，溶剂出口上连接有用于与溶剂接收罐相连的管道。管道上安装有视镜16，以观察回收溶剂流出情况。立式冷凝器13上开设有气相温度传感和压力传感采集孔11，压力传感器和温度传感器安装在该气相温度传感和压力传感采集孔11上。
除了采用上述结构的冷凝装置，还可选用其它冷凝器作为该水性聚氨酯高效脱溶设备的冷凝装置。
使用该水性聚氨酯高效脱溶设备进行脱溶时，含溶剂粗品进入到脱溶釜釜体3内，待脱溶树脂粗品进入到脱溶釜后，液位高度不高于上段传热夹套6顶部时可只开启脱溶釜下部加热介质阀门，否则将同时开启上段传热夹套6和下段传热夹套8的加热阀门对物料进行传导加热。开动搅拌用电动机1，通过减速机2减速到所需的转速，根据釜内粗品料液采集的温度，调整冷热介质进口7、10的加热介质(如热水或蒸汽等)加热到预定温度。通过连接视镜16的管道所连接的回收溶剂接收罐、缓冲罐以及真空泵，使脱溶釜釜体3内到达设定的负压。随着温度的上升和负压的增大，粗品料液开始沸腾，丙酮等酮类溶剂和水蒸汽上升至冷凝板19上，部分水蒸汽和酮类溶剂冷凝滴落至釜内，部分气化的酮类溶剂通过立式冷凝器13上升，并通过已经开启冷却水的卧式冷凝器12冷却液化，再通过视镜16连接的管道流出至回收溶剂接收罐中，直到溶剂脱除干净。
本实施例所提供的水性聚氨酯高效脱溶设备，其夹套分为上段传热夹套6和下段传热夹套8，采用分段式加热方式，脱溶时可根据减压过程中物料液面的实际变动情况，调节釜上、下段传热夹套6、8的温度，可有效降低上层料液对釜壁的粘附，还能起到节能降耗的作用，并且根据生产实际物料体积来调节夹套阀门开度，控制传热面积，达到釜壁树脂积存少、能耗低、脱溶效率高的效果。此外，釜内的冷凝板19和釜外冷凝装置能很好的控制高沸点物质蒸出，解决了传统脱溶设备脱溶工时长、效率低，脱溶纯度不高以及能耗高等一系列问题。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。