挥发组分脱除装置的制作方法

本发明涉及煤化工技术领域，具体地涉及一种挥发组分脱除装置。

背景技术：

在现有的novolen聚丙烯生产工艺中，聚合物脱除挥发组分一般采用高低压闪蒸法、机械搅拌法、抽真空法等方法，但效果一般，未能有效解决聚合物中挥发组分含量偏高带来的气味问题，严重制约产品的推广应用。机械搅拌法通过用机械搅拌使物料在净化仓中的翻动以将聚合物中的挥发组分逸出，这种方法简单有效，因此得到广泛应用。现用的机械搅拌法有的仅在净化仓中设置搅拌器，有的在净化仓的底部还设置了氮气吹扫装置，但是目前净化仓中排出的聚合物中挥发组分含量仍然偏高，不能有效解决聚合物中挥发组分含量偏高的问题。为了解决上述问题，需要研发一种新的挥发组分脱除装置，以更高效的去除聚合物中的挥发组分。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的从净化仓中排出的聚合物中挥发组分含量仍然偏高的问题，提供一种挥发组分脱除装置，该挥发组分脱除装置具有可以有效脱除聚合物粉料中夹带的挥发组分。

为了实现上述目的，本发明提供一种挥发组分脱除装置。所述挥发组分脱除装置包括壳体和脱挥气加入单元，所述壳体内形成有落料通道，所述落料通道的一端为进料口另一端为出料口，所述脱挥气加入单元包括利用第一脱挥气流化所述壳体内物料的第一分布器和利用第二脱挥气流化所述壳体内物料的第二分布器，所述第一分布器和所述第二分布器在落料方向上间隔布置，所述第一分布器和所述第二分布器与所述壳体的内表面之间分别形成第一落料间隙、第二落料间隙。

进一步的，所述第二分布器位于所述第一分布器的上方，所述第一分布器的径向尺寸小于所述第二分布器的径向尺寸。

进一步的，所述脱挥气加入单元包括连通所述第一分布器的第一脱挥气加入子单元，所述第一脱挥气加入子单元包括将所述第一脱挥气流量控制在第一设定范围内的第一控制单元。

进一步的，所述脱挥气加入单元包括和所述第一脱挥气加入子单元汇合后连通所述第一分布器以输送蒸汽的蒸汽加入单元。

进一步的，所述脱挥气加入单元包括控制所述第一脱挥气和所述蒸汽形成的混合气的温度在第二设定范围内的第二控制单元。

进一步的，所述脱挥气加入单元包括连通所述第二分布器的第二脱挥气加入子单元，所述第二脱挥气加入子单元包括控制所述第二脱挥气流量在第三设定范围的第四控制单元。

进一步的，所述第二脱挥气加入子单元包括控制所述第二脱挥气的温度在第四设定范围内的第二脱挥气恒温单元；所述第二脱挥气恒温单元包括连接在第二分布器和第二脱挥气源之间的脱挥气加热器和控制所述脱挥气加热器内部温度的第三控制单元。

进一步的，所述壳体设置为用于连接到净化仓的出料端口的落料管道，所述落料管道的进料口连接所述净化仓的出料端口，所述落料管道的出料口通往指定地点。

进一步的，所述壳体设置为净化仓，所述挥发组分脱除装置包括执行结构位于所述净化仓内的搅拌单元，所述搅拌单元位于所述第二分布器和所述第一分布器的上方。

进一步的，所述挥发组分脱除装置包括设置在所述净化仓内并位于所述搅拌单元的执行结构的上方以利用第三脱挥气在所述净化仓的内部上方形成气帘的第三分布器，所述净化仓的进料口为形成在所述净化仓的壁上部的原料进口，所述净化仓的出料口为形成在所述净化仓的壁下部的原料出口，所述净化仓的壁上还形成有位于所述原料出口上方的气相出口，所述第三分布器位于所述原料出口和所述气相出口之间。

进一步的，所述脱挥气加入单元还包括连通所述第三分布器的第三脱挥气加入子单元，所述第三脱挥气加入子单元包括控制所述第三脱挥气流量在第五范围内的第五控制单元。

通过上述技术方案，通过在具有落料通道的壳体内在落料方向上间隔布置的第一分布器和第二分布器，所述第一分布器和所述第二分布器与所述壳体的内表面之间分别形成第一落料间隙、第二落料间隙。这样，本发明的挥发组分脱除装置和具有搅拌单元的净化仓连接能够有效脱除聚合物中的挥发组分。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式的挥发组分脱除装置的结构示意图；

图2是图1中的第一分布器的结构示意图；

图3是图2的仰视图；

图4是图1中的第二分布器的结构示意图；

图5是图4的仰视图。

附图标记说明

壳体1；原料进口11；出口12；气相出口13；脱挥气加入单元2；第一脱挥气加入子单元21；第一控制单元212；第二脱挥气加入子单元22；第二脱挥气恒温单元222；脱挥气加热器2221；第三控制单元2222；第四控制单元2223；第三脱挥气加入子单元23；第三分布器231；第五控制单元232；蒸汽加入单元24第二控制单元241；混合器242；第一容纳腔35；副分布器分布板34；副分布器挡板33；第一分布器3；第一落料间隙30；第一脱挥气进口31；第一脱挥气出口32；第二分布器4；第二落料间隙40第二脱挥气进口41；第二脱挥气出口42；主分布器挡板43；主分布器分布板44；第二容纳腔45；搅拌单元5；过滤器6；第二流量传感器ft3；第一流量调节阀fv3；第二温度传感器tt2；第二温度调节阀tv2；第二流量调节阀fv2；第二流量传感器ft2；第三流量传感器ft1；第三流量调节阀fv1；第一温度传感器tt1；第一温度调节阀tv1；第四管道g1；第三管道g2；第一管道g3；第二管道g4。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。在本发明中，需要理解的是，属于“脱挥”是一种从聚合物体系中脱除低分子量组分的工艺过程。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系与实际使用的方位或位置关系相对应；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外；仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供一种挥发组分脱除装置，如图1-5所示：所述挥发组分脱除装置包括壳体1和脱挥气加入单元2，所述壳体1内形成有落料通道，所述落料通道的一端为进料口另一端为出料口，所述脱挥气加入单元2包括利用第一脱挥气流化所述壳体1内物料的第一分布器3和利用第二脱挥气流化所述壳体1内物料的第二分布器4，所述第一分布器3和所述第二分布器4在落料方向上间隔布置，所述第一分布器3和所述第二分布器4与所述壳体1的内表面之间分别形成第一落料间隙30、第二落料间隙40。通过在具有落料通道的壳体1内在落料方向上间隔布置的第一分布器3和第二分布器4，所述第一分布器3和所述第二分布器4与所述壳体1的内表面之间分别形成第一落料间隙30、第二落料间隙40。这样，物料从壳体1的上方的进料口进入壳体1后可通过第一落料间隙30和第二落料间隙40向壳体1的下方的出料口移动，这样，当物料从壳体1的上方的进料料口进入壳体1后，在第二分布器4的作用下流化，从而可以使物料中的挥发组分进行挥发脱除，另一部分物料从第二落料间隙40从第二分布器4的上方没经过流化直接从第二落料间隙40朝向壳体1下部的出料口移动，该部分物料在第一分布器3的作用下，可再次流化脱除挥发组分，这样第一分布器3有效防止了物料下料短路，同时提高了挥发组分的脱除率。本发明的挥发组分脱除装置和具有搅拌单元的净化仓连接能够有效脱除聚合物中的挥发组分。

优选地，所述第二分布器4位于所述第一分布器3的上方，所述第一分布器3的径向尺寸小于所述第二分布器4的径向尺寸。这样，在物料从壳体1的进料口进入壳体1后，通过在第一分布器3和第二分布器4的作用下多次流化，起到充分流化物料的作用，当物料从进料口落入壳体1内，堆积并掩埋第二分布器4，然后在从第二分布器4吹出的第二挥脱气的作用下对第二分布器4四周的物料进行流化，从第二落料间隙40向出料口流动的物料在第一分布器3的作用下再次流化然后通过第一落料间隙30流向出料口，其中，第一分布器3的径向尺寸小于第二分布器4的径向尺寸，这样设置可保证物料能够顺利的下料，其中，第一分布器3在对物料流化的同时也吹扫出料口，防止物料堵塞出料口而影响物料经出料口排料。

优选地，所述第一分布器3包括副分布器挡板33和副分布器分布板34，所述副分布器挡板33和所述副分布器分布板34围设成具有第一容纳腔35的第一壳体结构；所述副分布器挡板33上形成有第一脱挥气进口31，所述副分布器分布板34上形成有第一脱挥气出口32。这样，第一脱挥气从第一脱挥气进口31进入第一分布器3中后在第一容纳腔35中缓存，可稳定从第一脱挥气出口32中排出的第一脱挥气的气流。其中，第一脱挥气出口32的个数根据实际需求情况可设置为一个或多个。

优选地，副分布器挡板33为锥尖朝上放置的锥形，副分布器分布板34为水平放置的平板结构，第一脱挥气进口31设置在该锥尖处。这样，副分布器分布板34形成有多个第一脱挥气出口32时，可以保证第一脱挥气尽可能均匀的分布在副分布器分布板34上的各个第一脱挥气出口32，进而吹出的气流沿壳体1的径向圆周均布，从而使壳体1内物料在各个方向的流化比较均匀。

优选地，所述第一脱挥气出口32设置为在所述副分布器分布板34朝向所述副分布器挡板33的一面全开口，在背离所述副分布器分布板34的一面开口被部分遮挡并使得在气流从第一脱挥气出口32排出时平行于副分布器分布板34。这样可以保证排出的第一脱挥气水平以使流化面积达到最大。

进一步的，为了节约加工成本，所述第一脱挥气出口32在副分布器分布板34朝向副分布器挡板33的一面开口全开，所述第一脱挥气出口32在副分布器分布板34背离副分布器挡板33的一面覆盖为曲板的盖板，该盖板包括与副分布器分布板34连接的半圆形板及与副分布器分布板34平行的四边形板及连接该半圆形板和该四边形板的连接板,通过设置该连接板，可使该四边形板与半圆形板之间形成一梯台结构从而使得四边形板与副分布器挡板33平行。这样，当气流从副分布器分布板34背离副分布器挡板33的一面流出时与副分布器分布板34平行，以使流化面积达到最大。

所述第二分布器4包括主分布器挡板43和主分布器分布板44，所述主分布器挡板43和所述主分布器分布板44围设成具有第二容纳腔45的第二壳体结构；所述主分布器挡板43上形成有第二脱挥气进口41，所述主分布器分布板44上形成有第二脱挥气出口42。这样，第二脱挥气从第二脱挥气进口41进入第二分布器4中后会在第二容纳腔45中缓存，可稳定从第二脱挥气出口42中排出的第二脱挥气的气流。

优选地，主分布器挡板43为锥尖朝上放置的锥形，主分布器分布板44为水平放置的平板结构，底部氮气进口设置该锥尖处。这样，可以保证第二脱挥气尽可能均匀的分布在主分布器分布板44上的各个第二脱挥气出口42，进而吹出的气流沿壳体1的径向圆周均布，从而使壳体1内物料在各个方向的流化比较均匀。

优选地，所述第二脱挥气出口42设置在所述主分布器分布板44朝向所述主分布器挡板43的一面全开口，在背离所述主分布器分布板44的一面开口被部分遮挡并使得在气流从第二脱挥气出口42排出时平行于主分布器分布板44。这样可以保证排出的第二脱挥气水平以使流化面积达到最大。

进一步的，为了节约加工成本，所述第二脱挥气出口42在主分布器分布板44朝向主分布器挡板43的一面开口全开，所述第二脱挥气出口42在主分布器分布板44背离主分布器挡板43的一面覆盖有为曲板的盖板，该盖板包括与主分布器分布板44连接的半圆形板及与主分布器分布板44平行的四边形板及连接该半圆形板和该四边形板的连接板,通过设置该连接板，可使该四边形板与半圆形板之间形成一梯台结构从而使得四边形板与主分布器分布板44平行。这样，加工容易，而且当气流从主分布器分布板44背离主分布器挡板43的一面流出时与主分布器分布板44平行，从而保证排出的第二脱挥气水平以使流化面积达到最大。

优选地，所述脱挥气加入单元2包括连通所述第一分布器3的第一脱挥气加入子单元21，所述第一脱挥气加入子单元21包括将所述第一脱挥气流量控制在第一设定范围内的第一控制单元212。通过设置第一控制单元212，可以控制第一脱挥气加入子单元21中第一脱挥气的流量在第一设定范围内，有利于控制第一分布器3中的气流稳定。

优选地，第一控制单元212包括通往第一分布器3的第一管道g3和设置在第一管道g3上的第一流量调节阀fv3和第一流量传感器ft3。第一流量调节阀fv3和第一流量传感器ft3电连接，通过第一流量传感器ft3检测第一管道g3中的流量并根据检测结果控制第一流量调节阀fv3动作从而实现流量自动控制。简单，快捷，灵敏度高。

优选地，所述脱挥气加入单元2包括和所述第一脱挥气加入子单元21汇合后连通所述第一分布器3以输送蒸汽的蒸汽加入单元24。通过设置蒸汽加入单元24，如果净化仓内的原料为含催化剂和三乙基铝的聚合物，则通过蒸汽加入单元24加入净化仓的蒸汽混合气可以有效失活聚合物中残余的催化剂和三乙基铝，从而有效提高聚合物的品质。

如图1所示，蒸汽加入单元24中加入的蒸汽优选为低压蒸汽，这样，进入第一分布器3的蒸汽和第一脱挥气的混合气的压力主要由第一脱挥气的压力决定，蒸汽主要起到有效失活聚合物中残余的催化剂和三乙基铝的作用，第一脱挥气主要起到流化作用，这样，净化仓内的流化比较稳定，有利于脱除挥发组分脱除装置中的挥发组分并失活聚合物中残余的催化剂和三乙基铝，同时还可以防止物料在出料口处结块。

优选地，所述脱挥气加入单元2包括控制所述第一脱挥气和所述蒸汽形成的混合气的温度在第二设定范围内的第二控制单元241。通过设置第二控制单元241，可以将第一脱挥气的温度稳定在需要的温度范围内。如图1所示，在蒸汽加入单元24包括用于输送第一脱挥气至第一分布器3的第一管道g3；蒸汽加入单元24包括用于将蒸汽输送第一分布器3的第二管道g4；第一管道g3中设置有混合器242，第二管道g4通过该混合器242后和第一脱挥气汇合然后通往第一分布器3。通过调整进入混合器242中的蒸汽的温度，进而可以调整第一脱挥气和蒸汽形成的混合气的温度。其中，第二控制单元241包括设置在混合器242和第一分布器3之间的第一温度传感器tt1及设置在第二管道g4上的第一温度调节阀tv1，第一温度调节阀tv1和第一温度传感器tt1电连接以实时将第一温度传感器tt1检测到的位于混合器242和第一分布器3之间部分的第一管道g3中输送的混合气温度并根据检测结果调节第一温度调节阀tv1，从而实现自动控制温度，简单，快捷，灵敏度高。

优选地，所述脱挥气加入单元2包括连通所述第二分布器4的第二脱挥气加入子单元22，所述第二脱挥气加入子单元22包括控制所述第二脱挥气流量在第三设定范围的第四控制单元2223。所述第二脱挥气加入子单元22包括连接在所述第二脱挥气进口41处用于控制所述第二脱挥气恒流量的第四控制单元2223。通过设置第四控制单元2223可以保证第二脱挥气流量第三设定范围，这样净化仓中的流化比较稳定，有利于挥发组分的排出。

优选地，第四控制单元2223包括连接脱挥气加热器2221和第二分布器4的第三管道g2，设置在第三管道g2上且电连接的第二流量调节阀fv2和第二流量传感器ft2。通过第二流量传感器ft2检测第三管道g2中的流量并根据检测结果控制第二流量调节阀fv2动作从而实现流量自动控制。便捷、高效。

优选地，所述第二脱挥气加入子单元22包括控制所述第二脱挥气的温度在第四设定范围内的第二脱挥气恒温单元222；所述第二脱挥气恒温单元222包括连接在第二分布器4和第二脱挥气源之间的脱挥气加热器2221和控制所述脱挥气加热器2221内部温度的第三控制单元2222。所述第二脱挥气加入子单元22包括连接在所述第二脱挥气进口41处的第二脱挥气恒温单元222；所述第二脱挥气恒温单元222包括脱挥气加热器2221和用于控制所述脱挥气加热器2221内部温度的第三控制单元2222。通过设置第二脱挥气恒温单元222可以保证第二脱挥气恒温，有利于净化仓中的原料稳定，且有利于挥发组分的排出。

优选地，第二脱挥气加入子单元22包括为脱挥气加热器2221提供热交换的低压蒸汽，如图1所示，低压蒸汽从脱挥气加热器2221的a口进入脱挥气加热器2221中参与热交换后从b口变为低压蒸汽凝液排出，第二脱挥气从脱挥气加热器2221的c口进入脱挥气加热器2221中从d口排出经第三管道g2进入第二分布器4中，实现对第二脱挥气的加热。这样，利用低温蒸汽进行加热，温度比较容易控制，可以保证净化仓中原料不会过热而变性。

进一步的，第二脱挥气恒温单元222包括连接在第三管道g2上的第二温度传感器tt2和连接在a口处的第二温度调节阀tv2，第二温度传感器tt2和第二温度调节阀tv2电连接，通过第二温度传感器tt2检测第三管道g2中的第二脱挥气温度并将根据检测结果调节第二温度调节阀tv2，从而实现自动控制温度，简单，快捷，灵敏度高。

壳体1的一种实施例中，所述壳体1设置为用于连接到净化仓的出料端口的落料管道，所述落料管道的进料口连接所述净化仓的出料端口，所述落料管道的出料口通往指定地点。落料管道的出料口通往粉料仓然后供下游工序使用。其中净化仓的主体设置为筒状，壳体1可以是连接在筒状的净化仓下方的漏斗状落料管道，这种设置方式，在第一分布器3、第二分布器4壳体1三者之中任意一者故障需要更换的时候，整个净化仓不用全部更换，只需要更换对应个部件即可，维修成本低，维修效率高。

壳体1的第二种实施例中，如图1所示，所述壳体1设置为净化仓，所述挥发组分脱除装置包括执行结构位于所述净化仓内的搅拌单元5，所述搅拌单元5位于所述第二分布器4和所述第一分布器3的上方。这种壳体1比较常见，壳体1的下部端面逐渐缩小形成漏斗结构，原料出口12即为壳体1的出料口，原料出口12位于该漏斗的下端，这种结构为常规结构，采购或制作容易，通过简单改造即可成为满足挥发组分脱除装置要求的壳体1，然后将第一分布器3和第二分布器4设置在净化仓的下部漏斗结构内构成挥发组分脱除装置。

优选地，所述挥发组分脱除装置包括设置在所述净化仓内并位于所述搅拌单元5的执行结构的上方以利用第三脱挥气在所述净化仓的内部上方形成气帘的第三分布器231，所述净化仓的进料口为形成在所述净化仓的壁上部的原料进口11，所述净化仓的出料口为形成在所述净化仓的壁下部的原料出口12，所述净化仓的壁上还形成有位于所述原料出口12上方的气相出口13，所述第三分布器231位于所述原料出口12和所述气相出口13之间。通过这样设置，如图1所示，通过在气相出口13处形成气帘，这样，可以给从净化仓内上升的含有粉尘的气相物形成一定的阻力，从而可以减少粉尘在净化仓顶部飞扬并可以防止设置在气相出口13和膜回收单元之间的过滤器6堵塞。

在图1所示的挥发组分脱除装置中，物料从原料进口11进入净化仓中，然后在搅拌单元5的搅拌下物料在净化仓中翻动，一部分挥发组分逸出并从气相出口13排出，然后，落入净化仓的下部的物料在从第二分布器4处的第二脱挥气的作用下流化，又一部分挥发组分逸出并从气相出口13排出，从第二落料间隙40落下的物料在从第一分布器3吹出的第一脱挥气的作用，再次流化，再有一部分挥发组分逸出并从气相出口13排出，这样，通过多次流化物料，有效脱除物料中的挥发组分。

优选地，所述脱挥气加入单元2还包括连通所述第三分布器231的第三脱挥气加入子单元23，所述第三脱挥气加入子单元23包括控制所述第三脱挥气流量在第五范围内的第五控制单元232。第五控制单元232连接在所述第三分布器231的进口处。通过设置第五控制单元232可以保证第三脱挥气流量在第五设定范围，以使得第三脱挥气恒流量，这样通过第三分布器231在净化仓中形成的气帘阻力比较稳定。进而可以控制气相出口13处的气流稳定。有利于挥发组分通过气相出口13排出，同时通过该气帘的阻力将粉尘阻挡在净化仓中。

进一步的，第五控制单元232包括设置在第四管道g1上的第三流量调节阀fv1和第三流量传感器ft1，第三流量调节阀fv1和第三流量传感器ft1电连接，通过第三流量传感器ft1检测第四管道g1中的第三脱挥气温度并根据检测结果调节第三流量调节阀fv1，从而实现自动控制流量，简单，快捷，灵敏度高。

优选地，所述第三分布器231设置为环形管；所述环形管的管壁上形成有开口朝向所述环形管的中心的射流孔。这样有利于形成气帘且尽可能的扩大气流可通过的面积，只起到对气流的减速作用，但不影响气流的流量。

在图1所示的一种挥发组分脱除装置的实施例中，净化仓中的原料从排放仓输入来的含有挥发组分、催化剂及烷基铝的聚合物，第二分布器4和第一分布器3均锥尖朝上放置在净化仓的底部，其中，在水平方向上第一分布器3的尺寸小于第二分布器4的尺寸且第二分布器4位于第一分布器3的上方，第二分布器4和漏斗结构的漏斗壁之间存在一定的距离以使得聚合物能够顺利下料。这样，净化仓中的原料一方面在搅拌单元5的搅拌下进行翻动使挥发组分逸出，一方面经过搅拌单元5搅拌后落入漏斗结构的聚合物在第二分布器4吹出的第二脱挥气的作用下进一步流化，从而再进一步的使挥发组分逸出，由于第二分布器4和漏斗壁之间存在一定的距离，这样，一部分聚合物在流向原料出口12时不能被第二分布器4吹出的第二脱挥气吹到，通过第一分布器3可对该部分聚合物进行进一步流化，从而再进一步使挥发组分逸出，而且，经第一分布器3吹出的混合气中含有从蒸汽加入单元24加入的低压蒸汽，利用蒸汽从而失活聚合物中残余的催化剂和三乙基铝。由于聚合物在净化仓中经搅拌单元5搅拌及经第二分布器4和第一分布器3流化会使得挥发组分中夹杂有粉尘的漂浮在净化仓内部空腔的上部，通过从第三分布器231中吹出的第一脱挥气形成的气帘将挥发组分的上升速度降低，从而使上升的气相物中的粉尘遇阻落回净化仓的下部。这样，本发明达到了有效脱除聚合物中的挥发组分的同时，失活聚合物中残余的催化剂和三乙基铝，并且降低了从气相出口13中排出的粉尘的量，有利于连接在气相出口13的下游工序的膜回收单元的生产及连接在原料出口12的下游工序的生产。其中，第一脱挥气、第二脱挥气、第三脱挥气根据净化仓内的原料的性质选择，以不会和净化仓中原料反应为原则。一般情况，第一脱挥气、第二脱挥气、第三脱挥气选择为同一氮气源。在图1中，第一脱挥气为底部氮气、第二脱挥气为下部氮气、第三脱挥气上部氮气。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思设定范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。