一种用于水性丙烯酸乳液的脱VOC装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于水性丙烯酸乳液的脱voc装置，属于乳液脱voc技术领域。

背景技术：

水性丙烯酸乳液产品具有优异的性能、较低的生产成本，在水性涂料、粘合剂等领域应用及其广泛。然而水性丙烯酸乳液聚合过程难免会产生voc，包含残留单体、杂质、溶剂及反应副产物等，voc的挥发会造成环境污染，并且voc具有强烈的气味，长期接触会对人体健康产生严重影响，因而对丙烯酸乳液粗品进行voc脱除十分必要。

目前现有技术cn105169730a中公开了一种丙烯酸乳液voc脱离方法及其装置，将丙烯酸乳液粗提物进行预热，并将预热后的丙烯酸乳液粗提物通入到蒸发器中，同时向蒸发器内通入含有水蒸汽和惰性气体的混合气体进行voc脱离，从而制得丙烯酸乳液成品，该方法使用水蒸汽和惰性气体，成本较高，且该方法汽提过程中易起泡，易产生大量结皮造成产品损失。另外，cn109758790a中公开了一种去除丙烯酸乳液中挥发性有机化合物的装置与方法，包括带搅拌储罐、板式换热器、气液混合器、第一空气加热器、第二空气加热器、脱voc塔、冷却塔、真空系统与尾气吸收塔，以压缩空气为气源条件进行voc脱除，然而流程复杂，需要多级空气补充，占用场地大，且耗能高。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供用于水性丙烯酸乳液的脱voc装置，所述脱voc装置可以有效避免水性丙烯酸乳液的局部高温固化，减少产品损失，且运作成本低，voc脱离效率高，对丙烯酸乳液本身损伤小，确保了产品品质不受影响，减轻对环境污染。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于水性丙烯酸乳液的脱voc装置，所述的脱voc装置包括空压机、脱voc釜、收集罐和真空系统，所述空压机通过进气管连接所述脱voc釜的下端，所述脱voc釜的上端连接有进料管、去离子水管和冷凝器，所述冷凝器的出口连接所述收集罐，所述收集罐连接所述真空系统；空压机压缩的空气先通过压缩空气净化机组再进入脱voc釜，确保进入脱voc釜的压缩空气是干净的；

所述脱voc釜的外壁上设有保温夹套，所述脱voc釜的内部下半截设有螺旋盘管，所述螺旋盘管与所述进气管相通，所述螺旋盘管上设有若干喷气头。

本实用新型的有益效果是：将水性丙烯酸乳液抽到脱voc釜，将水性丙烯酸乳液进行预热，同时向脱voc釜内通入空气并在负压状态下进行voc脱离，从而制得水性丙烯酸乳液成品，通过所述脱voc装置能够大幅降低水性丙烯酸乳液粗提物中的voc含量，在保温夹套内通入热水，将传统的蒸汽加热变为水浴加热，控制脱voc釜内温度为60~70℃，避免高温产生副反应，避免产生难闻气味，采用水浴升温能够减少水性丙烯酸乳液在局部高温情况下固化，减少了产品损失，大大提高了产品品质，从而使产品完全满足环保要求，且运作成本低；利用喷气头将压缩空气直接通入水性丙烯酸乳液内部，吹扫效果好，voc脱离效率高，对水性丙烯酸乳液本身损伤小。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步的，所述脱voc釜的高径比为3~5：1，所述喷气头的出口朝斜下方45°。

采用上述进一步方案的有益效果是：水性丙烯酸乳液在脱voc的过程中，容易起泡，通过增高脱voc釜的高径比，为起泡层预留空间，避免水性丙烯酸乳液溢出，影响voc脱除过程。

进一步的，所述脱voc釜上安装有压力表和传感温度计，所述传感温度计伸入所述脱voc釜的底部。

采用上述进一步方案的有益效果是：压力表的设置便于工作人员更加直观的监控脱voc釜内的压力情况，传感温度计便于工作人员更加直观的监控脱voc釜内水性丙烯酸乳液的温度情况，避免温度过高导致副反应发生，也避免温度过低而影响voc脱除进程。

进一步的，所述脱voc釜的上端设有平衡阀，所述脱voc釜的下端设有放料管，所述放料管上设有放料阀。

采用上述进一步方案的有益效果是：平衡阀打开后可以平衡脱voc釜的内外大气压，便于脱voc釜内的物料通过放料管和放料阀排出。

进一步的，所述脱voc釜的下端设有取样管，所述取样管上设有上取样阀和下取样阀。

采用上述进一步方案的有益效果是：脱voc的过程中，需要经常对脱voc釜内的物料取样跟踪检测，但是脱voc过程中，脱voc釜内为负压状态，在取样管上设上取样阀和下取样阀更利于物料样品的取出，取样时，打开上取样阀一段时间后，关闭上取样阀，上取样阀和下取样阀之间的取样管内就会存留物料，再打开下取样阀，就可以实现样品的取出，结构简单，使用方便。

进一步的，所述真空系统包括真空泵和缓冲罐，所述缓冲罐的上端通过管线连接所述收集罐上端，所述真空泵通过管线连接所述缓冲罐的上端，所述缓冲罐上安装有压力表，所述缓冲罐和收集罐之间的管线上安装有调节阀。

采用上述进一步方案的有益效果是：压力表和调节阀的设置，方便控制脱voc釜和收集罐内的压力情况。

进一步的，所述收集罐的外壁设有冷却夹套，所述收集罐上端连接的管线上安装有平衡阀，所述收集罐的下端设有放料管，所述放料管上设有放料阀。

采用上述进一步方案的有益效果是：冷却夹套内通入冷媒，可以防止收集罐内的voc气化，实现废液的集中收集处理，减少了直接向大气中排放。

进一步的，所述冷凝器的入口处安装有顶温温度计，所述收集罐上端设有透明视窗。

采用上述进一步方案的有益效果是：脱出的voc通过冷凝器被冷凝成液体，冷凝器入口设置顶温温度计，可以精确控制voc流出物温度，收集罐上端设有透明视窗，便于工作人员观察voc流出物的流出速度。

进一步的，所述真空泵的抽气排放管道一端装有过滤微量voc的活性炭过滤网。

采用上述进一步方案的有益效果是：活性炭过滤网的设置，可避免voc进入环境中，而导致环境污染。

附图说明

图1为实施例中所述脱voc装置的结构示意图；

图2为实施例中所述脱voc釜的结构示意图；

图中，1空压机，2脱voc釜，3收集罐，4进气管，5进料管，6去离子水管，7冷凝器，8保温夹套，9螺旋盘管，10喷气头，11压力表，12传感温度计，13平衡阀，14放料管，15放料阀，16取样管，17上取样阀，18下取样阀，19真空泵，20缓冲罐，21调节阀，22冷却夹套，23顶温温度计，24透明视窗。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图所示，一种用于水性丙烯酸乳液的脱voc装置，所述的脱voc装置包括空压机1、脱voc釜2、收集罐3和真空系统，所述空压机1通过进气管4连接所述脱voc釜2的下端，所述脱voc釜2的上端连接有进料管5、去离子水管6和冷凝器7，所述冷凝器7的出口连接所述收集罐3，所述收集罐3连接所述真空系统；进气管4、进料管5和去离子水管6上均设有控制阀门。

所述脱voc釜2的外壁上设有保温夹套8，所述脱voc釜2的内部下半截设有螺旋盘管9，所述螺旋盘管9与所述进气管4相通，所述螺旋盘管9上设有若干喷气头10。所述脱voc釜2的高径比为3~5：1，所述喷气头10的出口朝斜下方45°。

所述脱voc釜2上安装有压力表11和传感温度计12，所述传感温度计12伸入所述脱voc釜2的底部。所述脱voc釜2的上端设有平衡阀13，所述脱voc釜2的下端设有放料管14，所述放料管14上设有放料阀15。所述脱voc釜2的下端设有取样管16，所述取样管16上设有上取样阀17和下取样阀18。

所述真空系统包括真空泵19和缓冲罐20，所述缓冲罐20的上端通过管线连接所述收集罐3上端，所述真空泵19通过管线连接所述缓冲罐20的上端，所述缓冲罐20上安装有压力表11，所述缓冲罐20和收集罐3之间的管线上安装有调节阀21。所述收集罐3的外壁设有冷却夹套22，所述收集罐3上端连接的管线上安装有平衡阀13，所述收集罐3的下端设有放料管14，所述放料管14上设有放料阀15。

所述冷凝器7的入口处安装有顶温温度计23，所述收集罐3上端设有透明视窗24。所述真空泵19的抽气排放管道一端装有过滤微量voc的活性炭过滤网。

工作原理：

1、将水性丙烯酸乳液粗品通过进料管5输送至脱voc釜2中，通过去离子水管6向脱voc釜2内一次性加入足量的去离子水，脱voc釜2内液体总量占脱voc釜2容积的比例为1/3~1/2，水性丙烯酸乳液粗品与加入的去离子水体积比为10-20：1，脱voc釜2的容积为20m³；

2、通过保温夹套8内的水浴给水性丙烯酸乳液升温，控制脱voc釜2内温度为60~70℃，利用空压机1向脱voc釜2内通入干净的压缩空气，在多个喷气头10作用下使水性丙烯酸乳液粗品物料与空气充分混合；

3、通过真空泵19使脱voc釜2内形成负压氛围降低水的沸点，负压为-0.08mpa，负压抽气流速为1000m³/h，压缩空气的进气流速为100m³/h，在空气的吹扫作用及负压双重作用下使蒸汽不断的带着含voc的物质蒸发出来；

4、携带voc的混合气体进入冷凝器7，voc、水蒸汽冷凝成液体，进入收集罐3进行统一处理，空气夹带的微量voc经真空泵19排气端活性炭过滤网过滤吸收，滤后干净空气排放，水性丙烯酸乳液粗品在未脱之前voc含量1000ppm，脱之后voc含量200ppm，整个脱voc的时间为3~5h。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。