一种再生聚酯切片增粘装置及系统的制作方法

1.本实用新型属于再生聚酯切片增粘技术领域，具体涉及一种再生聚酯切片增粘装置及系统，本实用新型主要用于日常消耗量巨大的 pet塑料的废旧循环再生利用，特别是利用再生pet切片纺工业丝领域。


背景技术：

2.目前，国家“十四五”规划纲提出要“大力发展和推广循环经济、提倡再生资源、能源循环利用、高效利用”的产业发展路径，当前，在现有的pet聚酯切片增粘工艺中，主要是对原生pet聚酯切片的增粘工艺，即pet聚酯切片的固相增粘工艺，对再生pet聚酯切片(rpet) 的增粘还处于摸索阶段。
3.而目前的rpet切片也主要用于制作打包带、纺民用丝及品级较低塑料制品，对纺工业丝还存在一定的除杂等技术难题。本装置及系统在该背景下率先提出优化改善。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决上述提出的技术问题而提供一种再生聚酯切片增粘装置及系统，能够对rpet切片的固相增粘过程进一步的优化和提高。
5.本实用新型的技术方案为：一种再生聚酯切片增粘装置，包括预结晶装置和主反应装置以及氮气循环装置，所述预结晶装置与所述主反应装置之间依次设置有置换料仓装置、预热装置，所述预结晶装置、所述置换料仓装置、所述预热装置、所述主反应装置分别通过氮气循环装置连通。
6.在这里，设置置换料仓装置的目的主要是把空气环境置换成氮气环境，从置换料仓装置之后的下游，如预热装置和主反应装置都须在高温环境下反应，为了防止切片氧化变色，需用惰性气体保护，这里选择了经济廉价的氮气，由此在切片结晶后进入预热装置前须把切片空隙里的空气置换成氮气；设置氮气循环装置目的主要是为了进一步的减少能耗，降低成本，过滤并提高氮气纯度和品质。
7.进一步的，所述预结晶装置包括预结晶器，所述预结晶器上分别设置有预结晶器进料口、预结晶器出料口、预结晶器双进气口、预结晶器出气口。
8.进一步的，所述置换料仓装置包括置换料仓，所述置换料仓上分别设置有置换料仓进料口、置换料仓出料口、置换料仓进气口、置换料仓出气口。
9.进一步的，所述预热装置包括预热器，所述预热器上分别设置有预热器进料口、预热器出料口、预热器中部进气口、预热器出气口、预热器下部相对进气口以及氮气加热出气端口与氮气加热进气端口，所述氮气加热出气端口与氮气加热进气端口之间设置有预热器用第一氮气加热器。
10.在这里，预热器内具有的屋脊式结构，使rpet切片能够均匀的与热氮气形成逆向流动而被直接加热，降低了rpet切片在高温下结块的可能性。
11.进一步的，所述主反应装置包括主反应器，所述主反应器上分别设置有主反应器
进料口、主反应器出料口、主反应器出气口以及主反应器相对进气口，所述主反应器内下部设置有阻尼锥和进风分布器，所述主反应器相对进气口分别与所述进风分布器连通。
12.在这里，设置阻尼锥是为了降低主反应器中心物料的流速，使主反应器中心物料流速与边缘物料流速保持一致，形成稳定的柱塞流，保证物料的是“先进先出”，停留时间是一致的，从而保证切片的增粘幅度一致；设置进风分布器是为了使热氮气分布均匀，使同一截面的氮气和切片均匀接触。
13.进一步的，所述氮气循环装置包括氮气净化装置，所述氮气净化装置的进气端口分别与并联设置的所述置换料仓、所述预热装置、所述主反应装置的出气口对应连通，所述氮气净化装置的出气端口分别与并联设置的所述置换料仓装置、所述预热装置、所述主反应装置的进气口对应连通，所述置换料仓装置、所述预热装置、所述主反应装置分别对应的进气口设置有置换料仓用氮气加热器ⅰ、预热器中部用第二氮气加热器、预热器下部用第三氮气加热器、主反应器用氮气加热器ⅱ。
14.进一步的，所述氮气净化装置包括依次设置的氮气冷却器、氮气循环风机、氮气冷凝器、循环过滤器。
15.进一步的，所述主反应器出料口设置有破碎机。
16.进一步的，所述预结晶装置上连通有接收料仓，所述主反应装置的下部设置有输送器，所述接收料仓、所述预结晶装置、所述预热装置、所述主反应装置、所述输送器依次通过对应的旋转下料阀连通。
17.本实用新型还提供一种再生聚酯切片增粘系统，至少包括上述任一所述的一种再生聚酯切片增粘装置。
18.本实用新型的积极效果为：本装置及系统总体上实现了对 rpet(再生聚酯切片)的固相增粘，提高了rpet切片的粘度及品质，扩大了rpet切片的使用范围，为聚酯(pet)的回收循环再利用奠定了良好的基础，减少了原生资源的消耗，提高了资源利用效率，对保障资源安全供应、助力实现碳达峰、碳中和的目标具有重要意义。
附图说明
19.图1为本实用新型的整体结构关系示意图。
20.图中：预结晶器(10)，接收料仓(11)；置换料仓(20)；预热器(30)，预热器用第一氮气加热器(31)；主反应器(40)，阻尼锥(41)，进风分布器(42)；氮气净化装置(50)，置换料仓用氮气加热器ⅰ(51)，预热器中部用第二氮气加热器(52)，预热器下部用第三氮气加热器 (53)，主反应器用氮气加热器ⅱ(54)；破碎机(60)，输送器(61)；第一旋转下料阀(71)，第二旋转下料阀(72)，第三旋转下料阀(73)，第四旋转下料阀(74)，第五旋转下料阀(75)。
具体实施方式
21.实施例：如图1所示，一种再生聚酯切片增粘装置，包括预结晶装置和主反应装置以及氮气循环装置，预结晶装置与主反应装置之间沿物料流向依次设置有置换料仓装置、预热装置，所述预结晶装置、置换料仓装置、预热装置、主反应装置沿气体流向分别通过氮气循环装置连通。
22.预结晶装置包括预结晶器10，预结晶器10上分别设置有预结晶器进料口、预结晶
器出料口、预结晶器双进气口、预结晶器出气口。
23.置换料仓装置包括置换料仓20，置换料仓上分别设置有置换料仓进料口、置换料仓出料口、置换料仓进气口、置换料仓出气口。
24.预热装置包括预热器30，预热器上分别设置有预热器进料口、预热器出料口、预热器中部进气口、预热器出气口、预热器下部相对进气口以及氮气加热出气端口与氮气加热进气端口，氮气加热出气端口与氮气加热进气端口之间设置有预热器用第一氮气加热器31。
25.主反应装置包括主反应器40，主反应器40上分别设置有主反应器进料口、主反应器出料口、主反应器出气口以及主反应器相对进气口，主反应器内下部设置有阻尼锥41和进风分布器42，主反应器相对进气口分别与进风分布器42连通；在本实施例中，主反应器出料口设置有破碎机60。
26.氮气循环装置包括氮气净化装置50，氮气净化装置50的进气端口分别与并联设置的置换料仓装置、预热装置、主反应装置的出气口对应连通，氮气净化装置50的出气端口分别与并联设置的置换料仓装置、预热装置、主反应装置的进气口对应连通，置换料仓装置、预热装置、主反应装置分别对应的进气口设置有置换料仓用氮气加热器ⅰ51、预热器中部用第二氮气加热器52、预热器下部用第三氮气加热器53、主反应器用氮气加热器ⅱ54。
27.氮气净化装置50包括沿气体流向依次设置的氮气冷却器、氮气循环风机、氮气冷凝器、循环过滤器。
28.预结晶装置上连通有接收料仓11，主反应装置的下部设置有输送器61，接收料仓11、预结晶装置、预热装置、主反应装置、输送器61沿物料流向依次通过对应的第一旋转下料阀71、第二旋转下料阀72、第三旋转下料阀73、第四旋转下料阀74、第五旋转下料阀75 连通。
29.本实用新型还提供了一种再生聚酯切片增粘系统的具体实施控制过程，通过plc控制器控制再生聚酯切片增粘装置运行，在操控过程中，从上一工序输送过来的rpet切片进入切片接收料仓11，气体和rpet切片在此分离，rpet切片通过第一旋转下料阀71进入预结晶器10中，此处的第一旋转下料阀起到隔离接收料仓11和预结晶器 10之间的气体相互流通的作用，使预结晶器10的热空气不进入上面的接收料仓11内，同时接收料仓11连通的物料输送管道所产生的气体也避免对预结晶器10造成压力或者温度影响。rpet切片在预结晶器10中被约170℃热空气吹起，rpet切片直接与热空气接触进行热交换，rpet切片内部残留的杂质析出随热空气被带走，同时rpet切片发生结晶变化，由透明色变成乳白色，且表面水份被除去。
30.结晶后的rpet切片经第二旋转下料阀72进入置换料仓20，在此置换料仓20中随rpet切片进入的空气被热氮气带走，随气流进入氮气循环装置，
31.然后rpet切片经第三旋转下料阀73进入预热器30内，在预热器30中rpet切片继续被加热，温度升高至约204℃；该处预热器30 内采用的是屋脊式结构，在该预热器30中rpet切片与热氮气形成逆向流动而被直接加热，且屋脊式结构的设置降低了rpet切片结块的可能性，预热器30底部的预热器出料口为四个出料管，该四个出料管的四个温度监测点温度误差在
±
0.5℃。
32.预热后的rpet切片经第四旋转下料阀74进入主反应器40，该主反应器40底部设置
有进风分布器42和阻尼锥41，保证了物料rpet 切片在此主反应器40中是先进先出、稳定流动的柱塞流，且物料向下流动的同时，经进风分布器42均匀分布的热氮气自下而上流动，与rpet切片逆向流动且直接换热到约220～225℃，rpet切片中的残留杂质随循环氮气进入氮气循环装置。
33.在主反应器40底部出料口设置了破碎机60，破碎机60的设置是防止rpet切片在主反应器40中因温度过高而结块。rpet切片在主反应器40中的停留时间靠第五旋转下料阀75和主反应器耳座上设置的称重式料位计控制。粘度合格的rpet切片经输送器61输送至纺丝工序进行纺丝。
34.置换料仓20、预热器30和主反应器40出来的氮气并联汇集在一起进入氮气循环装置，即沿气体流向依次通过氮气冷却器、氮气循环风机、氮气冷凝器、循环过滤器等，经氮气循环装置将氮气净化后再次分别进入置换料仓20、预热器30和主反应器40，这样氮气一直被循环利用。氮气循环装置可以去除从置换料仓20、预热器30和主反应器40中随氮气析出的气态的杂质和固态的杂质，固态的杂质(一些粉体)经氮气循环装置中设置的过滤器先被去除，然后进入氮气循环装置中设置的催化燃烧室，这些气态的杂质在催化燃烧室中被催化燃烧而去除，净化后的氮气在经氮气循环装置(即npu氮气净化系统) 中设置的增压设备增压后分别进入置换料仓20、预热器30和主反应器40，这样氮气被循环利用。
35.本技术的装置及系统中，在相同产量时，主反应器40的大小与原生pet切片固相增粘所需的对应设备大小不一样，原生pet切片粘度一般从0.65dl/g增粘到0.85dl/g，增粘梯度大，增粘速率快，且析出杂质少，杂质单一，基本都是聚合工段未反应的乙二醇或低分子链物质，从而需要设备相对较小，而本技术中rpet切片都是从日常消耗的饮料瓶等包装材料而制得，包装瓶的粘度一般都在0.78dl/g 左右，造粒时会有部分水解，造粒线生产的rpet切片粘度一般在 0.75～0.76dl/g，从0.75～0.76dl/g增粘到0.85dl/g，增粘梯度小，增粘速率缓慢，且析出杂质较多，杂质复杂，基本都是瓶片造粒前清洗工序残留的少量清洗剂或其它杂质，所以需要较长的停留时间，因此需要设备相对较大。
36.本实用新型通过plc智能控制系统，实现本系统的工业智能化控制，大大降低了人工成本。
37.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员根据本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在权利要求书所确定的保护范围内。