[发明专利]一种原位补热的超重力脱挥装置及应用

说明书

本发明公开了一种原位补热的超重力脱挥装置，包括壳体、电机、动磁力盘、转子填料、静磁力盘、固定环、液体进料口、气体出口和液体出料口；所述电机的输出轴自壳体顶部穿过壳体延伸到壳体内，电机输出轴的下端头与动磁力盘上端面中心位置固定连接；所述转子填料设置在动磁力盘上表面；电机输出轴与转子填料之间设有空腔；所述转子填料和壳体之间的空腔内纵向设置不锈钢疏水丝网；所述动磁力盘的下方设置静磁力盘；所述静磁力盘通过固定环固定在壳体的侧壁上；本发明超重力脱挥装置的旋转机械能经磁力切割原位转化为热能，自动补充脱挥时VOC气化带走的热量，可维持系统温度稳定。

技术领域

本发明涉及一种脱除挥发性物质的装置及应用。更具体地，涉及一种原位补热的超重力脱挥装置及应用。

背景技术

在聚合物生产加工中，聚合物产品脱除挥发性有机化合物(volatile organiccompounds，VOC)过程的重要性仅次于反应过程。在通常的聚合物生产流程中，由聚合反应单元进入工业脱挥器的聚合物系中，挥发性组分含量一般达10％～80％。根据产品的不同用途，脱挥过程通常要将聚合物产品中的VOC降至几千mg/kg甚至几十mg/kg，脱挥过程的能耗常常占到整体能耗的60％以上。此外，随着安全、环保与健康水平的不断提高，不同应用领域对聚合物材料中VOC含量的要求也在不断提高，一些特殊领域的聚合物产品中特定VOC的含量更是被要求低于1mg/kg，如我国食品包装用聚氯乙烯材料中单体含量必须低于1mg/kg；欧盟食品接触级ABS塑料丙烯腈和丁二烯残留量必须低于0.02mg/kg。因此，研究优化聚合物脱挥装备与工艺、实现低能耗高效率的聚合物脱挥过程有重要意义。

工业上聚合物脱挥过程一般可分为3个不同的阶段进行：①闪蒸脱挥，聚合物中挥发分含量从80％降至20％的阶段；②起泡脱挥，聚合物中挥发分含量从20％降至5％的阶段；③扩散脱挥，聚合物中挥发分含量从5％以下继续降至最终要求的mg/kg级。而聚合物脱挥与传统气液分离过程相比有如下难点：①脱挥物系黏度大，流动行为复杂；②过程传质系数小，对分离设备的效率要求很高；③操作条件苛刻，通常在高温并对体系的压力有一定要求，在此条件下聚合物极易发生变色降解，停留时间不宜过长。基于脱挥特性，亟需开发一种新型传质高效、停留时间较短的强化脱挥过程的装备。

近些年在脱挥领域，超重力旋转填充床受到很大的关注。在超重力的作用下，高粘度聚合物流体变成极细的小液滴、液膜，增大比表面积且表面快速更新，从而促进挥发份的快速逸出。超重力法脱挥技术优势在于停留时间短，微观混合均匀，反应效率高且可以进行连续性脱挥等。与传统的脱挥装置相比，其具有占地面积小，脱除效率高，良好的自清洁作用等优点。但是，目前的超重力脱挥装置(如中国专利ZL200710120712.7)，由于脱挥时气化带走了大量的热量，需要通过外壳夹套升温来维持超重力旋转床内空腔和转子的温度以补充脱挥气化带走的热量，在这个过程中，夹套升温首先加热空气，加热的空气然后给转子升温，其效率较低，导致能耗居高不下。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种原位补热的超重力脱挥装置。该装置无需额外的加热装置，而是超重力旋转床的旋转机械能经磁力切割原位转化为热能，自动补充脱挥时VOC气化带走的大量热量，节约了能耗；经检测，使用本发明的超重力脱挥装置，可以节约能耗20-50％。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述超重力脱挥装置的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种原位补热的超重力脱挥装置，包括壳体、电机、动磁力盘、转子填料、静磁力盘、固定环、液体进料口、气体出口和液体出料口；

所述电机的输出轴自壳体顶部穿过壳体延伸到壳体内，电机输出轴的下端头与动磁力盘上端面中心位置固定连接；

所述转子填料设置在动磁力盘上表面；电机输出轴与转子填料之间设有空腔；

所述动磁力盘的下方设置静磁力盘；