[发明专利]熔喷微纳米联合生产线热能循环利用系统及其工作原理

说明书

本发明属于环境保护和安全防护功能材料制造领域，涉及热能循环利用，特别是指熔喷微纳米联合生产线热能循环利用系统及其工作原理。包括螺杆挤出加热设备（螺杆纺丝模头等）、水驻极和静电纺丝设备，所述系统包括热能回收罩、热风回收箱体、余热回收箱体、真空负压风机及连接管道，其中热能回收罩设于热风加热设备、螺杆挤出加热设备、过滤、计量泵、和模头加热设备上方，热风回收箱体设于真空负压风机上方，余热回收箱体设于水驻极和静电纺丝模头上方。本专利公开一种熔喷微纳米联合生产线热能循环利用系统，有效解决了传统熔喷设备加热装置热量散失在车间，耗能超高的关键技术问题。实现仅传统设备能耗的三分之一的能耗完成加工高性能产品。

技术领域

本发明属于环境保护和安全防护功能材料制造领域，涉及热能循环利用，特别是指熔喷微纳米联合生产线热能循环利用系统及其工作原理。

背景技术

疫情带动安全防护材料生产加工技术的全球需求。为应对病毒产生的环境污染，空气中的粉尘、化学物质、有害微生物等对人们的健康产生了不良影响。有效控制空气中的有害物质是有待解决的重大问题。

熔喷布过滤材料是由聚丙烯超细纤维随机分布沾结在一起，外观洁白、平整、柔软，材料纤维细℃为0.5-1.0μm，其纤维直径只有头发丝的三十分之一。纤维的随机分布提供了纤维间更多的热粘合机会，因而使熔喷气体过滤材料具有更大的比表面积，更高的孔隙率（≥75%）。经过高压驻极过滤效率，使产品具有低阻、高容尘等特点。熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺，作为PP材料常用的使用途径，生产的熔喷无纺布俗称口罩的心脏，是医用口罩中间的过滤层，是一种超细静电纤维布，可以捕捉粉尘。含有肺炎病毒的飞沫靠近熔喷无纺布后，会被静电吸附在无纺布表面，无法透过。能过滤细菌，阻止病菌传播。

熔喷无纺布生产线结构原理，熔喷无纺布是利用高速的热气流来拉伸模组的喷丝孔里边喷出来的聚合物涓流，变成了一种超细的短纤维，引导到辊筒或网帘上边冷却依靠自身的粘力来成型。

传统熔喷无纺布的生产过程一般是：聚合物的喂入-熔融后挤出-原料的过滤-原料的计量-喷丝-成网-卷取-后加工-成品。原料在电加热的条件下在经过计量、混合后，进入挤压机加热为融体，经过电加热高温保温过滤器去除杂质后，进入电加热高温保温计量泵计量加压，形成压力、流量稳定、分布均匀的可以高速流动的高温熔体，然后在电加热或油加热高温环境下由内部分熔体通道均匀分布至高温熔喷头，然后由分布在喷丝板两侧的高温牵引气流对着从熔喷头喷出的熔体喷射，熔体在这种高温、高速气流的作用下会被牵伸成细℃只有1-5微米的细丝，同时，这些纤细的纤维丝被牵伸气流拉断为40-70mm的短纤维。然后在牵伸气流的引导下这些短纤维落在成网机上或滚筒上由本身的余热在成网机上互相粘合，形成一张连续的纤网。在成网机上形成连续的纤网后经过卷绕机的卷绕成卷、分切机分切，最终形成熔喷无纺布产品。

整个设备的电能消耗巨大。传统1.6米幅宽熔喷设备的基本加热参数如下：

1.6米幅宽设备的运行电费如下表:

实际想加工95+以上的好的熔喷布，基本产能在每天1吨左右。仅电费将达到11340元。

熔喷布生产线都是使用传统罗茨作为模头喷丝的气源，存在能耗高，噪音大，风机维修复杂，运行维护成本高，生产成本增加，间接影响了熔喷布和口罩价格。

为解决以上问题，传统模头热风环和模头加装隔热材料等节能装置，可降低能耗20%左右。新兴雷茨空气悬浮离心鼓风机替代罗茨风机是一个新技术，提高效率、降低噪音、降低能耗，将逐步替代罗茨风机，为“熔喷布”生产提供持续稳定的高温高速高压热气流，可降低能耗5%左右。