一種聚丙烯酰胺造粒機(jī)的設(shè)計(jì)

□ 鄭國宗

東營職業(yè)學(xué)院 山東東營 257091

聚丙烯酰胺有“百業(yè)助劑”之稱，在勝利油田區(qū)域，有不少企業(yè)生產(chǎn)聚丙烯酰胺。從反應(yīng)釜出來的聚丙烯酰胺膠狀高分子聚合物，含水率高，具有較強(qiáng)的黏彈性，生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)中需要后處理，進(jìn)行干燥除去其中水分。但是，對大體積的膠塊直接干燥非常困難，能耗高，效率低。生產(chǎn)中須將大體積膠塊分割破碎成為小顆粒，提高物料的表面積比，以提高其干燥效率。生產(chǎn)中如果生成的顆粒粒度越小，則物料表面積比越大，越容易進(jìn)行干燥處理。聚丙烯酰胺后處理的重點(diǎn)在于造粒，造粒的順利與否，直接影響到后續(xù)的干燥粉碎過程，而聚丙烯酰胺的造粒，需要專用的造粒機(jī)設(shè)備。傳統(tǒng)的造粒設(shè)備，均采用擠出方式造粒，投入的附加設(shè)備多，成本高，在造粒中容易產(chǎn)生堵塞停轉(zhuǎn)的情況，在造粒中對膠體的不斷擠壓，也容易破壞膠體分子結(jié)構(gòu)。筆者分析已有的造粒機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不足，設(shè)計(jì)了一種全新結(jié)構(gòu)的造粒機(jī)，達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高、調(diào)速范圍廣、造粒效率高的要求，并滿足中小型企業(yè)的生產(chǎn)需要。

1 整體結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的新型造粒機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。機(jī)器采用垂直安裝，最上部為進(jìn)料斗，連接聚丙烯酰胺反應(yīng)釜或者其它的物料輸送裝備。變頻電機(jī)主軸上安裝有多個旋風(fēng)刀片（圖2），與旋風(fēng)刀片相隔一定距離在機(jī)殼上用定位套筒安裝篩盤（圖3）。每組刀片與篩盤之間構(gòu)成造粒腔，最底部為出料腔，內(nèi)裝有甩料錐。

2 分散劑注入系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在聚丙烯酰胺造粒中，分散劑是為了保證膠體顆粒保持分散而不再黏結(jié)，分散劑的用量一般為母料質(zhì)量的5%。造粒機(jī)運(yùn)行時，需要向造粒腔中不間斷地注入分散劑。

分散劑的注入采用了專用的注射流道，并安裝專用的高壓泵，高壓泵選用小排量高壓柱塞泵。分散劑注入口設(shè)置在機(jī)殼外壁上，在機(jī)殼外周壁安裝銅質(zhì)管道，與造粒腔內(nèi)壁開口連通，分散劑注入管及安裝方式如圖4所示，分散劑管進(jìn)口連接軟管與分散劑注射泵輸出端用多通管連接，每路分散劑注入管分別有控制流量的閥門。

3 工作原理

造粒機(jī)工作時，變頻電機(jī)主軸帶動旋風(fēng)切刀高速旋轉(zhuǎn)，聚丙烯酰胺膠體從反應(yīng)釜進(jìn)入進(jìn)料斗，首先與安裝在機(jī)殼內(nèi)的最上部切刀接觸，發(fā)生第一級破碎，一定粒度大小的顆粒在切刀產(chǎn)生的輸送力作用下透過篩盤，進(jìn)入第二級造粒腔，高速旋轉(zhuǎn)的切刀對顆粒進(jìn)行第二級破碎，產(chǎn)生粒度更小的顆粒進(jìn)入第三級造粒腔，如此循環(huán)，最終的顆粒進(jìn)入出料腔，由甩料錐產(chǎn)生的離心力送進(jìn)干燥通道。

▲圖1 造粒機(jī)整體結(jié)構(gòu)

▲圖2 旋風(fēng)刀片

▲圖3 篩盤

▲圖4 分散劑注入管安裝

造粒過程中，分散劑不斷的注入，避免顆粒的重新膠著。造粒機(jī)采用變頻控制，使顆粒的粒度能夠在不改變刀具的情況下在一定范圍內(nèi)可調(diào)。

4 結(jié)論

本文突破了傳統(tǒng)的螺桿擠出造粒方式，設(shè)計(jì)了一種全新結(jié)構(gòu)的聚丙烯酰胺造粒機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性高，調(diào)速范圍廣，造粒范圍寬。新型聚丙烯酰胺造粒機(jī)通過多級切割，保證了膠體顆粒的粒度可以達(dá)到足夠??；利用切刀向前送粒，極大地減弱了膠體受擠壓的影響，保護(hù)了膠體的大分子結(jié)構(gòu)；設(shè)備采用變頻電機(jī)，省去了減速器，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，使顆粒的粒度能夠在不改變刀具的情況下一定范圍內(nèi)可調(diào)。設(shè)備使用在造粒中，得到的膠體顆粒大小均勻，粒度小，效率高。

［1］ 趙普春.膠體聚合物造粒用分散劑研究［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),2004（1）.

［2］ 施俊俠，黃崇林，鐘經(jīng)山.新型切粒刀的研制確定［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2001（6）.

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