本實用新型屬于高分子聚合物生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高吸水性樹脂噴霧聚合干燥設(shè)備。

背景技術(shù)：

高吸水性樹脂作為一種有特殊功能的高分子材料已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史。由于該材料具有高倍數(shù)吸水、良好保水的特性,在生產(chǎn)生活中與水相關(guān)的許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。高吸水性樹脂在工業(yè)化生產(chǎn)方面,全球也有了百萬噸的規(guī)模。我國的實驗室研究論文較多,但是在工業(yè)化研究和實施上與發(fā)達國家相比有很大差距,主要是生產(chǎn)規(guī)模小,對放大生產(chǎn)后的關(guān)鍵細節(jié)問題解決不好,以致使工業(yè)化產(chǎn)品與小試工藝有較大差距,與國外大公司產(chǎn)品相比性能也有差距。

目前主流的高吸水性樹脂制備工藝為水溶液聚合工藝，聚合原料如丙烯酸鹽在水溶液中通過加入引發(fā)劑進行聚合，聚合后稱為高粘度性的膠狀聚合物，然后將膠裝聚合物依次送入切膠、干燥、破碎等工段。此種生產(chǎn)工藝只能間歇生產(chǎn)，難以連續(xù)進行，生產(chǎn)規(guī)模的擴大僅能通過系列數(shù)的增加來解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種高吸水性樹脂噴霧聚合干燥設(shè)備，以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高吸水性樹脂，且有利于生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定運行及規(guī)模擴大。

為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種高吸水性樹脂噴霧聚合干燥設(shè)備，包括依次通過管道連通的聚合原料配置系統(tǒng)、引發(fā)劑混合器、聚合干燥器以及袋式收粉器；

所述聚合原料配置系統(tǒng)的進料口與聚合原料源通過管道連通；所述引發(fā)劑混合器的進料口與引發(fā)劑源通過管道連通；所述袋式收粉器的出料口與高吸水性樹脂儲存裝置通過管道連通；

所述聚合干燥器的進氣口還與高溫惰性氣體發(fā)送器的出氣口連通。且所述高溫惰性氣體發(fā)送器通過管道與燃料氣源和燃燒空氣源連通。

高分子吸水性樹脂原料經(jīng)聚合液配置系統(tǒng)配置成待聚合原料液，將待聚合原料液與聚合引發(fā)劑在引發(fā)劑混合器中均勻混合后直接噴入聚合干燥器。

進一步，還包括循環(huán)風機，所述循環(huán)風機位于袋式收粉器與高溫惰性氣體發(fā)送器連通的管道上。

進一步，所述聚合干燥器包括設(shè)備殼體，以及設(shè)置在設(shè)備殼體內(nèi)底端的聚合液噴頭和惰性氣體分布板；且惰性氣體分布板比聚合液噴頭的位置靠下；所述聚合液噴頭的噴淋方向向上；所述聚合液噴頭與引發(fā)劑混合器的出料口連通。

進一步，所述聚合干燥器的設(shè)備殼體分為上部直筒段以及下部擴徑段；且所述下部擴徑段錐角α小于60°。

進一步，所述惰性氣體分布板包括多個環(huán)形管道，所述環(huán)形管道上開有氣孔；且每個環(huán)形管道均與進氣管道連通；所述進氣管道與高溫惰性氣體發(fā)送器的出氣口連通。

進一步，所述多個環(huán)形管道的圓心重合，且由外到內(nèi)，環(huán)形管道的直徑依次遞減。

進一步，所述進氣管道共有三個，且每個進氣管道均與各個環(huán)形管道分別連通；所述三個進氣管道相交，在相交處相互連通，且與高溫惰性氣體發(fā)送器的出氣口連通。

聚合液噴頭設(shè)計保證霧化效果，并通過調(diào)整孔徑及分布控制最終產(chǎn)品顆粒大小，顆粒大小通常控制在0.5～2mm之間。惰性循環(huán)氣體分布板由多組環(huán)形管道組成，每組環(huán)形管道上均勻開氣孔，環(huán)形管道與三個惰性氣體進氣管道相連，保證進入聚合干燥器的氣體分布均勻，同時保證聚合物樹脂的流化效果。聚合干燥器的高度依據(jù)聚合液聚合時間進行設(shè)計，保證聚合液充分聚合完畢。

在聚合干燥器中，含引發(fā)劑的待聚合原料液經(jīng)霧化噴頭霧化成滴狀顆粒，在控制溫度下聚合成顆粒聚合物。聚合干燥器為流化床型式，在聚合器中聚合的高吸水性樹脂顆粒被自底部通過分布板進入的惰性高溫氣體干燥，達到干燥要求的聚合物顆粒和高溫惰性氣體一起進入袋式收粉器進行氣固分離，固體聚合物顆粒作為產(chǎn)品外輸。惰性氣體放空一部分以排出干燥的水蒸氣后，進入高溫惰性氣體發(fā)生器進行升溫后循環(huán)返回聚合干燥器。通過惰性氣體的循環(huán)，節(jié)能干燥能量。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述的一種高吸水性樹脂噴霧聚合干燥設(shè)備，具有以下優(yōu)勢：

(1)本實用新型所述的設(shè)備，將傳統(tǒng)的水溶液聚合工藝改為噴霧聚合干燥工藝，從而使高吸水性樹脂的生產(chǎn)工藝連續(xù)進行。同時，將傳統(tǒng)的聚合、切膠及干燥耦合在一個設(shè)備中，并提出了配套的工藝流程，極大的降低了流程的復雜性及設(shè)備投資，整個過程能效利用充分，工藝技術(shù)先進。

(2)本實用新型所述的設(shè)備，結(jié)構(gòu)合理，聚合液噴頭設(shè)計保證霧化效果，并通過調(diào)整孔徑及分布控制最終產(chǎn)品顆粒大?。欢栊匝h(huán)氣體分布板保證進入聚合干燥器的氣體分布均勻；通過惰性氣體的循環(huán)，節(jié)約干燥能量，減少能量的損耗。

附圖說明

構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所述的一種高吸水性樹脂噴霧聚合干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述的聚合干燥器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例所述的惰性氣體分布板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標記說明：

1、聚合原料配置系統(tǒng)；2、引發(fā)劑混合器；3、聚合干燥器；4、袋式收粉器；5、循環(huán)風機；6、高溫惰性氣體發(fā)送器；7、引發(fā)劑源；8、聚合原料源；9、高吸水性樹脂儲存裝置；10、燃料氣源；11、燃燒空氣源；12、設(shè)備殼體；13、聚合液噴頭；14、惰性氣體分布板；15、環(huán)形管道；16、進氣管道。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

另外，本實施例僅對設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)進行了介紹，省略了閥門等常規(guī)設(shè)施的描述。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

如圖1～圖3所示，一種高吸水性樹脂噴霧聚合干燥設(shè)備，包括依次通過管道連通的聚合原料配置系統(tǒng)1、引發(fā)劑混合器2、聚合干燥器3以及袋式收粉器4；

所述聚合原料配置系統(tǒng)1的進料口與聚合原料源8通過管道連通；所述引發(fā)劑混合器2的進料口與引發(fā)劑源7通過管道連通；所述袋式收粉器4的出料口與高吸水性樹脂儲存裝置9通過管道連通；

所述聚合干燥器3的進氣口還與高溫惰性氣體發(fā)送器6的出氣口連通。

還包括循環(huán)風機5，所述循環(huán)風機5位于袋式收粉器4與高溫惰性氣體發(fā)送器6連通的管道上。

所述聚合干燥器3包括設(shè)備殼體12，以及設(shè)置在設(shè)備殼體12內(nèi)底端的聚合液噴頭13和惰性氣體分布板14；且惰性氣體分布板14比聚合液噴頭13的位置靠下；所述聚合液噴頭13的噴淋方向向上；所述聚合液噴頭13與引發(fā)劑混合器2的出料口連通。

所述聚合干燥器3的設(shè)備殼體12分為上部直筒段以及下部擴徑段；且所述下部擴徑段錐角α小于60°。

所述惰性氣體分布板14包括多個環(huán)形管道15，所述環(huán)形管道15上開有氣孔；且每個環(huán)形管道15均與進氣管道16連通；所述進氣管道16與高溫惰性氣體發(fā)送器6的出氣口連通。

所述多個環(huán)形管道15的圓心重合，且由外到內(nèi)，環(huán)形管道(15)的直徑依次遞減。

所述進氣管道16共有三個，且每個進氣管道16均與各個環(huán)形管道15分別連通；所述三個進氣管道16相交，在相交處相互連通，且與高溫惰性氣體發(fā)送器6的出氣口連通。

所述高溫惰性氣體發(fā)送器6通過管道與燃料氣源10和燃燒空氣源11連通。

本實用新型工作過程，即高吸水性樹脂噴霧聚合干燥的流程，聚合原料源8中的高分子吸水性樹脂原料經(jīng)聚合原料配置系統(tǒng)1配置成待聚合原料液，將待聚合原料液與聚合引發(fā)劑在引發(fā)劑混合器2中均勻混合后直接噴入聚合干燥器3。

在聚合干燥器3中，含引發(fā)劑的待聚合原料液經(jīng)聚合液噴頭13霧化成滴狀顆粒，在控制溫度下聚合成顆粒聚合物。聚合干燥器3為流化床型式，在聚合干燥器3中聚合的高吸水性樹脂顆粒被自底部通過惰性氣體分布板14進入的惰性高溫氣體干燥，達到干燥要求的聚合物顆粒和高溫惰性氣體一起進入袋式收粉器4進行氣固分離，固體聚合物顆粒作為產(chǎn)品外輸，進入高吸水性樹脂儲存裝置9中。惰性氣體放空一部分以排出干燥的水蒸氣后，進入高溫惰性氣體發(fā)生器6進行升溫后循環(huán)返回聚合干燥器3。通過循環(huán)風機5實現(xiàn)惰性氣體的循環(huán)，節(jié)約干燥能量。

使用本實用新型的設(shè)備制備一種聚丙烯酸鈉鹽系高吸水樹脂的制備方法。

NaOH，水及丙烯酸進入聚合原料配置系統(tǒng)1，配置成濃度為2％的丙烯酸那鹽水溶液，溶液pH值～6.8，讓后將丙烯酸鈉鹽溶液加壓后送入聚合干燥器3，在進入聚合干燥器3前，引發(fā)劑過硫酸鉀與丙烯酸鈉鹽溶液在引發(fā)劑混合器2中均勻混合。

丙烯酸鈉鹽與引發(fā)劑混合液進入聚合干燥器3后，經(jīng)聚合干燥器3中的聚合液噴頭13霧化為小液滴，控制溫度在110℃左右，聚合液在5s內(nèi)完成聚合，聚合后的膠體小顆粒在被來自底部的高溫惰性氣體分散成流化態(tài)，膠體中的水被干燥出來，干燥合格的高吸水性樹脂產(chǎn)品雖高溫惰性氣體一起進入袋式收粉器4進行干燥分離。分離后的固體產(chǎn)品外送，高溫惰性氣體排放部分以放走干燥出的水蒸氣，然后經(jīng)高溫惰性氣體發(fā)生器6升溫后循環(huán)回聚合干燥器3中。

經(jīng)此工藝生產(chǎn)出的高吸水性樹脂其脫鹽水吸水倍率約為800g/g。

以上所述僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型創(chuàng)造，凡在本實用新型創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。