聚四氟乙烯樹脂簡稱PTFE,幾乎可耐任何濃度的強堿、強酸、強氧化劑和溶劑,有“塑料王”的美稱。近年來伴隨我國新基建的推進,以及新能源、半導體、BIPV等行業的高速發展,市場對高性能含氟聚合物的需求持續釋放,為PTFE市場發展帶來強勁動力。
聚四氟乙烯樹脂在電子通訊、光伏發電、工業涂料、農用薄膜、航空航天、醫療器械等眾多領域的應用不斷拓展和深化,進一步推動了市場規模的擴大。國家對高性能化工新材料的發展給予了高度重視和政策支持,PTFE作為一種高性能含氟聚合物,有望受益于相關產業政策,加速實現國產替代,進一步擴大市場份額。
懸浮法聚四氟乙烯(簡稱PTFE或F40)為白色粉狀物料,由四氟乙烯聚合物經搗碎、研磨、洗滌和干燥制得。洗滌后的PTFE含水量約為35%,粒徑150um左右,終水分必須干燥至0.04%以下才能滿足生產要求,而且PTFE粉料具有較強的粘附性,高溫時容易結團和粘壁,受擠壓后易成團;產品白度和潔凈度要求較高,其干燥過程有特殊要求。
江蘇龍鑫對聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂的干燥進行了工藝改進和設備開發,使生產操作更方便、簡捷,盡量減少人工操作環節,使得PTFE的干燥更加高效、節能,降低生產成本,提高產品質量和生產效率,減小干燥單元對PTFE粉料的污染,促進其在更多領域的應用。
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機 工作原理
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機具有操作環境良好、進出料自動連續、產品潔凈度高和成品溫度低等特點。
外界空氣經過加熱、凈化后進入文丘里加料器,產生負壓抽吸作用,將濕物料吸入風管。熱風攜帶物料進入氣流干燥機進行烘干。干燥后的物料隨氣流進入旋風分離器進行回收。外界空氣經凈化、冷卻和除霧后,進入冷卻段文丘里加料器,將旋風分離器的回收物料吸入風管進行冷卻,冷卻后的物料再經旋風分離器收集得到成品。
由于聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂的特殊性質,干燥機內不能堆積物料,設備內壁均進行拋光(粗糙度為0.2um),設備和管道的連接處無銳角,風管轉彎處采用大曲率半徑管道。
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機 性能特點
(1) 干燥效率高
快速干燥:采用熱氣流直接與物料接觸的方式,使物料在懸浮狀態下瞬間干燥,干燥時間短,一般僅需2-3秒,大大提高了生產效率。
高效傳熱傳質:由于物料呈懸浮狀,與熱氣流充分接觸,氣固兩相接觸面積大,強化了傳熱傳質過程,能夠快速將物料中的水分蒸發帶出,實現高效干燥。
(2) 產品質量好
干燥均勻:熱氣流能夠均勻地包圍物料顆粒,使其受熱均勻,避免了局部過熱或干燥不充分的情況,從而保證了PTFE懸浮樹脂干燥后的質量穩定性,確保產品性能的一致性。
低含水率:通過精que控制干燥溫度、風速和停留時間等參數,可將PTFE懸浮樹脂的含水率降低至0.02%以下,滿足gao端應用領域對產品低含水率的嚴格要求。
高純凈度:配備高效的過濾系統,對進入干燥機的熱空氣和冷空氣進行嚴格過濾,可達到10萬級或百級甚至無菌凈化要求,有效防止雜質混入物料,保證了產品的高純凈度,使其能夠更好地應用于對純度要求高的領域,如電子、醫藥等。
(3) 溫度控制精準
寬溫度范圍:加熱系統可使熱氣流溫度達到較高水平,zui高溫度通常可達280℃,滿足PTFE懸浮樹脂干燥所需的溫度條件,同時,在冷卻階段,能夠將物料溫度有效降低至30℃以下,便于后續的包裝和儲存。
精que控溫:采用先進的溫度控制系統,如PLC或DCS遠程控制,可實現對干燥溫度、冷卻溫度的精que控制和自動調節,溫度控制精度高,確保干燥和冷卻過程在設定的溫度范圍內穩定進行,從而保證產品質量的穩定性和可靠性。
(4) 自動化程度高
自動控制:配備完善的自動化控制系統,可實現對進料量、進風量、風速、溫度、壓力等參數的自動監測和精que控制,并能根據預設的參數值自動調節設備的運行狀態,減少了人工干預,提高了生產過程的穩定性和產品質量的一致性。
故障預警與保護:具有電機過載保護、超溫自動報警等功能,能夠實時監測設備的運行狀況,一旦出現異常情況,系統會立即發出警報并采取相應的保護措施,避免設備損壞和安全事故的發生,保障了設備的安全穩定運行。
(5) 設備可靠性高
優質材料與部件:與物料和熱風接觸的部件通常采用耐腐蝕、耐高溫的優質材料制造,如316L潔凈管、310S材質或哈氏合金等,確保設備在長期高溫、腐蝕性環境下穩定運行,延長了設備的使用壽命。
良好的機械設計:設備的結構設計合理,采用機械拋光的衛生級潔凈管道,并利用法蘭連接,易于安裝、拆卸、清洗和消毒滅菌;同時,考慮到PTFE的特性,采用金屬膨脹節進行機械補償,防止設備因熱膨脹而變形,采用木托架固定,降低熱量損失,提高了設備的可靠性和穩定性。
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機 技術改進
(1) 干燥、冷卻介質的凈化
聚四氟乙烯PTFE的生產廠房為潔凈車間,應符合GMP標準,要求干燥介質必須達到一定的潔凈等級,因此熱風、冷風均采用多級凈化。
(2) 進料系統
加料系統是整套PTFE氣流干燥系統的關鍵設備,國內氣流干燥常見的加料方式有文丘里加料和轉動設備加料兩種,PTFE干燥中以文丘里加料為常見。由于普通文丘里加料器結構過于簡單,無調節功能,壓力損失大,進料過多或團聚將會影響操作,嚴重時會在文丘里管喉徑處形成積料,造成管路堵塞,所以單臺文丘里加料器很難實現自動化進料,同時由于文丘里加料器噴嘴位置固定,設計不當很容易造成加料口噴料或堵料。
針對文丘里加料器的缺點,龍鑫干燥開發了可調式加料系統,噴嘴位置可通過增加漸縮段與文丘里加料器殼體之間的墊片來實現。通常噴嘴位置調節僅在試車階段使用,調節好后基本不變。日常操作中,當產量、壓力、物料勃性等發生變化時則通過調節旁路上調節閥來調節便可實現調節目的。
(3) 氣流干燥主機
氣流干燥主機盡量不用直角彎頭,宜采用角度大于120°、大半徑的彎頭,以減少阻力,防止積料。物料管路和設備內壁光潔度以0.2um為佳,這樣內壁不易粘料。
(4) 出料系統
出料采用回轉卸料閥時,會導致潤滑油污染物料,而且轉子與內壁摩擦時會產生很多團狀與塊狀廢料,影響產品的性能。龍鑫干燥開發了新型自動翻板閥,可以實現密封與連續自動下料,幾號沒有廢料產生。
(5) 控制系統
聚四氟乙烯PTFE懸浮樹脂氣流干燥機采用PLG進行控制,同時增加兩個連鎖保護:① 電加熱器和風機連鎖,以保護電加熱器不致過熱;② 冷凝器調節閥和風機連鎖,防止冷凝器凍結、冷風、熱風引風機均采用變頻調速,增加了系統的可調性。