專利名稱：紡絲切片結(jié)晶干燥裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對紡織合成纖維中紡絲切片的結(jié)晶與干燥處理，以及應(yīng)用這種裝置對 紡絲切片進(jìn)行結(jié)晶與干燥處理的方法。
背景技術(shù)：
在合成纖維領(lǐng)域中，合成纖維的成形普遍采用切片紡絲，將高聚物熔體經(jīng)鑄帶、切 粒等工序制成紡絲切片，然后在紡絲機(jī)上重新熔融成熔體并進(jìn)行紡絲。經(jīng)鑄帶、切粒等工序后所得的紡絲切片，如聚酯(簡稱PET)、各種改性聚酯、聚酰 胺、聚乳酸、聚苯硫醚、聚氨酯，在再熔融之前，必須先經(jīng)過干燥，切片干燥的主要目的是除 去其中的水分，并使其結(jié)晶度提高，同時(shí)亦就提高了切片的軟化點(diǎn)，干燥的另一個作用是防 止水解。對紡絲切片進(jìn)行結(jié)晶干燥，通常采用轉(zhuǎn)鼓式真空干燥法、充填干燥法、沸騰床干燥 法等。轉(zhuǎn)鼓式真空干燥法是采用蒸汽為熱介質(zhì)，對切片進(jìn)行干燥，通過傾斜的轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn) 使切片翻動，防止干燥過程中黏結(jié)，同時(shí)切片中的含水通過抽真空方式排除。其缺陷是，轉(zhuǎn) 鼓式采用蒸汽隔套傳導(dǎo)加熱，干燥時(shí)間長，傳熱效率較低，能耗高，又由于是間歇式干燥，不 能連續(xù)干燥和供料干燥。充填干燥法干燥過程分為預(yù)結(jié)晶和干燥，由于干燥塔采用上下一體式，其缺陷是， 通常情況下干燥塔和相應(yīng)進(jìn)出料斗高度之和為10余米，對工作場地的高度要求很高。沸騰床干燥法是在干燥塔中對加工的粒子進(jìn)行預(yù)結(jié)晶和干燥。其缺陷是，沸騰床 干燥法占地面積大，高度與充填法干燥接近。中國發(fā)明專利說明書CN100348938C公開了一種顆粒狀固體物料結(jié)晶干燥裝置和 方法，其特征在于臥式結(jié)晶床和干燥塔采用分體式，在臥式結(jié)晶床中設(shè)置立式擋板，切片呈 沸騰狀預(yù)結(jié)晶，同時(shí)大顆料粒粒通過立式擋板粉碎。然而由于采用的是沸騰式依靠熱氣泵 動力進(jìn)行加熱切片，其功率能耗比相對較大，能耗也相應(yīng)較大。中國發(fā)明專利申請公開說明書CN101270956A公開了一種適用于低熔點(diǎn)切片連續(xù) 干燥機(jī)及其使用方法，其特征在于預(yù)結(jié)晶塔和干燥塔采用分體式，其結(jié)晶方式為脈動床結(jié) 晶方式。其缺點(diǎn)在于脈動式預(yù)結(jié)晶方式產(chǎn)生的電磁輻射會對周邊的人體或儀器造成很大影 響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種紡絲切片結(jié)晶干燥裝置。該裝置適用 于對聚酯(簡稱PET)、各種改性聚酯、聚酰胺、聚乳酸、聚苯硫醚、聚氨酯等紡絲切片進(jìn)行結(jié) 晶、干燥，尤其適用于對PET切片進(jìn)行結(jié)晶、干燥。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是利用本發(fā)明提供的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置對 紡絲切片進(jìn)行處理，提供這種具體應(yīng)用的操作方法及主要工藝條件。
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是提供一種采用了本發(fā)明提供的紡絲切片結(jié)晶 干燥裝置的雙組份纖維熔體紡絲裝置。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，包括預(yù)結(jié) 晶塔、干燥塔和循環(huán)供應(yīng)干熱空氣裝置，所述預(yù)結(jié)晶塔頂部設(shè)有預(yù)結(jié)晶塔切片入口和預(yù)結(jié)晶塔空氣出口，所述預(yù)結(jié)晶塔底 部設(shè)置有預(yù)結(jié)晶塔切片出口，所述預(yù)結(jié)晶塔下部側(cè)面設(shè)有預(yù)結(jié)晶塔空氣入口 ；所述干燥塔頂部設(shè)置有干燥塔切片入口和干燥塔空氣出口，在干燥塔底部設(shè)置有 干燥塔切片出口，下部側(cè)面設(shè)有干燥塔干熱空氣入口，干燥塔切片入口與預(yù)結(jié)晶塔切片出 口管道連接；所述循環(huán)供應(yīng)干熱空氣裝置，包括進(jìn)氣裝置、除濕器、露點(diǎn)儀、加熱器，其中進(jìn)氣裝 置、除濕器、露點(diǎn)儀依次通過管道連接，露點(diǎn)儀與加熱器管道連接，加熱器與干燥塔干熱空 氣入口管道連接，預(yù)結(jié)晶塔空氣出口與除濕器管道連接；所述干燥塔設(shè)置有二個或者二個以上；所述紡絲切片結(jié)晶干燥裝置還設(shè)置有輔助加熱器，各干燥塔的干燥塔空氣出口均 與該輔助加熱器管道連接，該輔助加熱器再與預(yù)結(jié)晶塔空氣入口管道連接。其中，所述預(yù)結(jié)晶塔內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)。所述預(yù)結(jié)晶塔頂部設(shè)有預(yù)結(jié)晶塔料位限位器。所述預(yù)結(jié)晶塔上部為圓柱狀，下部為圓錐狀。所述干燥塔上部為圓柱狀，下部為圓錐狀，所述干燥塔頂部設(shè)置有干燥塔料位限 位器。上述的預(yù)結(jié)晶塔料位限位器和干燥塔料位限位器，為接觸式，當(dāng)料位與料位限位 器接觸時(shí)，產(chǎn)生電信號，可使送料裝置停止工作。當(dāng)料位與料位限位器脫離接觸時(shí)，產(chǎn)生電 信號，可使送料裝置恢復(fù)工作?？蛇x用牌號為level sensor R7_x nohkeninc JAPAN的料 位限位器。本發(fā)明所采用的攪拌機(jī)構(gòu)可以是本行業(yè)所通用的攪拌機(jī)構(gòu)。為進(jìn)一步提高效果，所述攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌軸、電機(jī)和葉片。其中，所述攪拌軸的 長度與所述預(yù)結(jié)晶塔的高度之比為0.25 1 0.75 1，設(shè)置在所述攪拌軸的所述葉片的 層數(shù)為1 15層，每層上所述葉片的數(shù)量為1 6只，所述葉片的長度與所述預(yù)結(jié)晶塔的 半徑之比為0. 65 1 0. 95 1。更進(jìn)一步的，所述葉片為平漿，所述葉片沿所述攪拌軸徑向的中線與所述攪拌軸 的軸線垂直，所述葉片的葉片面與水平面的夾角呈45 60度。葉片與攪拌軸固定連接，可以采用本領(lǐng)域常用的方式進(jìn)行固定連接。含平槳式葉片的攪拌器在預(yù)結(jié)晶塔中是常用的，其槳葉除產(chǎn)生一定的軸向流動外 還造成一定的徑向流動。這種攪拌器雖然加工方便，但由于槳葉不存在傾角，軸向流的攪拌 效果并不理想，在轉(zhuǎn)速低時(shí)紡絲切片容易快速沉入預(yù)結(jié)晶塔塔底。因此，本發(fā)明中，優(yōu)選的 將葉片面與水平面的夾角設(shè)置為45 60度，以提高軸向流的攪拌效果，在轉(zhuǎn)速低時(shí)紡絲切 片并不會快速沉入預(yù)結(jié)晶塔塔底，從而提高了紡絲切片在預(yù)結(jié)晶塔中的停留時(shí)間。一種紡絲切片結(jié)晶干燥方法，包括切片和氣體的處理方法，采用上述的紡絲切片
5結(jié)晶干燥裝置作為處理裝置，對切片和氣體的工藝處理方法分別為(1)對切片的處理方法為將紡絲切片從預(yù)結(jié)晶塔切片入口進(jìn)入預(yù)結(jié)晶塔進(jìn)行預(yù) 結(jié)晶，由預(yù)結(jié)晶塔料位限位器控制切片料位，攪拌機(jī)構(gòu)的葉片在電機(jī)的驅(qū)動下對切片進(jìn)行 攪拌；在預(yù)結(jié)晶塔內(nèi)切片依靠自重自上而下流動，邊流動邊完成預(yù)結(jié)晶過程；預(yù)結(jié)晶完成后，切片從預(yù)結(jié)晶塔切片出口出料，通過管道分別從各干燥塔切片入 口進(jìn)入相應(yīng)的干燥塔，由干燥塔料位限位器控制切片料位，在干燥塔內(nèi)切片依靠自重自上 而下流動，邊流動邊完成干燥過程，最后從各干燥塔切片出口分別出料，供后道工序使用；(2)對氣體的處理方法為干燥用空氣，依次通過進(jìn)氣裝置、除濕器、露點(diǎn)儀，再分 別進(jìn)入加熱器進(jìn)行加熱，加熱后的空氣分別通過管道從各干燥塔干熱空氣入口進(jìn)入各干燥 塔，在干燥塔內(nèi)空氣自下而上流動，完成對切片的干燥作用后，空氣再從各干燥塔空氣出口 向上流出各干燥塔；從干燥塔流出的空氣，分別通過管道，并流后進(jìn)入輔助加熱器進(jìn)行輔助加熱，加熱 后的空氣再經(jīng)預(yù)結(jié)晶塔空氣入口進(jìn)入預(yù)結(jié)晶塔，在預(yù)結(jié)晶塔內(nèi)空氣自下而上流動，完成對 切片的預(yù)結(jié)晶作用后，空氣再從預(yù)結(jié)晶塔空氣出口向上流出預(yù)結(jié)晶塔；從預(yù)結(jié)晶塔流出的空氣與通過進(jìn)氣裝置進(jìn)入的補(bǔ)充空氣混合后，進(jìn)入除濕器，形 成干燥空氣循環(huán)。在該工藝處理過程中，工藝參數(shù)為預(yù)結(jié)晶塔中，切片進(jìn)料速度為200 600kg/h，預(yù)結(jié)晶溫度為70-80°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間 為2 6小時(shí)，攪拌速度5 15轉(zhuǎn)/分，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂10 30cm ；二個或者二個以上干燥塔中，總切片進(jìn)料速度為200 600kg/h，干燥溫度為 140 180°C，干燥時(shí)間為2 6小時(shí)，露點(diǎn)溫度_70 -80°C，限位控制高度為距離干燥塔 塔頂5 15cm。一種雙組份纖維熔體紡絲裝置，包括兩套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置、四臺螺桿擠壓 機(jī)和兩套紡絲機(jī)；所述紡絲切片結(jié)晶干燥裝置為本發(fā)明上述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置；其 中第一套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的一個干燥塔切片出口與第一螺桿擠壓機(jī)、第一紡絲機(jī)依 次通過管道連接，第二套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的一個干燥塔切片出口與第三螺桿擠壓 機(jī)、第一紡絲機(jī)依次通過管道連接；第一套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的另一個干燥塔切片出 口與第二螺桿擠壓機(jī)、第二紡絲機(jī)依次通過管道連接，第二套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的另 一個干燥塔切片出口與第四螺桿擠壓機(jī)、第二紡絲機(jī)依次通過管道連接。本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在以下幾方面(1)大大降低了干燥塔的高度本發(fā)明紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，預(yù)結(jié)晶塔和干燥塔為分體式設(shè)計(jì)，可安裝在同一 平面上，可利用前紡設(shè)備的空間，分別安裝預(yù)結(jié)晶塔和干燥塔，有效地利用了設(shè)備和空間， 降低了對生產(chǎn)場所高度的要求。同時(shí)，降低了生產(chǎn)設(shè)備基建投資成本。(2)循環(huán)加熱，降低能耗本發(fā)明在預(yù)結(jié)晶塔設(shè)有輔助加熱熱源，將除濕機(jī)除濕后的余熱空氣再行加熱，其 加熱的起始溫度高，加強(qiáng)了對余熱的利用，節(jié)約了能耗。(3) 一個預(yù)結(jié)晶塔匹配多個干燥塔一起運(yùn)用由于采用一個預(yù)結(jié)晶塔匹配多個干燥塔的方式，可以視實(shí)際生產(chǎn)需要配置多條生產(chǎn)流水線，相對應(yīng)地配置與生產(chǎn)流水線相同數(shù)量的干燥塔，而預(yù)結(jié)晶塔只需根據(jù)干燥塔的進(jìn)料速度調(diào)整容積。
(4)適用于紡粘法高速紡絲
由于采用了預(yù)結(jié)晶塔和干燥塔分體干燥、預(yù)結(jié)晶塔和干燥塔設(shè)有限位裝置、循環(huán)加熱溫度控制等技術(shù)，使得切片干燥充分，干燥后的切片含水率≤15ppm，并且提高了切片的結(jié)晶度和切片的軟化點(diǎn)，干切片粘度降≤o．003dL／g。同時(shí)避免了在螺桿擠壓機(jī)過早地軟化粘結(jié)而造成環(huán)結(jié)現(xiàn)象。采用了預(yù)結(jié)晶塔和干燥塔分體干燥可滿足高速紡絲對干燥后切片的供應(yīng)速度，使紡粘法高速紡絲能夠連續(xù)進(jìn)行。
(5)本發(fā)明裝置在使用過程中并不會產(chǎn)生電磁輻射，對周邊的人體或儀器不會造成影響。
圖l是本發(fā)明紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明紡絲切片結(jié)晶干燥裝置預(yù)結(jié)晶塔的攪拌機(jī)構(gòu)主視 圖3是本發(fā)明紡絲切片結(jié)晶干燥裝置預(yù)結(jié)晶塔的攪拌機(jī)構(gòu)左視 圖4是本發(fā)明雙組份纖維熔體紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，各圖中的附圖標(biāo)記具體為
l、8l預(yù)結(jié)晶塔
2、82攪拌軸
3、83電機(jī)
4、84葉片
5、85預(yù)結(jié)晶塔料位限位器
6a、6b、86a、86b干燥塔
7a、7b、87a、87b干燥塔料位限位器
8、88進(jìn)氣裝置
9、89除濕器
lo、810露點(diǎn)儀
13a第一螺桿擠壓機(jī)
13b第二螺桿擠壓機(jī)
813a第三螺桿擠壓機(jī)
813b第四螺桿擠壓機(jī)
14a第一紡絲機(jī)
14b第二紡絲機(jī)
lla，、lib、811a，、811b加熱器
12、812輔助加熱器
101、8101預(yù)結(jié)晶塔切片入口
102、8102預(yù)結(jié)晶塔切片出口
103、8103預(yù)結(jié)晶塔空氣入口
104、8104預(yù)結(jié)晶塔空氣出口
105a、105b、8105a、8105b106a、106b、8106a、8106b107a、107b、8107a、8107b108a、108b、8108a、8108b
干燥塔切片入口 干燥塔切片出口 干燥塔干熱空氣入口 干燥塔空氣出口
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置中，采用的是一個預(yù)結(jié)晶塔匹配多個干燥塔的 組合方式。為便于闡述，圖1所示的本發(fā)明紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，采用的是 一個預(yù)結(jié)晶塔配置二個干燥塔的結(jié)晶干燥裝置。由圖1可知，一種紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，包括預(yù)結(jié)晶塔1、干燥塔6a、6b和循環(huán)供 應(yīng)干熱空氣裝置預(yù)結(jié)晶塔1的結(jié)構(gòu)是上部為不銹鋼材質(zhì)的圓柱體，下部為不銹鋼材質(zhì)的圓錐體， 總?cè)莘e為1.5 3M3，在其頂部設(shè)有預(yù)結(jié)晶塔切片入口 101、預(yù)結(jié)晶塔空氣出104、預(yù)結(jié)晶塔 料位限位器5，預(yù)結(jié)晶塔內(nèi)部設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)，該攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌軸2、電機(jī)3和葉片4， 其中，攪拌軸2的長度與所述預(yù)結(jié)晶塔1的高度之比為0.25 1 0.75 1，設(shè)置在攪拌 軸2的葉片4的層數(shù)為1 15層，每層上葉片4的數(shù)量為1 6只，葉片4的長度與預(yù)結(jié) 晶塔1的半徑之比為0.65 1 0.95 1。在預(yù)結(jié)晶塔1底部設(shè)置有預(yù)結(jié)晶塔切片出口 102，下部的圓錐體側(cè)面設(shè)有預(yù)結(jié)晶 塔空氣入口 103 ；干燥塔6a、6b的結(jié)構(gòu)是上部為不銹鋼材質(zhì)的圓柱體，下部為不銹鋼材質(zhì)的圓錐 體，在其頂部設(shè)置有干燥塔切片入口 105a、105b、干燥塔空氣出口 108a、108b和干燥塔料位 限位器7a、7b ；在干燥塔6a、6b底部設(shè)置有干燥塔切片出口 106a、106b，下部的圓錐體側(cè)面 設(shè)有干燥塔干熱空氣入口 107a、107b，預(yù)結(jié)晶塔切片出口 102與干燥塔切片入口 105a、105b 通過管道連接；所述循環(huán)供應(yīng)干熱空氣裝置，包括進(jìn)氣裝置8、除濕器9、露點(diǎn)儀10、加熱器11a、 lib和輔助加熱器12，其中進(jìn)氣裝置8、除濕器9、露點(diǎn)儀10依次通過管道連接，露點(diǎn)儀10 再與加熱器IlaUlb管道連接，加熱器IlaUlb分別與干燥塔干熱空氣入口 107a、107b管 道連接，干燥塔空氣出口 108a、108b分別與輔助加熱器12管道連接，輔助加熱器12再與預(yù) 結(jié)晶塔空氣入口 103管道連接，預(yù)結(jié)晶塔空氣出口 104與除濕器9管道連接。上述紡絲切片結(jié)晶干燥裝置作為處理裝置，對切片進(jìn)行結(jié)晶干燥的具體方法如 下(1)切片的工藝路線將紡絲切片從預(yù)結(jié)晶塔切片入口 101進(jìn)入預(yù)結(jié)晶塔1進(jìn)行預(yù)結(jié)晶，去處切片表面 水分。提高切片的軟化溫度。由預(yù)結(jié)晶塔料位限位器5控制切片料位，保證預(yù)結(jié)晶質(zhì)量。攪拌機(jī)構(gòu)的葉片4在電機(jī)3的驅(qū)動下對切片進(jìn)行攪拌。攪拌的作用有兩個第一， 使切片充分、均勻的干燥；第二，防止和消除切片結(jié)成團(tuán)塊。切片在預(yù)結(jié)晶塔1內(nèi)依靠自重自上而下流動，邊流動邊完成預(yù)結(jié)晶過程。
預(yù)結(jié)晶完成后，切片從預(yù)結(jié)晶塔切片出口 102出料，通過管道分別從干燥塔切片 入口 105a、105b進(jìn)入干燥塔6a、6b。由干燥塔料位限位器7a、7b控制切片料位，保證干燥質(zhì)量。切片在干燥塔6a、6b內(nèi)依靠自重自上而下流動，邊流動邊完成干燥過程，最后從 干燥塔切片出口 106a、106b出料，供后道工序使用；(2)氣體的工藝路線干燥用空氣，依次通過進(jìn)氣裝置8、除濕器9、露點(diǎn)儀10，再分別進(jìn)入加熱器11a、 lib進(jìn)行加熱，加熱后的空氣分別通過管道從干燥塔干熱空氣入口 107a、107b進(jìn)入干燥塔 6a、6b，在干燥塔6a、6b內(nèi)空氣自下而上流動，完成對切片的干燥作用后，空氣再從干燥塔 空氣出口 108a、108b向上流出干燥塔6a、6b ；從干燥塔6a、6b流出的空氣，分別通過管道進(jìn)入輔助加熱器12進(jìn)行輔助加熱，加 熱后的空氣再經(jīng)預(yù)結(jié)晶塔空氣入口 103進(jìn)入預(yù)結(jié)晶塔1，在預(yù)結(jié)晶塔1內(nèi)空氣自下而上流 動，完成對切片的預(yù)結(jié)晶作用后，空氣再從預(yù)結(jié)晶塔空氣出口 104向上流出預(yù)結(jié)晶塔1 ；從預(yù)結(jié)晶塔1流出的空氣，進(jìn)入除濕器9，與通過進(jìn)氣裝置8進(jìn)入的空氣混合，形成 干燥空氣循環(huán)； 該工藝處理過程中，預(yù)結(jié)晶塔1中，切片進(jìn)料速度為200 600kg/h，預(yù)結(jié)晶溫度為 70-80°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為2 6小時(shí)；干燥塔6中，切片進(jìn)料速度為200 600kg/h，干燥溫度為140 180°C，干燥時(shí)間 為2 6小時(shí)，露點(diǎn)溫度_70 -80°C。實(shí)施例一以PET切片為原料，采用圖1所示的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，預(yù)結(jié)晶塔1的容積為 3M3。如圖2所示，葉片4為平菜，葉片4沿?cái)嚢栎S2徑向的中線與攪拌軸2的軸線垂直。如 圖3所示，葉片4的葉片面與水平面的夾角α呈50度。預(yù)結(jié)晶過程中，切片進(jìn)料速度為600kg/h，預(yù)結(jié)晶溫度為70°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為4小 時(shí)，攪拌速度8轉(zhuǎn)/分，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂20cm ；干燥塔6a的容積為1M3，干燥塔6a干燥過程中，切片進(jìn)料速度為400kg/h，干燥 溫度為150°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)，露點(diǎn)溫度為-80°C，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂 10cm，得到結(jié)晶干燥后的切片A，具體數(shù)據(jù)見表1。干燥塔6b的容積為1M3，干燥塔6b干燥過程中，切片進(jìn)料速度為200kg/h，干燥溫 度為150°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)，露點(diǎn)溫度為-80°C，限位控制高度為距離干燥塔塔頂10cm，。 得到結(jié)晶干燥后的切片B，具體數(shù)據(jù)見表1。采用本實(shí)施例結(jié)晶干燥切片的平均能耗數(shù)據(jù)，見表2。實(shí)施例二以PET切片為原料，采用圖1所示的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，預(yù)結(jié)晶塔1的容積為 1. 5M3，預(yù)結(jié)晶過程中，切片進(jìn)料速度為500kg/h，預(yù)結(jié)晶溫度為80°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為3小時(shí)， 攪拌轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/分，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂15cm ；干燥塔的容積均為0. 75M3。干燥過程中，切片進(jìn)料速度均為250kg/h，干燥溫度 均為170°C，干燥時(shí)間均為2小時(shí)，露點(diǎn)溫度均為-80°C，限位控制高度為距離干燥塔塔頂 10cm。分別得到結(jié)晶干燥后的切片C和D，具體數(shù)據(jù)見表1。
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采用本實(shí)施例結(jié)晶干燥切片的平均能耗數(shù)據(jù)，見表2。實(shí)施例三圖4是本發(fā)明雙組份纖維熔體紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，由兩套圖1所示的紡絲切 片結(jié)晶干燥裝置組合而成。該兩套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置可以分別生產(chǎn)不同類型的紡絲切 片，例如PE/PP、PE/PET、PA/PET、PP/SEBC等。將兩套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置生產(chǎn)出的紡絲 切片分別進(jìn)入螺桿擠壓機(jī)后，再共同進(jìn)入紡絲機(jī)進(jìn)行噴絲操作，最終可以得到含雙組份的 合成纖維產(chǎn)品。本實(shí)施例以生產(chǎn)PE/PET雙組份合成纖維為例，進(jìn)行說明。位于圖4上部的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，以PET切片為原料。預(yù)結(jié)晶塔1的容積為3M3，預(yù)結(jié)晶過程中，切片進(jìn)料速度為600kg/h，預(yù)結(jié)晶溫度為 70°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為4小時(shí)，攪拌速度8轉(zhuǎn)/分，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂20cm ；干燥塔6a的容積為1M3，干燥塔6a干燥過程中，切片進(jìn)料速度為400kg/h，干燥 溫度為150°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)，露點(diǎn)溫度為-80°C，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂 10cm，得到結(jié)晶干燥后的切片E，切片含水率數(shù)據(jù)見表1。干燥塔6b的容積為1M3，干燥塔6b干燥過程中，切片進(jìn)料速度為200kg/h，干燥溫 度為150°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)，露點(diǎn)溫度為-80°C，限位控制高度為距離干燥塔塔頂10cm，。 得到結(jié)晶干燥后的切片F(xiàn)，切片含水率數(shù)據(jù)見表1。位于圖4下部的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，以PE切片為原料。預(yù)結(jié)晶塔81的容積為2M3，預(yù)結(jié)晶過程中，切片進(jìn)料速度為400kg/h，預(yù)結(jié)晶溫 度為75°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為5小時(shí)，攪拌速度15轉(zhuǎn)/分，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂 30cm ；干燥塔86a的容積為1M3，干燥塔86a干燥過程中，切片進(jìn)料速度為200kg/h，干燥 溫度為150°C，干燥時(shí)間為3小時(shí)，露點(diǎn)溫度為-80°C，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂 10cm，得到結(jié)晶干燥后的切片G，切片含水率數(shù)據(jù)見表1。干燥塔86b的容積為1M3，干燥塔86b干燥過程中，切片進(jìn)料速度為200kg/h，干 燥溫度為150°C，干燥時(shí)間為3小時(shí)，露點(diǎn)溫度為-80°C，限位控制高度為距離干燥塔塔頂 IOcm,。得到結(jié)晶干燥后的切片H，切片含水率數(shù)據(jù)見表1。結(jié)晶干燥后的切片E、G分別通過第一螺桿擠壓機(jī)13a、第三螺桿擠壓機(jī)813a進(jìn)行 擠壓后，進(jìn)入第一紡絲機(jī)14a進(jìn)行噴絲，得到含PE/PET雙組份合成纖維。結(jié)晶干燥后的切片F(xiàn)、H分別通過第二螺桿擠壓機(jī)13b、第四螺桿擠壓機(jī)813b進(jìn)行 擠壓后，進(jìn)入第二紡絲機(jī)14b進(jìn)行噴絲，得到含PE/PET雙組份合成纖維。本實(shí)施例中，采用了本發(fā)明的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置和方法，能耗低，制備出的切
片含水率極低、干切片粘度降小，利用該切片制備出的雙組份合成纖維牢固性強(qiáng)，不易斷 m農(nóng)。對比例一以PET切片為原料，采用中國發(fā)明專利說明書CN100348938C公開的顆粒狀固體物 料結(jié)晶干燥裝置，切片進(jìn)料速度為500kg/h，得到結(jié)晶干燥后的切片I，切片含水率數(shù)據(jù)見 表1。平均能耗數(shù)據(jù)，見表2。對比例二
以PET切片為原料，采用仿德國KF—體式干燥塔對切片進(jìn)行結(jié)晶干燥，切片進(jìn)料 速度為500kg/h，得到結(jié)晶干燥后的切片J，切片含水率數(shù)據(jù)見表1。平均能耗數(shù)據(jù)，見表2。表1 干燥后切片含水率表 表2 干燥切片裝機(jī)功率表 同時(shí)，對實(shí)施例1、實(shí)施2和實(shí)施3所獲得的切片A、B、C、D、E、F、G和H，進(jìn)行干切 片粘度降測定。具體數(shù)據(jù)見表3。表3 干切片粘度降測試表 從表1中可見，采用本發(fā)明的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置和方法所制備的切片，其含 水率均控制在<0.0015% (即15ppm)，遠(yuǎn)低于其他方法所制備出切片的含水率。低含水率 可以防止切片在高溫下的熱降解，同時(shí)針對較細(xì)單絲，拉伸條件亦對熔體質(zhì)量提出了更高 的要求，從而對切片含水率要求更高。而本發(fā)明制備出的切片完全能夠滿足后道工序加工 的嚴(yán)格要求。同時(shí)，采用本發(fā)明的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置和方法所制備的切片，所需能源最少。 這點(diǎn)從表2中就可以明顯地可以看出，采用本發(fā)明技術(shù)方案的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用其他方法 的能耗。衡量干燥效果的優(yōu)劣不單純是切片含水率的高低，還要控制干燥過程的粘度 降。干燥過程中還要求切片的特性粘度降盡可能地小。在本行業(yè)中常規(guī)的控制在0.01 0.02dL/g。從表3中，可以明顯地看出，采用本發(fā)明的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置和方法所制備 的切片，干切片粘度降< 0. 003dL/g。綜上所述，采用本發(fā)明的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置和方法，能耗低。制備出的切片含 水率極低、干切片粘度降小。本發(fā)明涉及的裝置和方法，適用于對聚酯(簡稱PET)、聚酰胺、各種改性聚酯、聚 酰胺、聚乳酸、聚苯硫醚、聚氨酯等紡絲切片進(jìn)行結(jié)晶、干燥，尤其適用于對PET切片進(jìn)行結(jié) 晶、干燥。
1權(quán)利要求
一種紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，包括預(yù)結(jié)晶塔、干燥塔和循環(huán)供應(yīng)干熱空氣裝置，所述預(yù)結(jié)晶塔頂部設(shè)有預(yù)結(jié)晶塔切片入口和預(yù)結(jié)晶塔空氣出口，所述預(yù)結(jié)晶塔底部設(shè)置有預(yù)結(jié)晶塔切片出口，所述預(yù)結(jié)晶塔下部側(cè)面設(shè)有預(yù)結(jié)晶塔空氣入口；所述干燥塔頂部設(shè)置有干燥塔切片入口和干燥塔空氣出口，在干燥塔底部設(shè)置有干燥塔切片出口，下部側(cè)面設(shè)有干燥塔干熱空氣入口，干燥塔切片入口與預(yù)結(jié)晶塔切片出口管道連接；所述循環(huán)供應(yīng)干熱空氣裝置，包括進(jìn)氣裝置、除濕器、露點(diǎn)儀、加熱器，其中進(jìn)氣裝置、除濕器、露點(diǎn)儀依次通過管道連接，露點(diǎn)儀與加熱器管道連接，加熱器與干燥塔干熱空氣入口管道連接，預(yù)結(jié)晶塔空氣出口與除濕器管道連接，其特征在于所述干燥塔設(shè)置有二個或者二個以上；所述紡絲切片結(jié)晶干燥裝置還設(shè)置有輔助加熱器，各干燥塔的干燥塔空氣出口均與該輔助加熱器管道連接，該輔助加熱器再與預(yù)結(jié)晶塔空氣入口管道連接。
2.如權(quán)利要求1所述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，其特征在于所述預(yù)結(jié)晶塔內(nèi)設(shè)有攪 拌機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，其特征在于所述攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌軸、電機(jī)和葉片；所述攪拌軸的長度與所述預(yù)結(jié)晶塔的高度之比為0.25 1 0.75 1 ；設(shè)置在所述攪拌軸的所述葉片的層數(shù)為1 15層，每層上所述葉片的數(shù)量為1 6只；所述葉片的長度與所述預(yù)結(jié)晶塔的半徑之比為0.65 1 0.95 1。
4.如權(quán)利要求3所述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，其特征在于所述葉片為平漿，所述葉 片沿所述攪拌軸徑向的中線與所述攪拌軸的軸線垂直，所述葉片的葉片面與水平面的夾角 呈45 60度。
5.如權(quán)利要求4所述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，其特征在于所述預(yù)結(jié)晶塔頂部設(shè)有 預(yù)結(jié)晶塔料位限位器。
6.如權(quán)利要求5所述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，其特征在于所述預(yù)結(jié)晶塔上部為圓 柱狀，下部為圓錐狀。
7.如權(quán)利要求6所述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置，其特征在于所述干燥塔上部為圓柱 狀，下部為圓錐狀，所述干燥塔頂部設(shè)置有干燥塔料位限位器。
8.—種紡絲切片結(jié)晶干燥方法，包括切片和氣體的處理方法，采用權(quán)利要求7所述的 紡絲切片結(jié)晶干燥裝置作為處理裝置，對切片和氣體的工藝處理方法分別為(1)對切片的處理方法為將紡絲切片從預(yù)結(jié)晶塔切片入口進(jìn)入預(yù)結(jié)晶塔進(jìn)行預(yù)結(jié) 晶，由預(yù)結(jié)晶塔料位限位器控制切片料位，攪拌機(jī)構(gòu)的葉片在電機(jī)的驅(qū)動下對切片進(jìn)行攪 拌；在預(yù)結(jié)晶塔內(nèi)切片依靠自重自上而下流動，邊流動邊完成預(yù)結(jié)晶過程；預(yù)結(jié)晶完成后，切片從預(yù)結(jié)晶塔切片出口出料，通過管道分別從各干燥塔切片入口進(jìn) 入相應(yīng)的干燥塔，由干燥塔料位限位器控制切片料位，在干燥塔內(nèi)切片依靠自重自上而下 流動，邊流動邊完成干燥過程，最后從各干燥塔切片出口分別出料，供后道工序使用；(2)對氣體的處理方法為干燥用空氣，依次通過進(jìn)氣裝置、除濕器、露點(diǎn)儀，再分別進(jìn) 入加熱器進(jìn)行加熱，加熱后的空氣分別通過管道從各干燥塔干熱空氣入口進(jìn)入各干燥塔，在干燥塔內(nèi)空氣自下而上流動，完成對切片的干燥作用后，空氣再從各干燥塔空氣出口向 上流出各干燥塔；從干燥塔流出的空氣，分別通過管道，并流后進(jìn)入輔助加熱器進(jìn)行輔助加熱，加熱后的 空氣再經(jīng)預(yù)結(jié)晶塔空氣入口進(jìn)入預(yù)結(jié)晶塔，在預(yù)結(jié)晶塔內(nèi)空氣自下而上流動，完成對切片 的預(yù)結(jié)晶作用后，空氣再從預(yù)結(jié)晶塔空氣出口向上流出預(yù)結(jié)晶塔；從預(yù)結(jié)晶塔流出的空氣與通過進(jìn)氣裝置進(jìn)入的補(bǔ)充空氣混合后，進(jìn)入除濕器，形成干 燥空氣循環(huán)。
9.如權(quán)利要求8所述的紡絲切片結(jié)晶干燥方法，其特征在于，工藝參數(shù)為預(yù)結(jié)晶塔中，切片進(jìn)料速度為200 600kg/h，預(yù)結(jié)晶溫度為70-80°C，預(yù)結(jié)晶時(shí)間為 2 6小時(shí)，攪拌速度5 15轉(zhuǎn)/分，限位控制高度為距離預(yù)結(jié)晶塔塔頂10 30cm ；二個或者二個以上干燥塔中，總切片進(jìn)料速度為200 600kg/h，干燥溫度為140 180°C，干燥時(shí)間為2 6小時(shí)，露點(diǎn)溫度_70 -80°C，限位控制高度為距離干燥塔塔頂 5 15cm0
10.一種雙組份纖維熔體紡絲裝置，其特征在于包括兩套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置、四臺螺桿擠壓機(jī)和兩套紡絲機(jī)； 所述紡絲切片結(jié)晶干燥裝置為權(quán)利要求1所述的紡絲切片結(jié)晶干燥裝置； 其中第一套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的一個干燥塔切片出口與第一螺桿擠壓機(jī)、第一紡 絲機(jī)依次通過管道連接，第二套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的一個干燥塔切片出口與第三螺桿 擠壓機(jī)、第一紡絲機(jī)依次通過管道連接；第一套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的另一個干燥塔切片出口與第二螺桿擠壓機(jī)、第二紡絲 機(jī)依次通過管道連接，第二套紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的另一個干燥塔切片出口與第四螺桿 擠壓機(jī)、第二紡絲機(jī)依次通過管道連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紡絲切片結(jié)晶干燥裝置、應(yīng)用該裝置對紡絲切片進(jìn)行結(jié)晶與干燥處理的方法以及包含該紡絲切片結(jié)晶干燥裝置的雙組份纖維熔體紡絲裝置。該紡絲切片結(jié)晶干燥裝置包括預(yù)結(jié)晶塔、干燥塔和循環(huán)供應(yīng)干熱空氣裝置，所述干燥塔設(shè)置有二個或者二個以上；所述紡絲切片結(jié)晶干燥裝置還設(shè)置有輔助加熱器，各干燥塔的干燥塔空氣出口均與該輔助加熱器管道連接，該輔助加熱器再與預(yù)結(jié)晶塔空氣入口管道連接。本發(fā)明降低了干燥塔的高度，降低了生產(chǎn)設(shè)備基建投資成本，同時(shí)加強(qiáng)了對余熱的利用，節(jié)約了能耗。
文檔編號F26B21/02GK101906668SQ200910052629
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者倪福夏, 張根杰, 毛永, 王仁剛, 王偉君, 鄒榮華 申請人:上海市合成纖維研究所