一種硬脂酸鈣催化反應干燥器及其使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種硬脂酸鈣催化反應干燥器及其使用方法，包括進料噴嘴、催化劑噴嘴、霧化噴頭、環形熱風吸管、導熱油加熱套、噴淋冷卻室、反應干燥室、環形空氣冷卻管、旋風冷卻沉降器、循環氣流干燥床、熱風機、蒸汽吸收干燥器、熱風加熱器等。所述進料噴嘴可將硬脂酸、氫氧化鈣噴出，與所述催化劑噴嘴霧化噴出的催化劑混合反應，環形空氣冷卻管將生成的硬脂酸鈣迅速冷卻固化與微顆粒化，經沉降干燥后裝袋。本發明能使硬脂酸鈣生產連續化，催化提高反應速度，快速混合反應噴淋造粒，細化硬脂酸鈣粒度，產品純度高、色度好，方便實現硬脂酸鈣自動化生產。
【專利說明】一種硬脂酸鈣催化反應干燥器及其使用方法
【技術領域】
[0001]發明屬于熱穩定劑的制備【技術領域】，具體涉及一種生產硬脂酸鈣時能實現硬脂酸與氫氧化鈣催化反應，并對反應產物進行干燥的一種反應干燥器及其使用方法。
【背景技術】
[0002]硬脂酸鈣是一種無毒熱穩定劑，廣泛用作聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子材料加工的熱穩定劑以及涂料、油漆、紙張行業的潤滑劑和分散劑。隨著人們對環保意識的增強，無毒的硬脂酸鈣的需求量越來越多。
[0003]目前，國內外生產硬脂酸鈣的工藝主要有復分解法、水相一步法、熔融法(干法)三種生產工藝。復分解工藝，生產過程中需要用8倍于硬脂酸的水進行加熱反應，耗能高又產生大量的廢水無法回收利用；水相一步法工藝，反應得到粗顆粒的重質產物很容易形成包裹，反應不完全，要另外增加粉碎設備才能達到用戶細度要求，相對比復分解工藝節能、環保；熔融法工藝生產時不需要水，比一步法工藝節能、環保，是清潔生產工藝，質量更好，提高了產品在市場中的競爭力。
[0004]硬脂酸鈣熔融法生產工藝，生成的硬脂酸鈣熔融體粘度較高，反應釜很容易發生“糊鍋”，堵塞輸送的泵與管道，清理困難；間歇式生產，生產效率低；反應速度慢且控制困難，對設備要求高；需要增加粉碎設備才能達到用戶細度要求；該工藝雖然節能、環保，國內生產硬脂酸鈣的廠家很少使用熔融法工藝。
【發明內容】
[0005]本發明針對上述硬脂酸鈣熔融法生產工藝中存在的間歇式生產、反應釜很容易發生“糊鍋”，生產控制困難等問題，提供一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，能夠使硬脂酸鈣生產連續化，催化提高反應速度，快速混合反應噴淋造粒，細化硬脂酸鈣粒度，產品純度高，方便實現硬脂酸鈣自動化生產。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，包括進料噴嘴、催化劑噴嘴、霧化噴頭、環形熱風吸管、導熱油加熱套、噴淋冷卻室、反應干燥室、環形空氣冷卻管、旋風冷卻沉降器、循環氣流干燥床、熱風機、蒸汽吸收干燥器、熱風加熱器等。
[0007]所述的進料噴嘴將在預混反應罐中預混和的硬脂酸與氫氧化鈣，經過進料泵加壓，在進料噴嘴下端噴出，在所述的催化劑噴嘴霧化噴出的催化劑作用下混合并完全反應。
[0008]所述的催化劑噴嘴將反應中需要的催化劑在催化劑噴嘴下端霧化噴出，與進料噴嘴下端噴出的硬脂酸、氫氧化鈣混合并催化反應，催化劑變成蒸汽和氧氣經風機抽出；所述催化劑噴嘴與進料噴嘴需配合調節混合處的兩噴嘴間的間隙，約0.5?2_。
[0009]所述的霧化噴頭通過螺紋固定在進料噴嘴下端的外側，將催化反應后的硬脂酸鈣霧化噴出，細化硬脂酸鈣。
[0010]所述的環形熱風吸管連接熱風機進口，吸收反應干燥室內熱風和蒸汽(由反應生成的水和催化劑變成的水生成)。
[0011]所述的導熱油加熱套固定在進料噴嘴外側的反應干燥室頂部，將預混和的硬脂酸、氫氧化鈣通過其內循環導熱油加熱至150?180°C。
[0012]所述的噴淋冷卻室安裝在所述的導熱油加熱套外側的反應干燥室頂部，將霧化噴頭霧化噴出的硬脂酸鈣在霧化噴頭附近，由環形空氣冷卻管噴出的冷空氣迅速冷卻，將熔融硬脂酸鈣迅速固化，同時避免水蒸氣液化。
[0013]所述的反應干燥室，頂部安裝一個或多個由進料噴嘴、催化劑噴嘴、霧化噴頭、導熱油加熱套組成的混合反應噴淋組合；反應干燥室中部裝有硬脂酸鈣環形空氣冷卻管和旋風冷卻沉降器；下部裝有硬脂酸鈣顆粒循環氣流干燥床。
[0014]所述的環形空氣冷卻管噴出冷空氣，將熔融硬脂酸鈣迅速冷卻，迅速固化，避免粘結結塊。
[0015]所述的旋風冷卻沉降器將噴淋冷卻后的硬脂酸鈣顆粒沉降聚集到循環氣流干燥床。
[0016]所述的熱風機將反應中生成的蒸汽抽出，熱風經蒸汽吸收干燥器干燥和熱風加熱器加熱，經循環氣流干燥床對硬脂酸鈣進行干燥，并將熱風循環使用。
[0017]所述的循環氣流干燥床將收集的硬脂酸鈣顆粒用熱風機提供的熱風進行干燥。
[0018]所述的蒸汽吸收干燥器將反應中生成的水分用氧化鈣或濃硫酸進行吸收干燥，氧化鈣吸水后變成氫氧化鈣可用來與硬脂酸反應生成硬脂酸鈣，濃硫酸吸水后再經脫水可重復使用。
[0019]所述的熱風加熱器可將經蒸汽吸收干燥器干燥后的熱風再升溫，用于循環氣流干燥床干燥硬脂酸鈣顆粒。
[0020]一種硬脂酸鈣催化反應干燥器使用方法，包括如下操作步驟:
步驟(I):通過配套的管道將(硬脂酸、氫氧化鈣)預混反應罐與本硬脂酸鈣催化反應干燥器的進料噴嘴相連，該管道上依次裝有預混料泵、預混流量計、預混溫度計、預混壓力表、預混自動三通調節閥裝；通過配套的鋼管將催化劑儲罐與硬脂酸鈣催化反應干燥器的催化劑噴嘴相連，該管道上依次裝有催化劑泵、催化劑流量計、催化劑溫度計、催化劑壓力表、催化劑自動三通調節閥裝；
步驟(2):通過配套熱風管將熱風機進風口與反應干燥室內環形熱風管相連，熱風機出風口與蒸汽吸收干燥器、熱風加熱器與循環氣流干燥床用熱風管依次相連，形成熱風循環；
步驟(3):導熱油加熱套與導熱油加熱罐、導熱油泵連接，充滿導熱油，啟動導熱油泵加熱并循環，加熱到150?1800C ；
步驟(4):硬脂酸、氫氧化鈣在預混反應罐攪拌混勻并加熱至60?80°C，催化劑儲罐加熱至90?95°C ；
步驟(5):啟動風機，使熱風循環；啟動熱風加熱器，使循環熱風溫度達到100?120°C; 步驟(6):開啟給環形空氣冷卻管和旋風冷卻沉降器給風的風機；
步驟(7):啟動預混料泵，變頻調節預混料泵轉速，調節預混自動三通調節閥，使預混流量計穩定到某一適當數值；啟動催化劑泵，變頻調節催化劑泵轉速，調節催化劑泵自動三通調節閥，使催化劑泵流量計穩定到與預混流量計流量相匹配的完全反應數量，催化劑流量約為預混流量計流量的5%左右；調節流量的同時需兼顧預混壓力表與催化劑壓力表讀數一致性調節，滿足預混料與催化劑的混合噴淋要求，視預混料粘度不同為0.1?0.5MPa間的某個值；
步驟(8):通過配套的PLC自動控制系統，對進入噴嘴的預混料、催化劑的溫度、壓力與流量進行測量、變送、混合比例自動控制，以及對噴淋室催化反應溫度、熱風溫度的測量、變送與自動調節控制，實現硬脂酸鈣的自動化生產。
[0021]本發明的有益效果
1、該催化反應干燥器能實現硬脂酸鈣生產連續化，催化提高反應速度，快速混合反應噴淋造粒，細化硬脂酸鈣粒度，產品純度高、方便實現硬脂酸鈣自動化生產；
2、本發明的進料噴嘴與催化劑噴嘴間間隙配合調節，可將硬脂酸、氫氧化鈣在催化劑噴嘴的霧化噴出的催化劑作用下混合并完全反應；
3、本發明的催化劑噴嘴，其上的特制噴灑孔能將催化劑均勻分布并霧化噴灑，能保證與硬脂酸、氫氧化鈣混合均勻并完全反應；
4、本發明的環形空氣冷卻管噴出冷空氣，將熔融硬脂酸鈣迅速冷卻，迅速固化，避免硬脂酸鈣粘結結塊，實現微粒化；
5、本發明的熱風機將循環氣流干燥床熱風循環使用，節能環保，并有助于保持噴淋室反應溫度；
6、本發明的蒸汽吸收干燥器用氧化鈣或濃硫酸吸收干燥，氧化鈣吸水后變成氫氧化鈣可用來與硬脂酸反應生成硬脂酸鈣，濃硫酸吸水后再經脫水可重復使用，節約資源，避免浪費；
7、本發明的催化反應干燥器能與PLC自動控制系統配合，對進噴淋室前的預混料、催化劑的溫度、壓力與流量進行測量、變送、混合比例自動控制，以及對噴淋室催化反應溫度、熱風溫度的測量、變送與自動調節控制，可實現硬脂酸鈣的自動化生產，提高了工藝過程的控制水平和生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1:催化反應干燥器結構示意圖。
[0023]圖2 (a):進料噴嘴結構剖視圖與俯視圖。
[0024]圖2(b):催化劑噴嘴結構剖視圖與局部放大俯視圖。
[0025]圖2(c):霧化噴頭結構剖視圖與A向視圖。
[0026]圖中:1.預混料控制與進料口(虛線框內)，2.進料噴嘴，3.催化劑噴嘴，4.催化劑控制與進料口(虛線框內)，5.導熱油加熱套，6.環形熱風吸管，7.反應干燥室，8.噴淋冷卻室，9.霧化噴頭，10.環形空氣冷卻管，11.旋風冷卻沉降器，12.硬脂酸鈣料斗，13.循環氣流干燥床，14.熱風機，15.蒸汽吸收干燥器，16.熱風加熱器，17.熱風管道。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明:
如圖1所示，一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，硬脂酸、氫氧化鈣預混反應物料由預混料控制與進料口 I進入到進料噴嘴2，反應中需要的催化劑由催化劑控制與進料口 4進入到催化劑噴嘴3，催化劑噴嘴3將催化劑霧化噴出，與進料噴嘴2下端噴出的預反應中未反應的硬脂酸、氫氧化鈣混合，并將所述未反應的硬脂酸、氫氧化鈣催化反應，反應生成的硬脂酸鈣由霧化噴頭9霧化噴出，通過環形空氣冷卻管10噴出冷空氣將熔融硬脂酸鈣迅速冷卻，迅速固化，旋風冷卻沉降器11將噴淋冷卻后的硬脂酸鈣顆粒沉降聚集到循環氣流干燥床13，經蒸汽吸收干燥器15干燥和熱風加熱器16加熱的熱風進一步干燥，在循環氣流干燥床13另一端匯集到硬脂酸鈣料斗12裝袋(桶)包裝；熱風和反應生成的水及催化劑變成的水生成的蒸汽經由環形熱風吸管6吸進管內后由熱風機14抽出，經蒸汽吸收干燥器15吸收蒸汽和熱風加熱器16加熱，熱風經循環氣流干燥床13對反應生成的硬脂酸鈣顆粒進行干燥，然后由環形熱風吸管6吸進管內循環使用。
[0028]一種硬脂酸鈣催化反應干燥器使用方法，包括如下操作步驟:
步驟(I):預混料控制與進料口 I與進料噴嘴2相連，催化劑控制與進料口 4與催化劑噴嘴3相連；
步驟(2):通過熱風管將熱風機14進風口與反應干燥室7內環形熱風吸管6相連，熱風機14出風口與蒸汽吸收干燥器15、熱風加熱器16與循環氣流干燥床13用熱風管17依次相連，形成熱風循環；
步驟(3):導熱油加熱套5與導熱油加熱罐、導熱油泵連接，充滿導熱油，啟動導熱油泵加熱并循環，加熱到150?180°C ；
步驟(4):硬脂酸、氫氧化鈣在預混反應罐攪拌混勻并加熱至60?80°C，催化劑儲罐加熱至90?95°C ；
步驟(5):啟動熱風機14，使熱風循環；啟動熱風加熱器16，使循環熱風溫度達到100?120。。；
步驟(6):開啟給環形空氣冷卻管10和旋風冷卻沉降器11給風的風機，
步驟(7):通過配套的PLC自動控制系統，對進反應干燥室7前的預混料、催化劑的溫度、壓力與流量進行測量、變送、混合比例自動控制，以及對反應干燥室7催化反應溫度、熱風溫度的測量、變送與自動調節控制，實現硬脂酸鈣的自動化生產。
[0029]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，其特征是，包括進料噴嘴、催化劑噴嘴、霧化噴頭、環形熱風吸管、導熱油加熱套、噴淋冷卻室、反應干燥室、環形空氣冷卻管、旋風冷卻沉降器、循環氣流干燥床、熱風機、蒸汽吸收干燥器、熱風加熱器；反應干燥室的頂部安裝一個或多個由進料噴嘴、催化劑噴嘴、霧化噴頭、導熱油加熱套組成的混合反應噴淋組合；反應干燥室中部裝有環形空氣冷卻管和旋風冷卻沉降器；下部裝有硬脂酸鈣顆粒循環氣流干燥床。
2.如權利要求1所述的一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，其特征是，所述進料噴嘴與硬脂酸、氫氧化鈣預混進料口相連，可將經過進料泵加壓的硬脂酸、氫氧化鈣從該進料噴嘴下端噴出；所述催化劑噴嘴與催化劑進料口相連，可將反應中需要的催化劑在催化劑噴嘴下端霧化噴出；所述進料噴嘴與催化劑噴嘴在硬脂酸、氫氧化鈣與催化劑混合處的兩噴嘴間的間隙0.5?2_可調；所述催化劑噴嘴上布有霧化噴灑孔，噴灑孔系特制孔，能將催化劑在兩噴嘴間的間隙內向斜上方霧化噴灑；所述霧化噴頭通過螺紋固定在進料噴嘴下端的外側，將催化反應后的熔融硬脂酸鈣霧化噴出，細化硬脂酸鈣顆粒。
3.如權利要求1所述的一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，其特征是，所述環形空氣冷卻管上均勻布滿空氣噴孔，噴出冷空氣，將熔融硬脂酸鈣迅速冷卻，迅速固化，避免粘結結塊；所述旋風冷卻沉降器將噴淋冷卻后的硬脂酸鈣顆粒沉降聚集到循環氣流干燥床；所述環形熱風吸管連接熱風機進口，環形熱風吸管上均勻布滿微孔，吸收反應干燥室內熱風和蒸汽。
4.如權利要求1所述的一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，其特征是，所述導熱油加熱套固定在進料噴嘴外側的反應干燥室頂部，將預混的硬脂酸、氫氧化鈣通過其內循環導熱油加熱至150?180 0C ο
5.如權利要求1所述的一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，其特征是，所述熱風機將反應干燥室內的蒸汽和熱風抽出，熱風經蒸汽吸收干燥器干燥和熱風加熱器加熱，經循環氣流干燥床對硬脂酸鈣進行干燥，并將熱風循環使用。
6.如權利要求1所述的一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，其特征是，所述蒸汽吸收干燥器將反應生成的水分和催化劑變成的水分變成的蒸汽用氧化鈣或濃硫酸進行吸收干燥，氧化鈣吸水后變成氫氧化鈣可用來與硬脂酸反應生成硬脂酸鈣，濃硫酸吸水后再經脫水可重復使用。
7.如權利要求1所述的一種硬脂酸鈣催化反應干燥器，其特征是，通過配套的PLC自動控制系統，對進反應預混料、催化劑的溫度、壓力與流量進行測量、變送、混合比例自動控制，以及對噴淋室催化反應溫度、熱風溫度的測量、變送與自動調節控制，實現硬脂酸鈣的自動化生產。
8.一種硬脂酸鈣催化反應干燥器使用方法，其特征是:包括如下使用操作步驟: 步驟(I):預混料進料口與進料噴嘴相連，催化劑進料口與催化劑噴嘴相連； 步驟(2):熱風機進風口與反應干燥室內環形熱風吸管相連，出風口與蒸汽吸收干燥器、熱風加熱器與循環氣流干燥床用熱風管依次相連； 步驟(3):導熱油加熱套與導熱油加熱罐、導熱油泵連接，充滿導熱油，啟動導熱油泵加熱并循環，加熱到150?180°C ； 步驟(4):硬脂酸、氫氧化鈣預混均勻并加熱至60?80°C，催化劑儲罐加熱至90?.95 0C ； 步驟(5):啟動熱風機，啟動熱風加熱器，使循環熱風溫度達到100?120°C ； 步驟(6):開啟給環形空氣冷卻管和旋風冷卻沉降器的給風風機； 步驟(7):通過PLC自動控制系統，對進反應的預混料、催化劑的溫度、壓力與流量進行測量、變送、混合比例自動控制，以及對反應干燥室催化反應溫度、熱風溫度的測量、變送與自動調節控制，實現硬脂酸鈣的自動化生產。
【文檔編號】F26B3/08GK104162401SQ201410442207
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】陳中合, 潘奇偉, 陳志 , 謝一龍, 邱金星 申請人:濟南大學