阅读说明：本技术 一种聚合物用干燥床物料降温系统及其降温方法 (Material cooling system and cooling method of drying bed for polymer ) 是由 孙明强 苏广全 王吉林 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种聚合物用干燥床物料降温系统及其降温方法,涉及降温装置技术领域。去除聚合物水分的干燥床(3),进行降温的一级降温装置(1)和有制冷机(203)的二级降温装置(2),对降温后夹带物料的空气分离排气的旋风分离器(4)以及储存物料的储料箱(5)；在二级降温区(303)中设置第二温度传感器(306)；在冷媒入口(207)处设置控制冷媒进入量的冷媒阀门(209)。本发明有益技术效果：设置两级降温系统,将自然风与冷却风降温相结合,综合考虑降温效果及降温设备、时间成本因素,实现降温工艺的动态调整及最优化；自然风和冷却风经过过滤和除湿处理,对物料基本无其他不良影响；检测降温合格后放料,不引入杂质,不带走物料。(The invention discloses a material cooling system and a material cooling method of a drying bed for polymers, and relates to the technical field of cooling devices. A drying bed (3) for removing polymer moisture, a primary cooling device (1) for cooling, a secondary cooling device (2) with a refrigerator (203), a cyclone separator (4) for separating and exhausting air carrying materials after cooling and a storage box (5) for storing the materials; a second temperature sensor (306) is arranged in the secondary cooling area (303); a refrigerant valve (209) for controlling the amount of refrigerant entering is provided at the refrigerant inlet (207). The invention has the beneficial technical effects that: a two-stage cooling system is arranged, natural air and cooling air are combined for cooling, the cooling effect, cooling equipment and time cost factors are comprehensively considered, and dynamic adjustment and optimization of the cooling process are realized; natural wind and cooling wind are filtered and dehumidified, and basically have no other adverse effects on materials; and discharging after the temperature reduction is qualified through detection, and introducing no impurities and removing materials.)

一种聚合物用干燥床物料降温系统及其降温方法

技术领域

本发明涉及降温技术领域，特别涉及一种聚合物用干燥床物料降温系统及其降温方法，可以应用于聚丙烯酰胺干燥后降温工艺中。

背景技术

聚合物一般指高分子化合物，有天然高分子化合物和合成高分子化合物。在合成化学工业中，通常对于反应生成的聚合物，都需要进行干燥处理，干燥过程中，以热风或高温烘干为主，干燥后的聚合物内部温度与之前干燥的温度参数较为接近，需要降温，不能直接包装或进入到产品制造环节，目前，采取自然冷却降温，所需时间长，效率低。

发明内容

本发明提供一种聚合物用干燥床物料降温系统及其降温方法，设置两级降温系统，将自然风与冷却风降温相结合，综合考虑降温效果及降温设备、时间成本因素，实现降温工艺的动态调整及最优化，解决上述技术问题。

具体技术方案是一种聚合物用干燥床物料降温系统，包括：去除聚合物水分的干燥床，进行降温的一级降温装置和二级降温装置，对降温后夹带物料的空气分离排气的旋风分离器以及储存物料的储料箱；

干燥床依次设置干燥区、一级降温区、二级降温区和出料口；

一级降温装置中，第一进风口连接着自然风过滤器，自然风过滤器连接着第一引风机，第一引风机连接着自然风除湿机，自然风除湿机通过自然风管道连接着干燥床的一级降温区；

二级降温装置中，第二进风口连接着冷却风过滤器，冷却风过滤器连接着制冷机，制冷机连接着第二引风机，第二引风机连接着冷却风除湿机，冷却风除湿机通过冷却风管道连接着干燥床的二级降温区，在二级降温区中设置第二温度传感器，第二温度传感器显示的是二级降温区中物料的温度；制冷机上设置冷媒入口和冷媒出口，在冷媒入口处设置控制冷媒进入量的冷媒阀门；冷媒阀门全开时，对自然风的冷却能力最强，即冷却风的温度会更低，二级降温装置对物料的降温效果随之增强；

旋风分离器的下方设置物料出口，上方设置弯管状的排气口。在排气时，避免大气中有杂质落入到旋风分离器中；旋风分离器的作用就是使空气中的物料脱离出来，重新落下进入储料箱中。

将自然风除湿机和冷却风除湿机分别设置在一级降温装置和二级降温装置的后端，即邻近干燥床的位置，是为了保证通入到干燥床中用于降温的自然风和冷却风的含水量处于极低水平，基本不影响已经干燥过的聚合物的含水量。

进一步，在一级降温区中设置第一温度传感器，第一温度传感器安装在靠近二级降温区的位置；第二温度传感器安装在靠近出料口的位置。第一温度传感器显示的是一级降温区中物料的温度，并且第一温度传感器检测的物料温度更接近进入二级降温区物料的温度；第二温度传感器检测的物料温度更接近出料温度，低于30℃即可出料，而当温度高于30℃时，停止放料，继续降温。

进一步，第一温度传感器、第二温度传感器、第一引风机、第二引风机和冷媒阀门分别连接控制器。不连控制器时，工人根据第一温度传感器和第二温度传感器上的温度值，对第一引风机、第二引风机和冷媒阀门的开度进行人工调整；分别接入到控制器后，可以设置相关参数，进行自动调节控制。

一种聚合物用干燥床物料降温系统的降温方法，步骤如下：

S1、开启一级降温装置，第一引风机处于全开状态，同一批物料的一级降温装置工作时间为ta；

S2、根据第一温度传感器的温度值Ta进行，当Ta＞30℃时，按S3操作；当Ta≤30℃时，按S4操作；

S3、开启二级降温装置，第二引风机和冷媒阀门处于相同的开度状态工作，至第二温度传感器的温度值Tb≤30℃时，进行下一步，同一批物料的二级降温装置工作时间为tb，tb≤ta；

S4、关闭二级降温装置，将出料口打开，物料落入储料箱中；降温时，旋风分离器开启，气体自排气口排出，分离的物料自出口落入至储料箱中。

进一步，一级降温装置的工作时间为ta小于物料在干燥区的干燥时间。一般干燥时间为2h，降温时间以10分钟为一个单位进行调整。

以聚丙烯酰胺为例，胶体状聚丙烯酰胺含水量在70%以上，将其放入干燥床的干燥区中，通入热空气进行干燥，干燥后的聚丙烯酰胺含水量大大降低，可以控制在10%以下；此时，聚丙烯酰胺温度较高，需要降温。自然风内含有微尘等杂质，湿度也较高，需要对其进行过滤和除湿，可以利用自然风过滤器和自然风除湿机分别处理，由第一引风机将其引入到一级降温区，对推入到一级降温区的温度较高的聚丙烯酰胺进行初步降温；在二级降温装置中，向制冷机中通入冷媒，降低风的温度，能够加强降温效果，将推入到二级降温区的聚丙烯酰胺降至30℃。当第二温度传感器显示温度低于30℃时，可以打开出料口放料至储料箱；降温后的气体夹带少量物料进入到旋风分离器中，旋风分离器的作用就是使空气中的物料脱离出来，重新落下进入储料箱中，并排出体系中多余气体。

刚干燥完的聚丙烯酰胺与自然风之间的温差大，自然风有很好地降温效果，由于自然风无冷却成本，将第一引风机全开，最大程度利用自然风进行降温，而随着聚丙烯酰胺温度下降，自然风降温的效果会下降，同等降温时间中温度降低程度变小；在二级降温装置中，利用冷媒降低风的温度使之成为冷却风，冷却风与经过一级降温装置的聚丙烯酰胺温差较大，冷却风降温效果好，可以缩短降温时间。制冷需要成本，将一级降温装置和二级降温装置相结合，综合考虑了成本及降温效果。此外，在具体降温工艺中，还需要考虑整条生产线中各段时间的配合。

本发明有益技术效果：设置两级降温系统，将自然风与冷却风降温相结合，综合考虑降温效果及降温设备、时间成本因素，实现降温工艺的动态调整及最优化；自然风和冷却风经过过滤和除湿处理，对物料基本无其他不良影响；检测降温合格后放料，不引入杂质，不带走物料。

附图说明

图1为实施例1中聚合物用干燥床物料降温系统的示意图；

图2为实施例2中聚合物用干燥床物料降温系统的示意图；

图3为实施例2中聚合物用干燥床物料降温系统的控制部分连接示意图。

附图标记说明：

1、一级降温装置，2、二级降温装置，3、干燥床，4、旋风分离器，5、储料箱；

101、第一进风口，102、自然风过滤器，103、第一引风机，104、自然风除湿机，105、自然风管道；

201、第二进风口，202、冷却风过滤器，203、制冷机，204、第二引风机，205、冷却风除湿机，206、冷却风管道，207、冷媒入口，208、冷媒出口，209、冷媒阀门；

301、干燥区，302、一级降温区，303、二级降温区，304、出料口，305、第一温度传感器，306、第二温度传感器；

401、物料出口，402、排气口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1：图1，一种聚合物用干燥床物料降温系统，包括：去除聚合物水分的干燥床3，进行降温的一级降温装置1和二级降温装置2，对降温后夹带物料的空气分离排气的旋风分离器4以及储存物料的储料箱5；

干燥床3依次设置干燥区301、一级降温区302、二级降温区303和出料口304；

一级降温装置1中，第一进风口101连接着自然风过滤器102，自然风过滤器102连接着第一引风机103，第一引风机103连接着自然风除湿机104，自然风除湿机104通过自然风管道105连接着干燥床3的一级降温区302；

二级降温装置2中，第二进风口201连接着冷却风过滤器202，冷却风过滤器202连接着制冷机203，制冷机203连接着第二引风机204，第二引风机204连接着冷却风除湿机205，冷却风除湿机205通过冷却风管道206连接着干燥床3的二级降温区303，在二级降温区303中设置第二温度传感器306，第二温度传感器306显示的是二级降温区303中物料的温度；制冷机203上设置冷媒入口207和冷媒出口208，在冷媒入口207处设置控制冷媒进入量的冷媒阀门209；

旋风分离器4的下方设置物料出口401，上方设置弯管状的排气口402。在排气时，避免大气中有杂质落入到旋风分离器中；旋风分离器的作用就是使空气中的物料脱离出来，重新落下进入储料箱中。

降温方法，操作如下：开启一级降温装置1，第一引风机103处于全开状态，工作时间为ta；开启二级降温装置2，第二引风机204和冷媒阀门209处于相同的开度状态工作，至第二温度传感器306的温度值Tb≤30℃时，将出料口304打开，物料落入储料箱5中，二级降温装置2工作时间为tb，tb≤ta；降温时，旋风分离器4开启，气体自排气口402排出，分离的物料自出口401落入至储料箱5中。

实施例2：在实施例1中降温系统基础上，

图2，在一级降温区302中设置第一温度传感器305，第一温度传感器305安装在靠近二级降温区303的位置；第二温度传感器306安装在靠近出料口304的位置。

图3，第一温度传感器305、第二温度传感器306、第一引风机103、第二引风机204和冷媒阀门209分别连接控制器。不连控制器时，工人根据第一温度传感器305和第二温度传感器306上的温度值，对第一引风机103、第二引风机204和冷媒阀门209的开度进行人工调整；分别接入到控制器后，可以设置相关参数，进行自动调节控制。

一种聚合物用干燥床物料降温系统的降温方法，步骤如下：

S1、开启一级降温装置1，第一引风机103处于全开状态，工作时间为ta；

S2、根据第一温度传感器305的温度值Ta进行，当Ta＞30℃时，按S3操作；当Ta≤30℃时，按S4操作；

S3、开启二级降温装置2，第二引风机204和冷媒阀门209处于相同的开度状态工作，至第二温度传感器306的温度值Tb≤30℃时，进行下一步，二级降温装置2工作时间为tb，tb≤ta；

S4、关闭二级降温装置2，将出料口304打开，物料落入储料箱5中；降温时，旋风分离器4开启，气体自排气口402排出，分离的物料自出口401落入至储料箱5中。

一级降温装置1的工作时间为ta小于物料在干燥区301的干燥时间。一般干燥时间为2h，降温时间以10分钟为一个单位进行调整。冷媒温度在-5℃左右，ta在1-2h，tb在0-1h，第二引风机204和冷媒阀门209开度为60%。

当物料干燥温度升高或者季节转换引起自然风温度升高时，相同降温时间下，检测的Ta会偏高，此时，可以适当调大第二引风机204和冷媒阀门209开度，比如开度为80%，增大冷却风风量及其所带的总冷量，加大降温强度，以适应不同因素变化需求。

以一种极为重要的油田化学品——聚丙烯酰胺为例，聚丙烯酰胺作为润滑剂、悬浮剂、粘土稳定剂、驱油剂和增稠剂，在钻井、酸化、压裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中得到了广泛应用。聚丙烯酰胺是一种线型高分子聚合物，合成的聚丙烯酰胺是胶体状的，经过挤出机挤出的物料含水量在70%以上，通常需要将其置于干燥床上进行热风干燥处理，热风温度在70-120℃，干燥时间在2h左右；干燥后的聚丙烯酰胺物料温度在70-120℃间，取决于热风温度以及干燥时间，温度过高需要降温至30℃左右再进入下一道工序中。目前，采用自然冷却的方式降温，降温速度慢，所需时间长，影响后续生产。

胶体状聚丙烯酰胺含水量在70%以上，将其放入干燥床3的干燥区中，通入热空气进行干燥，干燥后的聚丙烯酰胺含水量大大降低，可以控制在10%以下；此时，聚丙烯酰胺温度较高，需要降温。自然风内含有微尘等杂质，湿度也较高，需要对其进行过滤和除湿，可以利用自然风过滤器102和自然风除湿机104分别处理，由第一引风机103将其引入到一级降温区302，对推入到一级降温区302的温度较高的聚丙烯酰胺进行初步降温；在二级降温装置2中，向制冷机203中通入冷媒，降低风的温度，能够加强降温效果，将推入到二级降温区303的聚丙烯酰胺降至30℃。当第二温度传感器306显示温度低于30℃时，可以打开出料口304放料至储料箱5；降温后的气体夹带少量物料进入到旋风分离器4中，旋风分离器4的作用就是使空气中的物料脱离出来，重新落下进入储料箱5中，并排出体系中多余气体。

刚干燥完的聚丙烯酰胺与自然风之间的温差大，自然风有很好地降温效果，由于自然风无冷却成本，将第一引风机103全开，最大程度利用自然风进行降温，而随着聚丙烯酰胺温度下降，自然风降温的效果会下降，同等降温时间中温度降低程度变小；在二级降温装置2中，利用冷媒降低风的温度使之成为冷却风，冷却风与经过一级降温装置1的聚丙烯酰胺温差较大，冷却风降温效果好，可以缩短降温时间。制冷需要成本，将一级降温装置1和二级降温装置2相结合，综合考虑了成本及降温效果。此外，在具体降温工艺中，还需要考虑整条生产线中各段时间的配合。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。