一種聚氨酯降解系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚氨酯降解系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]聚氨酯材料現(xiàn)今已得到廣泛應(yīng)用的聚合物材料。然而，由于聚氨酯自身很難自然降解，大量的廢棄物會(huì)給環(huán)境帶來(lái)巨大壓力?；瘜W(xué)降解法是處理廢棄聚氨酯材料的有效方法之一O
[0003]例如，一種現(xiàn)有技術(shù)的聚氨酯降解方法通過(guò)將廢棄聚氨酯材料在堿性溶液中降解，以獲取熱固性氨基樹(shù)脂。過(guò)程中使用可循環(huán)利用的低沸點(diǎn)溶劑，并嚴(yán)格控制降解溫度，以避免釋放毒性物質(zhì)。
[0004]然而，針對(duì)量產(chǎn)需求，采用針對(duì)性設(shè)計(jì)的專用化工機(jī)械設(shè)備，可以提高工藝過(guò)程的效率和產(chǎn)率。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種聚氨酯降解系統(tǒng)，用于對(duì)聚氨酯的化學(xué)降解處理，以提高聚氨酯降解工藝的效率和產(chǎn)率。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:
[0007]—種聚氨酯降解系統(tǒng)，包括按照料流方向依次連通的:進(jìn)料裝置、降解裝置、靜置裝置和出料裝置，其中所述進(jìn)料裝置包括進(jìn)料螺桿和進(jìn)料腔，所述進(jìn)料螺桿進(jìn)料至所述進(jìn)料腔中；所述降解裝置包括通過(guò)連通管串聯(lián)的第一降解槽和至少一個(gè)第二降解槽，以及設(shè)于每個(gè)降解槽中的渦流攪拌器，所述進(jìn)料腔位于所述渦流攪拌器上方;所述靜置裝置包括靜置槽，所述靜置槽通過(guò)連通管與所述降解裝置連通;所述出料裝置包括出料螺桿和出料口，所述出料螺桿設(shè)置于所述靜置槽上部，以將所述靜置槽上部的降解產(chǎn)物運(yùn)至出料口。
[0008]—些實(shí)施例中，所述進(jìn)料裝置還包括用于監(jiān)測(cè)第一降解槽內(nèi)物料液面的液面監(jiān)測(cè)器，所述液面監(jiān)測(cè)器的輸出控制所述進(jìn)料螺桿的驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。
[0009]—些實(shí)施例中，所述液面監(jiān)測(cè)器包括設(shè)于所述第一降解槽內(nèi)的浮球，以及連接到所述浮球并控制所述進(jìn)料螺桿的驅(qū)動(dòng)器的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述浮球浮于物料液面上。
[0010]—些實(shí)施例中，所述第一降解槽中還設(shè)有回流栗送裝置，包括位于所述第一降解槽底部的回流栗，以及從所述回流栗通至所述進(jìn)料腔下方的回流管。
[0011]—些實(shí)施例中，每個(gè)降解槽內(nèi)還安裝有高剪切乳化機(jī)。
[0012]—些實(shí)施例中，所述高剪切乳化機(jī)為多階高剪切乳化機(jī)，包括沿主軸設(shè)置的至少2
套定轉(zhuǎn)子。
[0013]—些實(shí)施例中，所述多階高剪切乳化機(jī)包括沿主軸等距設(shè)置的3套定轉(zhuǎn)子。
[0014]一些實(shí)施例中，所述高剪切乳化機(jī)還包括T型三通，所述高剪切乳化機(jī)的主軸套設(shè)于所述T型三通的T尾側(cè)內(nèi)，所述T型三通的直通側(cè)與連通管連通。
[0015]一些實(shí)施例中，所述T型三通的直通側(cè)還設(shè)置有閘門(mén)。
[0016]—些實(shí)施例中，所述聚氨酯降解系統(tǒng)還包括清泥裝置，所述清泥裝置包括連通在第一降解槽、至少一個(gè)第二降解槽、靜置槽底部的清泥管，設(shè)置于所述清泥管內(nèi)的運(yùn)泥螺桿，以及排泥口。
[0017]—些實(shí)施例中，所述第一降解槽、所述至少一個(gè)第二降解槽、所述靜置槽的底部為錐形。
[0018]—些實(shí)施例中，所述渦流攪拌器的驅(qū)動(dòng)器、高剪切乳化機(jī)的驅(qū)動(dòng)器設(shè)置于所述降解槽的外部。
[0019]—些實(shí)施例中，所述進(jìn)料螺桿、出料螺桿、運(yùn)泥螺桿的驅(qū)動(dòng)器設(shè)置于物料液面高度以上。
[0020]本實(shí)用新型的聚氨酯降解系統(tǒng)通過(guò)串聯(lián)設(shè)置多個(gè)降解槽，使得聚氨酯在其中依序進(jìn)行各階段的降解反應(yīng)，能夠截?cái)辔唇到獾木郯滨チ鞯匠隽峡诘目赡?，極大地提高降解效率。
【【附圖說(shuō)明】】
[0021 ]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的高剪切乳化機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的聚氨酯降解系統(tǒng)中高剪切乳化機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的聚氨酯降解系統(tǒng)中高剪切乳化機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的聚氨酯降解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記:
[0026]101-驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；102-攪拌葉片；103-定子；104-轉(zhuǎn)子；201-驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；202-攪拌葉片；203-定子；204-轉(zhuǎn)子;301-驅(qū)動(dòng)馬達(dá);302-攪拌葉片；303-定子；304-轉(zhuǎn)子;305-T型三通；306-閘門(mén)；41-進(jìn)料裝置;411-進(jìn)料螺桿;412-進(jìn)料腔；42-降解裝置;4211-第一降解槽；4212-第二降解槽;422-渦流攪拌器;423-槽蓋;424-高剪切乳化機(jī);43-靜置裝置;44-出料裝置;441-出料螺桿;442出料口；45-回流栗送裝置;451-回流栗；452-回流管;46-清泥裝置;461-清泥管;462-運(yùn)泥螺桿;463-排泥口。
【【具體實(shí)施方式】】
[0027]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0028]現(xiàn)有技術(shù)的聚氨酯化學(xué)降解工藝一般涉及幾個(gè)主要過(guò)程，依次為聚氨酯物料的沾濕、沒(méi)入、絞碎、降解、乳化、分流、懸浮、凝聚，以及最終的出料。
[0029]然而，本實(shí)用新型人在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于降解槽中降解液為水基，比重約為1.4，而聚氨酯物料絕大多數(shù)是疏水性，比重小于1.05，兩者混合不易，導(dǎo)致降解效率低下。此外，降解反應(yīng)通常需要在超過(guò)115°C的溫度進(jìn)行，才能滿足工業(yè)化量產(chǎn)的需求，然而這樣的溫度常常導(dǎo)致聚氨酯顆粒結(jié)團(tuán)，導(dǎo)致降解不徹底。而且，由于降解反應(yīng)為液固反應(yīng)，需要保持固態(tài)聚氨酯與液態(tài)降解液兩者之間持續(xù)的接觸。然而，降解產(chǎn)物通常粘度高，且為親油性，降解反應(yīng)后會(huì)黏滯在尚未降解的聚氨酯物料表面，阻礙了反應(yīng)物的接觸。因此，必須將降解產(chǎn)物盡早從聚氨酯表面剝離，并取出離開(kāi)降解系統(tǒng)，以避免其阻礙降解反應(yīng)的進(jìn)行。
[0030]基于以上，本實(shí)用新型人針對(duì)性地設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的聚氨酯降解系統(tǒng)。如圖4所示，示意性地示出本實(shí)用新型的聚氨酯降解系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。
[0031]大體上，該聚氨酯降解系統(tǒng)包括四個(gè)主要部分，沿物料流向依次為:進(jìn)料裝置41、降解裝置42、靜置裝置43和出料裝置44。聚氨酯物料從進(jìn)料裝置41進(jìn)料，在降解裝置42中與降解液混合進(jìn)行降解，隨后在靜置裝置43中分流，經(jīng)出料裝置44出料。
[0032]進(jìn)料裝置41包括進(jìn)料螺桿411和進(jìn)料腔412。進(jìn)料螺桿411將經(jīng)破碎處理的聚氨酯碎肩物料進(jìn)料至進(jìn)料腔412中。
[0033]降解裝置42包括多個(gè)串聯(lián)的降解槽，在圖示的實(shí)施例中，使用了兩個(gè)降解槽:第一降解槽4211和第二降解槽4212，兩者通過(guò)連通管連通。應(yīng)理解，這僅為示范性的，本實(shí)用新型的聚氨酯降解系統(tǒng)還可以包括更多個(gè)降解槽，例如三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)等等。在第一降解槽4211中經(jīng)一級(jí)降解的物料被送至第二降解槽4212中繼續(xù)進(jìn)一步降解。如此通過(guò)設(shè)置串聯(lián)的多個(gè)降解槽，可以使聚氨酯物料經(jīng)歷多級(jí)降解，避免因降解產(chǎn)物黏滯在尚未降解的聚氨酯物料表面而阻礙進(jìn)一步反應(yīng)，促進(jìn)降解產(chǎn)物從聚氨酯表面剝離，以促使降解充分。
[0034]每個(gè)降解槽中都設(shè)有渦流攪拌器422，用于通過(guò)渦流攪拌，使進(jìn)料的聚氨酯碎肩從進(jìn)入降解槽開(kāi)始，即能夠迅速沾濕，沒(méi)入降解槽中的降解液中，實(shí)現(xiàn)與降解液的均勻混合，避免在液面上結(jié)團(tuán)而妨礙降解過(guò)程。
[0035]在圖示的實(shí)施例中，渦流攪拌器422安裝在降解槽的槽蓋423上，并且位于降解槽的中部，這樣的設(shè)計(jì)非常有利于物料均勻混合，消除降解槽中的流動(dòng)死角，減少物料結(jié)團(tuán)的可能性。
[0036]進(jìn)料裝置41的進(jìn)料腔412位于渦流攪拌器422的正上方。這樣的設(shè)計(jì)使得進(jìn)料的聚氨酯物料能集中落在降解液經(jīng)攪拌而形成的漩渦之中，有利于聚氨酯物料迅速?zèng)]入降解液，避免漂浮的碎削流入降解槽內(nèi)的靜置區(qū)，造成積存或堵塞。從而進(jìn)一步促進(jìn)混合，減少物料結(jié)團(tuán)，提高降解的徹底性。
[0037]經(jīng)降解的液體物料隨后進(jìn)入降解裝置43，降解裝置43包括與第二降解槽通過(guò)連通管連通的降解槽。降解產(chǎn)物為油包水(W/0)乳化態(tài)，比重較小(例如通常為1.0-1.05)，因此能夠通過(guò)在靜置裝置43中靜置而懸浮結(jié)團(tuán)于上層，實(shí)現(xiàn)與降解液的油水分離。
[0038]最后通過(guò)出料裝置44將浮于降解槽上部的降解產(chǎn)物取出收集。出料裝置44包括設(shè)置在靜置槽上部的出料螺桿441和出料口 442。浮于上層的降解產(chǎn)物油包水乳液經(jīng)出料螺桿441被運(yùn)送至出料口 442。
[0039]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的聚氨酯降解系統(tǒng)中，進(jìn)料裝置41還可以包括液面監(jiān)測(cè)器，其輸出連接到進(jìn)料螺桿411的驅(qū)動(dòng)器，以控制驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。亦即，采用了回受控制式進(jìn)料螺桿411，基于降解槽內(nèi)物料液面高度，控制進(jìn)料螺桿411的進(jìn)料操作。從而可以自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)料速度、進(jìn)料量。避免堵塞降解槽，弓I發(fā)故障甚至事故。
[0040]例如，在一個(gè)具體實(shí)施例中，液面監(jiān)測(cè)器可以包括設(shè)于第一降解槽4211內(nèi)的浮球，該浮球浮于降解槽4211內(nèi)的物料液面上。浮球連接有微動(dòng)開(kāi)關(guān)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)連接并控制進(jìn)料螺桿411的驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)浮球受液面流動(dòng)牽扯時(shí)，即傳訊進(jìn)料螺桿啟動(dòng)進(jìn)料；當(dāng)浮球無(wú)法受液面流動(dòng)牽扯時(shí)，即傳訊進(jìn)料螺桿停止進(jìn)料。每當(dāng)進(jìn)料開(kāi)啟或停止時(shí)，即開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)操過(guò)設(shè)定，表示系統(tǒng)運(yùn)行異常，即呼叫操作人員前來(lái)視察排除。
[0041]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的聚氨酯降解系統(tǒng)中，第一降解槽4211中還設(shè)有回流栗送裝置45，包括回流栗451和回流管452?；亓骼?51設(shè)于第一降解槽4211的底部，回流管452從回流栗451通至進(jìn)料腔412。
[0042]回流栗送裝置45的設(shè)置能夠?qū)⒔到庖豪跛椭吝M(jìn)料腔412下方，利用沖擊液流使進(jìn)料的聚氨酯迅速沾濕，并沒(méi)入降解液中進(jìn)行降解反應(yīng)。如圖4中所示，回流的降解液呈數(shù)道液柱的型態(tài)激射向降解液面，進(jìn)一步促進(jìn)了物料的均勻混合，提高降解效率?；亓骼?51例如可以為鉸刀栗，其能夠?qū)⒔到庖褐锌赡艽嬖诘慕Y(jié)團(tuán)的聚氨酯打散。
[0043]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的聚氨酯降解系統(tǒng)中，每個(gè)降解槽中還可以設(shè)有高剪切乳化機(jī)424。高剪切乳化機(jī)可以剪切攪碎聚氨酯、乳化降解產(chǎn)物，并以其離心力將物料送至下一級(jí)降解槽421以供進(jìn)一步降解，或送至靜置槽43中靜置分離。
[0044]本實(shí)用新型通過(guò)在降解槽中設(shè)置高剪切乳化機(jī)，使得能夠在降解槽中對(duì)聚氨酯采取強(qiáng)力破碎粉化，使聚氨酯不斷地產(chǎn)生新的表面以與降解液接觸，進(jìn)而使降解反應(yīng)持續(xù)的進(jìn)行。并且以高剪切流動(dòng)對(duì)降解產(chǎn)物采取乳化的措施，使其有效地從聚氨酯表面剝離。而且，高剪切乳化機(jī)的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，除了滿足破碎及乳化功能，尚有離心攪拌之能力，能夠?qū)⑽锪贤ㄟ^(guò)離心力送至下一處理結(jié)構(gòu)或階段。
[0045]本實(shí)用新型的聚氨酯降解系統(tǒng)可以使用現(xiàn)有技術(shù)的高剪切乳化機(jī)，例如圖1中所示的；也可以使用本實(shí)用新型人改進(jìn)的高剪切乳化機(jī)，如圖2、圖3中