制膠生產配套
設備較多,如圖1表示。主要的有
反應釜、原料儲罐、計量儀器、
冷卻設施等,現針對目前現有的制膠設備做一概述。
1 反應釜
反應釜是制膠生產的主要設備。常見的反應釜容積在0.5-5ｍ3,而且大多以耐酸搪瓷材料為內襯,由于搪瓷面容易產生裂瓷,嚴禁用
金屬工具等硬物敲打瓷面,給安裝、使用和檢修帶來不便,其優點是價格比較便宜。這種釜體為帶
夾層的圓柱體,橢圓底,頂蓋為帶有若干孔口的球面體,用
緊固件通過法蘭將兩者聯結成整體。反應釜在正常情況下是與大氣相通的,用于生產
脫水膠和采用
真空進料的反應釜,承受的負壓一般不超過0.1ＭＰａ,釜壁厚度一般為8-16ｍｍ,外壁厚為5-10ｍｍ,反應釜的容積越大,壁越厚。夾層內承受的蒸汽或冷卻水壓力一般不超過0.3ＭＰａ。攪拌器位于反應釜的中央,其結構形式有錨式,槳式和框式結構等,采用錨式結構的較多,它能使物料上下層和
平面層均勻地混合,攪拌器的轉速一般在40—100ｒ/ｍｉｎ之內,轉速快,雖然攪拌效率高,但是容易產生泡沫。攪拌器的轉動由電動機通過減速機帶動。減速機的型式以蝸輪減速機為多,其特點是結構簡單、傳動平穩、維修方便,目前較理想的減速裝置是擺輪針線減速器,由于其結構緊湊、體積小、使用壽命長而得到普遍歡迎。
目前,有一種
不銹鋼反應釜,容量可大至10ｍ3,內置有冷卻和
加熱盤管,
熱交換效果較之夾層要好得多,生產效率較高,但是造價也高,對產膠大戶可以考慮此種反應釜,制造、檢修都較方便,但是在操作上需要較高的水平,由于反應不易控制,相關的冷卻設施要跟上。有些
膠粘劑,由于雜質或
金屬離子會影響其聚合反應的正常進行,所以要求所有的管路、閥
門和反應釜等應由
不銹鋼或耐酸搪瓷制造以保證產品質量。
2 甲醛和膠粘劑儲罐
甲醛溶液一般含有37%的甲醛和12%的甲醇
阻聚劑,由于甲酸的存在,具有一定的
腐蝕性,所以,甲醛儲罐用
耐腐蝕性較好的不銹
鋼材料,并要定期進行
防腐處理。甲醛溶液在低溫狀況下容易聚合成多聚甲醛,造成使用上的困難,所以甲醛儲罐應有
保溫設施,但儲罐溫度又不能太高,溫度高,甲醛溶液中的甲酸含量會增高,由于甲酸具有腐蝕性,容易造成儲罐局部腐蝕穿孔,兩者都會造成使用上的不方便和不經濟。膠粘劑儲罐較多采用不銹鋼材料,冬季和北方地區還要考慮膠粘劑儲存對溫度的要求,一般要外敷
保溫層。
3 燒堿儲罐
燒堿是膠粘劑生產不可缺少的一種化工原料,可以作為
催化劑使用,也可用來調節反應液的ｐＨ值。由于其具有腐蝕性,所以儲罐、管道堵塞時檢修不方便。堵塞是由于鹽析所造成的,冬季和北方地區可以考慮燒堿儲罐的保溫問題。儲罐長期使用要定期進行清罐,以減少因鹽析而造成堵塞的可能性。
4 計量儀器
以前的制膠廠家,原料的計量用磅秤來完成,這樣造成的誤差極大,不能保證原料配比的準確性。目前,電子秤已較為普遍地用在制膠生產的原料進料計量上,可以減少人為引起的誤差,使原料配比更加準確,甲醛、尿素、苯酚等都可以進行準確計量,減少了操作上的誤差,從根本上保證了產品和生產的
穩定性。
5 苯酚儲罐和真空泵
苯酚常溫下為無色針狀結晶或白色結晶熔塊。皮膚接觸苯酚水溶液或純苯酚時,會引起麻醉中毒,并變成潰瘍,具有強烈的腐蝕性,使用上要特別注意。使用前,要將鐵桶裝苯酚放在蒸煮池內先進行熔解,然后由水環真空泵抽入保溫的中轉罐或反應釜內;苯酚管道和中轉罐要外敷保溫層,通人蒸汽進行保溫,保證管道不會堵結。真空泵是使反應系統形成負壓的設備,常用的類型有活塞式、水環式、旋片式等。旋片式真空泵適合于實驗室和小容量反應釜使用,由于水環真空泵結構簡單、使用方便、
耐久性強,可以抽腐蝕性氣體],在生產上采用較多。
6 冷卻設施
制膠生產都是在一定的溫度下進行的,膠液的儲存對溫度也有一定的要求.所以制膠生產的冷卻設施對控制膠粘劑質量有一定的影響,尤其在夏季,由于氣溫高,循環冷卻水溫高,致使膠液冷卻較慢,生產效率低下。所以,冷卻用水可根據水源情況,采用直接排放,也可在反應釜內設置冷卻盤管,加強冷卻效果,根據需要,有時還要用冷凍水進行冷卻,這樣,還要增加冷凍機組系統,這就要增加企業投資。
冷凝器是用來冷凝反應液中蒸發出來的蒸汽及揮發出來的反應物,使之回流到反應釜中,繼續參加反應,以保證反應液中各種原料配比等條件保持不變,增加
樹脂得率,保證樹脂質量,減少環境污染。冷凝器的類型有蛇管式、夾套式、套管式、列管式等。由于列管式冷凝器具有體積小、傳熱面積大、拆裝方便等優點,在制膠生產中被普遍利用。對于生產脫水膠,蒸汽上升管道上要裝有除霧器,防止膠液脫除而粘附在冷凝器上,降低換熱效果和生產效率。
7 通風要求
膠粘劑生產所用的化工原料氣體大多為有毒、有害氣體,所以操作環境的通風要求較高。設備在長期的使用中,也會發生泄漏、膠液噴鍋等異常現象。除對廠房設計和設備安裝有所要求外,較好的解決空氣污染問題的辦法,是在反應釜上方安裝抽風裝置,這樣可以大大地減少有毒、有害氣體對人體的傷害。
8 化驗臺的設置和廢水處理設施
廢水處理是制膠生產企業的一大難題。由于揮發酚和甲醛含量超標,在目前重視環保和提倡清潔生產的條件下,企業不得不花費巨資去處理廢水,而且往往由于技術處理上的不成熟,還得不到理想的效果。根本的解決辦法是采取堵源截流、回收利用的辦法。制膠廠家可在反應釜邊設置化驗臺,并通過撓性管與反應釜相接,化驗樣膠直接回鍋,清洗化驗儀器的廢水回流至反應釜中作為生產工藝水使用,這從根本上限制了操作人員使用的水量,減少了污染。在生產脫水膠的過程中,如何處理富含甲醛和其它有害成份的餾出水和生產廢水,成為需要迫切解決的問題。
目前,國內有些膠粘劑生產廠家,采用活性炭吸附技術處理含醛、含酚和含苯廢水,但效果并不理想。主要的問題是要經常更換作為吸附床層的活性炭和再生處理已經失效的活性炭,這勢必增加企業的成本負擔。環保設施作為企業生產的一項重要內容,已經越來越受到人們的重視。
9 溫度監控和自動化控制技術
膠粘劑的質量除與原料質量有關外,反應溫度也是主要影響因素之一。以前的制膠生產絕大多數是依靠現場溫度計顯示溫度,其不足之處是造成生產控制滯后,影響控制質量。目前的技術水平可以將溫度與氣動閥門進行聯動,并將溫度數據傳輸到電腦,可以設置自動操作系統,對溫度進行遙控和顯示,大大地提高操作系統的自動化程度。并且利用電腦監控系統采集的數據和曲線,可以對生產過程進行統計、分析和比較,確定較好的生產狀態和參數。同樣,各配比原料的重量也可以通過電腦設置來進行控制,減少人為操作的失誤。
在國內,膠粘劑生產多使用間歇式反應釜,間歇式生產由于是單釜生產;靈活性大,適用于多品種膠粘劑的生產,但生產效率低。如果能解決ｐＨ值和
粘度值在工業化生產中進行不間斷測定的有關技術問題,那么,膠粘劑連續化生產就可以完全實現,生產技術的自動化程度就可以大大提高。膠粘劑生產的發展趨向是在現有生產設備的條件下,利用自動化控制技術,進行連續化的清潔生產。
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