聚酯纤维生产技术-聚酯切片的干燥及工艺控制

聚酯切片的干燥与质量控制CONTENT切片的输送01切片干燥的目的02切片的干燥原理03切片干燥的设备04主要干燥系统的工艺控制05切片干燥流程01切片的输送切片输送示意图（风送式）（P24，图2-12）

切片输送示意图（脉冲式）（P24，图2-13）脉冲输送装置脉冲式输送的优点气流速度慢（Vmax为6m/s），产生的粉末量少，而压送式的气流速度最小需12m/s；输送的固气比大，输送密度高，耗气量小适合长距离输送尾气处理简单，不需要旋风分离器在管径相同的情况下，输送效率高运转稳定可靠，并能输送干切片工艺控制压力料斗受料压力料斗密封切片输送剩余压力排除3-5s1-2s15-18s1-2s压缩空气压力：0.59-0.98MPa02切片干燥的目的Loremipsumdolorsitamet

提高结晶度、软化点切片干燥的目的含水率批与批均匀除去水分1.除去水分含水率0.4%→常规纺＜50ppm，高速纺＜35ppm水→大分子酯键水解→聚合度↓→成品强度↓→气泡丝→毛丝→纺丝断头2.使含水率批与批均匀在纤维纺制时保证纤维质量均匀3.提高结晶度、软化点铸带（水中急剧冷却）→切片无定形→软化点↓（70℃软化粘结）→纺丝时螺杆挤压机入口环结堵料干燥→结晶度↑→软化点↑（230℃）03切片的干燥原理Loremipsumdolorsitamet1．水分脱出含水量=自由含水量+平衡含水量自由含水量：沾附在切片表面的水分——（易除去）平衡含水量：与PET分子中羰基和端羟基以氢键结合的水分——（不易除去）——抽真空、空气脱湿、提高温度→平衡含水量↓2．结晶切片温度＞玻璃化温度→无定形区结晶（预结晶——防止切片高温粘结+干燥）短时间干燥→切片表面结晶度＞切片内部结晶度预结晶温度↑→结晶效率↑→切片接触高温发生粘结（无定形区来不及结晶）→搅拌或用气流使切片沸腾切片干燥过程的结晶湿度湿度的概念是空气中含有水蒸气的多少。它有三种表示方法：

第一是绝对湿度，它表示每立方米空气中所含的水蒸气的量，单位是千克/立方米；

第二是含湿量，它表示每千克干空气所含有的水蒸气量，单位是千克/千克·干空气;

第三是相对湿度，表示空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值，得数是一个百分比。(也就是指在一定时间内，某处空气中所含水汽量与该气温下饱和水汽量的百分比。)

相对湿度用RH表示。相对湿度的定义是单位体积空气内实际所含的水气密度（用d1表示）和同温度下饱和水气密度（用d2表示）的百分比，即RH（%）=d1/d2x100%；另一种计算方法是：实际的空气水气压强（用p1表示）和同温度下饱和水气压强（用p2表示）的百分比，即RH（%）=p1/p2x100%。饱和空气：一定温度和压力下，一定数量的空气只能容纳一定限度的水蒸气。当一定数量的空气在该温度和压力下最大限度容纳水蒸气，这样的空气称饱和空气；未能最大限度容纳水蒸气，这样的空气称未饱和空气。假如空气已达到饱和状态，人为的把温度下降，这时的空气进入一个过饱和状态，水蒸气开始以结露的形式从空气中分离出来变成液态水。露点温度露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。测得露点温度，就可以从水蒸气的饱和含量表中查得其水蒸气含量。由于温度降低过程中水蒸气含量并没有改变，因此，测定露点实际上就是测定了空气中的绝对湿度。如果露点越低，表示空气中的水分含量越少。露点可用专用的露点仪测定。例如，空气经干燥器后的露点为-50℃，与-50℃对应的饱和水分含量为0.038g/m3，说明空气中尚含有这些水分。如果露点为-60℃，则饱和水分含量为0.011g/m3。露点越低，说明干燥程度越高。

无热再生式吸附干燥器工作原理PSW型无热再生干燥装置利用变压吸附原理,干燥剂在压力下吸附水份,在减压下解吸水份。无热再生干燥装置采用双塔式,一塔工作吸附时,另一塔进行再生，A、B干燥塔交替工作和再生。工作程序为时间控制，5分钟切换,10分钟为一个工作周期。工作程序共分为工作、再生、充压、均压、待再生5个过程。干燥塔工作时,压力升高,空气中的水蒸气分压亦相应提高,当通过干燥剂(活性氧化铝)床层时,被干燥剂吸附,使干燥剂表面水蒸气分压逐渐提高,达到平衡,这就是吸附工作过程,使压缩空气得到干燥。干燥塔再生时,当塔内空气压力突然降低,水蒸气的分压也同样降低,吸附在干燥剂的水蒸气亦转移到空气中,再生过程就是通过限流孔板,控制小部分的干燥气流(占处理量的15％)膨胀到大气压,从上而下对干燥剂进行反吹,水蒸气随反吹气流从消音器排到机外，使干燥剂脱附。再生4分钟后,排空阀关闭,再生塔通过限流孔板进行充压,使塔内压力上升,与工作塔平衡,再生结束,转换到工作吸附。

特点：①10分钟标准循环②压力露点－40℃③再生耗气量≤14%④压力损失≤0.02MPa⑤可靠的各种阀门部件⑥精心设计的消音系统，使再生噪音≤72db(A)微热再生式吸附干燥器

工作原理概述

PSR型微热再生干燥机是根据变压、变温吸附原理，充分利用吸附剂在高压、低温下吸附，低压、高温下脱附的特性，提高单位质量内的吸附剂的吸附量，从而达到深度干燥压缩空气的目的。它具有无热再生（PSA法）吸干机结构简单，自动化程度高和有热再生（TSA法）吸干机耗气量少，深度解吸之优点。能够避免无热再生吸干机耗气量大、切换频繁和有热再生吸干机结构庞大复杂、耗电量大的弱点，其综合指标具有明显的优势。PSR型微热再生吸干机采用双塔结构，一塔在高压、常温下吸附空气中的水分，另一塔在低压、高温下用部份干燥空气使吸附塔中的吸附剂再生，经过一定时间，两塔切换，这样就保证了干燥压缩空气的连续供应。每个塔的实际工作过程分为三个阶段：吸附——再生（包括加热再生和冷却再生）——充压。

干燥过程伴随的化学反应干燥过程中，PET在高温下伴随着部分化学应：1.热裂解2.热氧化降解3.热水解等反应4.大分子的缩聚反应（固相缩聚）1.热降解2.热氧化凝胶的生成3.热氧化降解4.高温水解5.固相聚合温度180～250℃,一般>215℃04切片干燥的设备Loremipsumdolorsitamet转鼓真空干燥机：VC351、VC352、VC353型①结构：转鼓+真空系统+加热系统1.转鼓真空干燥机图VC353真空转鼓干燥机1—冷却桶2—除尘桶3—加热夹套*转鼓：夹套（通加热蒸气）+25o倾角（出料+切片在鼓内翻滚加热均匀）*真空系统：真空泵（蒸气喷射泵、机械真空泵、水喷射泵）+粉末分离器（保护真空泵、防止真空管路堵塞）*加热系统：水蒸气、油②干燥工艺：*升温阶段：切片脱去大部分水（表面水）→预结晶→软化点↑升温时间4～6h；蒸汽压力从0～196kPa或0～392kPa；鼓内中心温度从50℃～115℃或50℃～150℃；真空度不低于98.6kPa；工艺控制：切片初始受热温度和升温速度、真空度、时间切片初始受热温度↑↑、升温速度↑↑→切片软化点较低而表面软化（无定形）→粘结和黏附在鼓壁上真空度↓→脱去水↓*保温阶段：切片脱去内部水和提高结晶度、软化点时间6～8h；蒸汽压力维持196～392kPa；鼓内中心温度维持120℃～150℃；真空度不低于98.6kPa；2．连续式干燥设备：

（1）回转——充填干燥机①结构：与VD406涤纶短纤维纺丝机配套*前段：切片输送系统+回转干燥机（热空气+湿切片→蒸发的水分被热空气带走）*后段：切片输送系统+充填干燥机（减湿热压缩空气+切片→逆流传热→切片悬浮而不翻腾→切片柱塞式整体下降→蒸发的水分被减湿热压缩空气带走）回转一充填组合干燥工艺流程图1—混合料仓；2—上部切片料斗；3—回转式干燥机；4—下部切片料斗5—旋风分离器；6—第三料斗；7—充填式干燥机②干燥工艺：*前段：回转圆筒干燥分机风量350m3/min，风压2.3kPa，风温165～180℃，干燥时间3h*后段：充填干燥机风量12m3/min，风压133.3kPa，风温180℃，干燥时间1h（2）BM式预结晶——干燥装置：布勒——美阿格（B·M）公司沸腾式预结晶器（有间歇式和连续式两种）+连续式充填干燥器+热风系统1—氯化锂脱湿机；2—干燥风机；3—热管式省热器；4—高效过滤器；5—电加热器；6—气缝式充填干燥机；7—旋涡式预结晶器；8—旋风分离器；9—粉尘箱；10一顶结晶风机；11一电加热器；12—计量涌图旋涡式预结晶和气缝式充填干燥机工艺流程图（BM）*预结晶器：间歇式沸腾床图旋涡式预结晶器示意图1—进料口和进气口；2—杠杆；3—气杠；4—排气口；5—锥形帽；6—中心杆；7—撞击棒；8—隔板阀；9—出料口预结晶器换向阀处于“进风”、“进料”位置→进料→切片随高速气流向上升起→（预结晶器上部扩大）→风速↓→切片受到的悬浮力↓→切片向下降落→高速气流→切片上升→循环→切片呈沸腾状态→切片受热面积大→传热好→10min预结晶→预结晶器换向阀转换到“干燥”（出料）位置→切片落入干燥踏进料仓气流控制的振动装置使撞击棒打碎粘结的切片+锥形帽（阻挡切片飞出）*干燥机：气缝式充填干燥机，切片自上而下在风管间落下。它是由若干节（一般四节）长方体叠合而成，每节干燥仓由若干组纵向交错排列着的三棱形风管组成。右风道为进风道，左风道为出风道，中间有六组风管。其中1、3、5与右风道相通（左端密封），称为进风管；2、4、6与左风道相通（右端密封），称为出风管。干热空气流（160～170℃）从进风口入右风道，分三路同时进入1、3、5风管内，并从这些管的底部长条形开口缝溢出，转向上，穿透切片层面上升，继而从2、4、6出风管下部长条形开口处进入，汇集于左风道，并进入第二节干燥仓。第二节干燥仓与第一节相同，但风向进出与第一节相反，即左风道是进风道，右风道为出风道。图气缝式充填干燥机的气体流动示意图*热风系统：预结晶热风：干燥塔和预结晶器的混合回风→旋风分离器→预结晶加热器→预结晶器干燥塔热风：新鲜空气→脱湿器→热管式热交换器预热→热空气过滤器→加热器→160～170℃→充填干燥机→热空气在充填干燥机各节中的流向和切片移动方向垂直→最后在其上都侧向排出。

——连续式预结晶BM式干燥装置*预结晶器：连续式沸腾床l—进气口；2—空气柜；3—孔板；4—上干燥；5—进料口；6—排气口7—视镜；8—可调挡板；9—出料口；10—振动弹簧；11—振动电机图卧式沸腾床BM连续预结晶装置示意图切片→多孔板（热风从孔吹出）→切片呈沸腾状态→切片在预结晶器内停留时间由多孔板的倾斜度控制*干燥机：与间歇式基本相同*热风系统：预结晶热风：单独循环系统：离开预结晶器的回风（预结晶器出口处补进新鲜风2%～5%）→旋风分离器→风机（放空部分回风2%～5%：防止循环风中含湿量太大）→加热器→预结晶器干燥塔热风：离开干燥塔的回风→热交换器→脱湿器→加热器→干燥塔→→放空（3）KF式预结晶——干燥装置：德国卡尔菲休（KARLFISCHER）公司（4）吉玛式预结晶——干燥装置：德国ZIMMER（5）钟纺预结晶——干燥装置：日本（6）帝人预结晶——干燥装置：日本（7）川田预结晶——干燥装置：日本（8）奈良干燥装置：日本KAWATA（9）多纶预结晶——干燥装置：深圳（10）来新预结晶——干燥装置：英国ROSIN05主要干燥系统的工艺控制Loremipsumdolorsitamet1．温度：T↑→干燥速率↑→干燥时间↓→干燥后切片含水率↓→切片粘结、大分子降解*预结晶＜170℃：沸腾床预结晶器160～180℃（因切片不易粘结），8～15min搅拌式充填预结晶器120～140℃（切片与热空气逆流传热），1～5h转鼓预结晶器＜120℃（靠旋转自然搅拌），4～5h*干燥＜180℃