本發(fā)明屬于高分子聚合物設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種聚丙烯腈淤漿脫單裝置及脫單方法。

背景技術(shù)：

1、聚丙烯腈(pan)?基碳纖維作為目前高強(qiáng)度碳纖維的主要類型，近年來已經(jīng)發(fā)展為產(chǎn)量大、應(yīng)用最廣的碳纖維類型。高品質(zhì)碳纖維原絲是制備高性能pan基碳纖維的重要前提，然而聚合后的pan中會有乙腈(an)單體殘余，如果在聚丙烯腈聚合液中的an單體殘留量較大，則后續(xù)的脫泡過程中殘留單體an會進(jìn)一步發(fā)生聚合反應(yīng)從而導(dǎo)致原絲的紡絲液固含量不穩(wěn)定，出現(xiàn)原絲質(zhì)量離散性較大的問題。所以在pan原絲的制備過程中，對于an的脫單處理是決定最終pan基碳纖維質(zhì)量的關(guān)鍵工序。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，pan紡絲原液的脫單處理大都采用脫單釜或脫單塔裝備，然而，一方面，脫單釜結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)一般為一體結(jié)構(gòu)或組合型，且塔釜內(nèi)部的原液延展或流變特性的控制裝備多為一體性結(jié)構(gòu)，其維護(hù)或清洗較為困難；另一方面，利用現(xiàn)有設(shè)備提供的條件進(jìn)行脫單時(shí)，pan易隨an單體揮發(fā)，導(dǎo)致固含量不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種聚丙烯腈淤漿脫單裝置及脫單方法，能夠避免聚丙烯腈揮發(fā)和高效脫單。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下所示：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N聚丙烯腈淤漿脫單裝置，包括乙腈分離單元、蒸騰pan捕捉單元和淤漿排出單元，乙腈分離單元包括主體罐和第一塔板，多組第一塔板呈交錯式排列布置在主體罐內(nèi)，主體罐上設(shè)置有淤漿入口管路、蒸汽入口管路、抽真空管路和溫控夾套，溫控夾套包覆在主體罐外周，抽真空管路用于控制主體罐內(nèi)壓力，淤漿入口管路設(shè)置在蒸汽入口管路上方；蒸騰pan捕捉單元包括上輔罐和噴淋裝置，上輔罐連接在主體罐上方，上輔罐內(nèi)設(shè)置有噴淋裝置，上輔罐頂部設(shè)置有單體混合蒸汽出口管路；淤漿排出單元包括下輔罐，下輔罐連接在主體罐下方，下輔罐上設(shè)置有淤漿出口管路。

4、可選地，所述第一塔板包括水平圓缺板，所述水平圓缺板的圓弧邊與主罐體內(nèi)壁接觸，所述水平圓缺板圓缺部分角度為90°-170°。

5、可選地，所述水平圓缺板上可拆卸設(shè)置有斜擋板，所述斜擋板與水平圓缺板間夾角為10°-60°，所述水平圓缺板上開設(shè)有排氣孔，水平圓缺板上的排氣口在斜擋板的垂直投影范圍內(nèi)，斜擋板與水平圓缺板的連線與水平圓缺板上圓弧的兩端點(diǎn)對應(yīng)的弦平行。

6、可選地，所述水平圓缺板位于每個(gè)排氣孔上方設(shè)置有小擋板，所述小擋板垂直投影面積與對應(yīng)排氣孔面積重合。

7、可選地，溫控夾套內(nèi)布置有循環(huán)水管路，循環(huán)水管路呈螺旋式或往復(fù)蛇形盤管式布置，循環(huán)水路的入口設(shè)置在夾套底部，循環(huán)水路的出口設(shè)置在夾套背對所述入口一側(cè)的頂端。

8、可選地，所述上輔罐上通過水霧入口管路與噴淋裝置相連，所述噴淋裝置噴射方向朝向所述單體混合蒸汽出口管路。

9、可選地，所述上輔罐內(nèi)交錯布置有第二塔板，若干所述第二塔板布置在噴淋裝置與主體罐之間。

10、可選地，下輔罐外周套設(shè)有控溫夾套，淤漿出口管路上設(shè)置有真空泵。

11、可選地，上輔罐、下輔罐和主罐體見通過法蘭連接，第一塔板與主罐體間采用可拆卸卡槽式連接。

12、第二方面，本申請還提供了一種利用上述裝置脫單的方法。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請至少具有如下有益效果：

14、一、主罐體采用多組圓缺結(jié)構(gòu)的交錯式排布塔板，通過斜擋板與帶有排氣孔的水平圓缺板的聯(lián)合設(shè)置，實(shí)現(xiàn)淤漿料的流體面積鋪展，同時(shí)逆向蒸汽通入結(jié)合淤漿流體鋪展實(shí)現(xiàn)淤漿內(nèi)殘余an單體的分離。

15、二、上輔罐內(nèi)設(shè)置多組圓缺結(jié)構(gòu)的交錯式排布塔板?同時(shí)配合水霧噴淋裝置，噴淋方向與蒸汽流向一致，促進(jìn)an單體的蒸發(fā)并保證噴出水霧與蒸發(fā)殘留pan的充分接觸和吸收，實(shí)現(xiàn)淤漿中少量蒸騰pan的捕捉溶解和中間段主體相分離處理中逃逸an單體的二次精細(xì)分離，以充分保證淤漿中殘留pan的分離以及an單體的液氣相分離脫單處理效果。

16、三、主罐體、上輔罐和下輔罐間通過法蘭組合式連接，且主體罐和上輔罐中的塔板均采用可拆卸卡槽式連接，水平圓缺板與斜擋板也采用可拆卸結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了脫單裝置的便捷拆裝和維護(hù)，可實(shí)現(xiàn)an單體的相分離工藝的靈活組合設(shè)置，且設(shè)備生產(chǎn)方便。

技術(shù)特征：

1.一種聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，包括乙腈分離單元、蒸騰pan捕捉單元和淤漿排出單元，乙腈分離單元包括主體罐和第一塔板，多組第一塔板呈交錯式排列布置在主體罐內(nèi)，主體罐上設(shè)置有淤漿入口管路、蒸汽入口管路、抽真空管路和溫控夾套，溫控夾套包覆在主體罐外周，抽真空管路用于控制主體罐內(nèi)壓力，淤漿入口管路設(shè)置在蒸汽入口管路上方；蒸騰pan捕捉單元包括上輔罐和噴淋裝置，上輔罐連接在主體罐上方，上輔罐內(nèi)設(shè)置有噴淋裝置，上輔罐頂部設(shè)置有單體混合蒸汽出口管路；淤漿排出單元包括下輔罐，下輔罐連接在主體罐下方，下輔罐上設(shè)置有淤漿出口管路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，所述第一塔板包括水平圓缺板，所述水平圓缺板的圓弧邊與主罐體內(nèi)壁接觸，所述水平圓缺板圓缺部分角度為90°-170°。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，所述水平圓缺板上可拆卸設(shè)置有斜擋板，所述斜擋板與水平圓缺板間夾角為10°-60°，所述水平圓缺板上開設(shè)有排氣孔，水平圓缺板上的排氣口在斜擋板的垂直投影范圍內(nèi)，斜擋板與水平圓缺板的連線與水平圓缺板上圓弧的兩端點(diǎn)對應(yīng)的弦平行。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，所述水平圓缺板位于每個(gè)排氣孔上方設(shè)置有小擋板，所述小擋板垂直投影面積與對應(yīng)排氣孔面積重合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，溫控夾套內(nèi)布置有循環(huán)水管路，循環(huán)水管路呈螺旋式或往復(fù)蛇形盤管式布置，循環(huán)水路的入口設(shè)置在夾套底部，循環(huán)水路的出口設(shè)置在夾套背對所述入口一側(cè)的頂端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，所述上輔罐上通過水霧入口管路與噴淋裝置相連，所述噴淋裝置噴射方向朝向所述單體混合蒸汽出口管路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，所述上輔罐內(nèi)交錯布置有第二塔板，若干所述第二塔板布置在噴淋裝置與主體罐之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，下輔罐外周套設(shè)有控溫夾套，淤漿出口管路上設(shè)置有真空泵。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈淤漿脫單裝置，其特征在于，上輔罐、下輔罐和主罐體見通過法蘭連接，第一塔板與主罐體間采用可拆卸卡槽式連接。

10.一種利用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的所述裝置脫單的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于高分子聚合物設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種聚丙烯腈淤漿脫單裝置及脫單方法。包括乙腈分離單元、蒸騰PAN捕捉單元和淤漿排出單元，乙腈分離單元包括主體罐和第一塔板，多組第一塔板呈交錯式排列布置在主體罐內(nèi)，主體罐上設(shè)置有淤漿入口管路、蒸汽入口管路、抽真空管路和溫控夾套；通過斜擋板與帶有排氣孔的水平圓缺板的聯(lián)合設(shè)置，實(shí)現(xiàn)淤漿料的流體面積鋪展，同時(shí)逆向蒸汽通入結(jié)合淤漿流體鋪展實(shí)現(xiàn)淤漿內(nèi)殘余AN單體的分離。上輔罐內(nèi)設(shè)置多組圓缺結(jié)構(gòu)的交錯式排布塔板同時(shí)配合水霧噴淋裝置，實(shí)現(xiàn)淤漿中少量蒸騰PAN的捕捉溶解，脫單裝置可便捷的拆裝和維護(hù)。

技術(shù)研發(fā)人員：朱波,朱安平,曹偉偉,孫永連,張燁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華能源（茂名）碳纖維有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9