
我國引進(jìn)的大型乙烯裝置的年產(chǎn)量3.5萬噸至30萬噸,;大型聚丙烯裝置的年產(chǎn)量3.5萬噸至14萬噸,;而小型小本體聚丙烯裝置的年產(chǎn)量只有0.2萬噸至2萬噸。
在大型聚烯烴裝置中應(yīng)用的單螺桿擠出造粒機(jī)的螺桿直徑在300mm以上,,產(chǎn)量高于5噸/時(shí)·臺(tái),;而雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑大于200mm。
盡管單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,可用于不同樹脂的造粒,,但它處理量小,對(duì)混煉造粒缺乏靈活適應(yīng)性,,所以有逐步被雙螺桿擠出造粒機(jī)所取代的趨勢(shì),。近15年來,用于聚烯烴擠出造粒的單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī),,都取得了突破性的進(jìn)展,。
二,、擠出造粒機(jī)的機(jī)型及技術(shù)進(jìn)步
2.1單螺桿擠出造粒機(jī)
單螺桿擠出機(jī)具有輸送、均化,、混煉,、排氣、反應(yīng)等功能,,在結(jié)構(gòu)上具有更換方便,,制造安裝容易、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),,具有代表性的國外大型單螺桿擠出造粒機(jī)生產(chǎn)廠家,。世界各國研究開發(fā)單螺桿擠出造粒機(jī)的主要技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)有兩點(diǎn)。
1.擠出機(jī)的大型化
螺桿直徑的增大對(duì)提高擠出產(chǎn)量是卓有成效的,,當(dāng)單螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑由200mm增至400mm,,其產(chǎn)量可增加8倍。單螺桿擠出造粒機(jī)螺桿直徑為700mm,,產(chǎn)量達(dá)36t/h,,美國已擁有螺桿直徑750mm的單螺桿擠出造粒機(jī)。
2.高效新型螺桿的開發(fā),、應(yīng)用
世界各國對(duì)新型螺桿的研究開發(fā)卓有成效,,不斷改善混煉效果,提高塑化能力,,這對(duì)配混擠出機(jī)尤為重要,。
近年來,世界各國研制開發(fā)的新型螺桿有200多種,,于70年代首先推出具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的雙波螺紋螺桿,。它的特點(diǎn)是利用于粉料進(jìn)行低溫?cái)D出、產(chǎn)量高,,能耗低,。分離型螺桿也得到世界各國普遍的應(yīng)用。此外,,還有HM多角螺桿,、捏合盤螺桿、螺棱切口螺桿,、IKV強(qiáng)冷輸送螺桿,、剪切錐螺桿、XLK空心螺桿,、DS空心螺桿,、排氣螺桿,減壓螺桿和Bus“往復(fù)螺桿等十幾種。
2.2雙螺桿擠出造粒機(jī)
近10年來,,雙螺桿擠出造粒機(jī)已有很大發(fā)展,。目前,世界發(fā)達(dá)國家在聚烯烴大型裝置后處理造粒中普遍采用了雙螺桿擠出造粒機(jī),。雙螺桿擠出機(jī)具有生產(chǎn)連續(xù),、自潔性,混煉效果好,,配混加工范圍廣,,產(chǎn)品質(zhì)量均勻,無雜質(zhì),,能耗低,,產(chǎn)量高等特點(diǎn)。
例如:在相同螺桿直徑下,,雙螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量能達(dá)到單螺桿擠出機(jī)的2~4倍,;雙螺桿-擠出機(jī)的單位能耗僅為單螺桿擠出機(jī)能耗的1/3~1/2左右。我國近幾年引進(jìn)的幾套大型聚烯烴裝置也都是采用的雙螺桿擠出造粒機(jī)組,。
大型聚烯烴(LDPE,,HDPE,LLDPE,、PP等)裝置用擠出造粒機(jī)應(yīng)滿足以下要求:
△良好的加料和輸送能力,;
△對(duì)粉料進(jìn)行穩(wěn)定熔融;
△添加劑得到良好的均化,,而溫度不升高,;
△產(chǎn)生足夠的壓力,輸送能耗低,。
大型聚烯烴裝置目前常用的機(jī)型有:
1.同向雙螺桿擠出造粒機(jī),;
2.同向雙螺桿十齒輪泵擠出造粒機(jī),;
3.同向雙螺桿+單螺桿擠出造粒機(jī),;
4.同向雙螺桿+單螺桿+齒輪泵擠出造粒機(jī)。
這四種機(jī)型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分述如下:
1.同向雙螺桿擠出造粒機(jī)
大型同向雙螺桿擠出造粒機(jī)的螺桿,、機(jī)筒采用了積木式結(jié)構(gòu),,其特點(diǎn)是用戶可以在整個(gè)加工長(zhǎng)度上的任何位置改變或準(zhǔn)確地控制操作條件,螺桿長(zhǎng)徑比可在9~36范圍內(nèi)任意調(diào)整,;螺桿可根據(jù)工藝需要由不同類型的捏合元件和輸送元件組成,,為聚合物(樹脂)的輸送、塑化,、混煉,、排氣脫揮提供便利,從而能以任何組合方式加以應(yīng)用,。該機(jī)為防止機(jī)器過載和進(jìn)料的波動(dòng),,設(shè)置定量加料器,,目前采用最多的是單螺桿或雙螺桿定量加料器,其調(diào)速范圍不小于1:10,,以達(dá)到連續(xù)均勻的調(diào)節(jié)加料量的目的,。
該機(jī)配有大型水下切粒系統(tǒng)。它與擠出機(jī)或齒輪泵連接,,加工能力最高可達(dá)40t/h,。切刀配有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置;由于采用了臥式主軸設(shè)計(jì),,所以操作,、檢查和維護(hù)都很簡(jiǎn)單。此裝置的特點(diǎn)是在溫水中切粒,,不易粘粒,,粒子外形美觀。
該機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置采用頻率控制式交流電動(dòng)機(jī)或整流器控制式直流電動(dòng)機(jī),,還配有用于啟動(dòng)的輔助驅(qū)動(dòng)裝置,,也可采用減速箱中的一個(gè)換檔級(jí)來產(chǎn)生出兩種螺汗速度。
2.同向雙螺桿+齒輪泵擠出造粒機(jī)
齒輪泵在擠出造粒過程中,,能產(chǎn)生足夠的壓力,,具有擠出機(jī)的泵出/增壓功能。它有非常好的能量效率(可達(dá)55%左右,,而擠出機(jī)只有10%^-15%),,其容積效率可達(dá)95%。因而,,在串聯(lián)擠出樹脂造粒機(jī)中采用齒輪泵可節(jié)省能耗達(dá)1500~2500,。如ZSK雙螺桿擠出造粒機(jī)的總比能耗為0.23KW.h/kg(樹脂熔融0.15kW.h/kg,ZSK壓力產(chǎn)生0.08kW.h/kg),,而雙螺桿+齒輪泵(ZSK+ZP)總比能耗0.18kW.h/kg(熔融0.15kW.h/kg,,ZSK壓力產(chǎn)生0.01kW.h/kg,齒輪泵巾的壓力產(chǎn)生0.02kW.h/kg),。
CMP-X型大型擠出造粒機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用定速的異步電動(dòng)機(jī)((IM),。它在造價(jià)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用方面最合算,但速度固定是一缺點(diǎn),,為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn),,減速機(jī)被設(shè)計(jì)成可以兩速切換的結(jié)構(gòu)。
3.雙螺桿+單螺桿擠出造粒機(jī)
它由雙螺桿混煉機(jī)與單螺桿擠出造粒機(jī)串聯(lián)組合而成,。這種結(jié)構(gòu)可使兩機(jī)都有各自的最佳參數(shù),,從而達(dá)到強(qiáng)化生產(chǎn)SIT提高產(chǎn)量、質(zhì)量,降低能耗的目的,。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)可防止出料波動(dòng)和物料不均現(xiàn)象,,也是它的一大優(yōu)點(diǎn)。
4.雙螺桿+單螺桿+齒輪泵擠出造粒機(jī)
這種機(jī)型實(shí)質(zhì)是2,,3兩種機(jī)型的進(jìn)一步組合,,因此顯得整體結(jié)構(gòu)過長(zhǎng),給設(shè)計(jì),、制造,、安裝、操作和維護(hù)帶來不便,。一般說來,,結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,發(fā)生故障的機(jī)會(huì)也就越多,,對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)不利,。
2.3反應(yīng)型擠出造粒機(jī)
近年來,反應(yīng)擠出技術(shù)得到了很大發(fā)展,。所謂反應(yīng)擠出,,即在擠出加工過程中對(duì)聚合物進(jìn)行化學(xué)改性,以得到新的產(chǎn)品,,如塑料合金,、接枝聚合物、熱塑性彈性體,、交聯(lián)聚合物和增強(qiáng)復(fù)合材料等,。
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