高粘流體處理技術與裝備

對于流體一般粘度小于5000厘泊的流體為低粘流體，5000~50000厘泊的流體為中粘流體，50000~500000厘泊的流體為高粘流體，大于500000厘泊的流體為超高粘流體。傳統混合設備的攪拌葉輪根據所處理的流體分成兩大類，一類適用于低粘流體，如槳式、渦輪式等；另一類適用于高粘流體，如偏框式、螺帶式等。另外，擠出機、捏和機、混煉機以及密煉機等傳統的橡塑機械，是處理超高粘液體典型混合裝置。

在制備超強力、高彈性工程塑料等高性能聚合物復合材料時，需要在較短時間內，使超高粘流體與低粘流體相混煉；或者是有些高性能聚合物必須在高溫和高真空條件下處理超高粘流體才能制得；更有一些高材料在制造過程中還須經歷從液相變成固相的過程，目前國內能適應以上工藝要求的生產設備較少。于是，索孚機械公司開發了一些處理高粘流體的混合設備和既能處理粘性液體又能處理粉體的全相型攪拌設備。

高粘流體工藝流程簡圖

刮板式蒸發濃縮設備

針對從低粘到中等粘度的流體進行濃縮過程，索孚機械公司開發了刮板式蒸發濃縮設備。這種設備有一個加熱的圓筒，內部裝有一個攪拌設備，通過攪拌的作用使產品沿圓筒壁形成薄膜，提高了氣液相接觸面積，縮短了氣相通道，同時解決了物料的粘壁問題，以及普通的薄膜蒸發器難以實現的粘性流體處理過程。

刮板式蒸發濃縮設備示意圖

典型應用過程：

(1)某有機硅液相本體聚合產品中殘余單體的預脫除；

(2)TDI殘液濃縮以進行下一步脫揮至殘渣。

高粘流體反應設備

針對高粘流體的反應過程和高粘與低粘流體的混煉過程，索孚機械公司開發了高粘流體反應設備，這種設備采用了強有力的混合與嚙合元件，具有大的有效反應容積，對反應時間較長的過程也有很高的經濟性。

高粘流體反應設備示意圖

典型應用過程：

(1)PPC聚合，反應后期粘度很大，釜式設備無法處理。

(2)某本體聚合，反應周期很長，后期粘度大，最后有相變，釜式設備無法處理。

高粘流體揮發分脫除設備

有些本體聚合和溶液聚合高粘流體對產品中原料單體或者溶劑的殘留量要求很低，索孚機械公司開發了高粘流體揮發分脫除設備。該設備提供了最大的氣液相接觸面積，并通過嚙合元件的作用增強了高粘流體的表面更新速率，使揮發分的殘留量達到最低，揮發分的脫除時間也大大縮短。

雙軸臥式自清潔脫輝機

高粘流體揮發分脫除設備示意圖

典型應用過程：

(1)某高性能纖維原液，脫除掉原液中殘余的單體和部分溶劑；

(2)某PPC塑料，脫除掉聚合物中的單體，去螺桿擠出機造粒。

高粘流體氣泡脫除設備

有些高性能聚合物高粘流體中，氣泡太多或氣泡直徑太大會大大影響產品質量，針對該工藝過程，索孚機械公司開發了高粘流體氣泡脫除設備。該設備在增強高粘流體表面更新速率、提供大的相接觸面積的同時，通過對嚙合元件的特殊設計，解決了氣泡帶入高粘流體中的問題，大大提高了產品品質。

單軸臥式自清潔脫泡

高粘流體氣泡脫除設備示意圖

典型應用過程：

聚丙烯腈紡絲原液，某高性能纖維紡絲原液。

液固相變處理設備

在有液固相變的工藝過程中，會有一個粘度很大的相變點，單純的液相處理設備如釜式反應器，或者粉體處理設備，或空心槳葉干燥機都不能很好的處理，為此，索孚機械公司開發了全相型攪拌設備。

液固相變處理設備示意圖

典型應用過程：

(1)殘液中揮發分的脫除。殘液變成殘渣，液相全部回用，殘渣中濕含量越低越好，比如MDI脫揮、氯化鈉殘液中的某有機硅組分。

(2)物料中揮發分的脫除。把物料中的液相全部脫除，固體相全部回用，殘渣中濕含量越低越好，比如某物料中的保護性液體脫除后又加入其它原料的反應。