本发明涉及纤维素醚生产,特别是涉及一种纤维素醚连续化生产设备。
背景技术:
1、纤维素醚是由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。现有技术中提出了多种纤维素醚生产设备和方法,例如公开号为cn107098982b的中国发明专利提出的羟丙甲纤维素的生产方法,该方法在反应完毕后,先加热水,并同时搅拌,再经过沉淀,使溶剂和反应物分离,然后通过位于脱溶釜腰位的管子将大部分的液态溶剂排出,剩余的小部分溶剂则通过常规的蒸馏途径回收;相比现有技术直接蒸馏的方案,显著地降低了能耗。还例如公开号为cn208869531u的中国实用新型专利提出的一种连续生产羧甲基纤维素硝酸酯的系统,该系统的原料通过第一粉碎机粉碎后进入到旋风分离器处理,再进入到计量斗计量后进入到碱化釜中处理,再通过中洗釜进入到第一离心机内第一次离心,第一次离心后经过洗涤釜处理后进入到第二离心机中处理,处理后再经过振动流化床、料斗和第二粉碎机处理后,进入包装机。
2、在实际生产中纤维素醚通常经过预处理、碱化、醚化、中和洗涤、干燥和包装等工艺步骤,其中在碱化和醚化工艺步骤中需要控制碱化釜和醚化釜中的氧气含量,以减少原料的氧化,例如现有技术中通常采用真空泵将所述碱化釜抽真空至0.006mpa,充氮气进行3次置换,再进行碱化反应,碱化结束后,反应釜抽真空至0.05~0.07mpa,再进行醚化反应;但是上述抽真空方式抽气和充氮气消耗的时间较长,还需要配置真空泵系统,结构复杂,因此需要改进。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明提供一种纤维素醚连续化生产设备,通过密封膜隔离大气,不需要抽真空和充氮气,减少工时浪费,不需要额外配置真空泵系统,结构简单,实用性好。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种纤维素醚连续化生产设备,包括预处理桶、碱化釜、醚化釜和脱水桶,预处理桶的内部设置处理腔室,碱化釜的内部设置碱化腔室,醚化釜的内部设置醚化腔室,脱水桶的内部设置脱水腔室;还包括密封膜一、密封膜二、送液管路、粉碎组件和打捞机构,密封膜一设置在碱化釜的碱化腔室的中部,密封膜一将碱化釜的碱化腔室分隔成上部和下部,碱化釜的碱化腔室的下部为真空状态,使得密封膜一在大气压力作用下贴紧在碱化釜的碱化腔室的底壁上,密封膜二设置在醚化釜的醚化腔室的中部,密封膜二将醚化釜的醚化腔室分隔成上部和下部,醚化釜的醚化腔室的下部为真空状态,使得密封膜二在大气压力作用下贴紧在醚化釜的醚化腔室的底壁上,送液管路分别连接预处理桶、碱化釜、醚化釜的下端口和脱水桶的进口,粉碎组件安装在预处理桶的处理腔室中,打捞机构安装在脱水桶的脱水腔室中;工作时纤维素原料投入到预处理桶的处理腔室中,粉碎组件将所述纤维素原料粉碎,纤维素原料粉碎后加入溶剂形成溶液一,溶液一通过送液管路和碱化釜的下端口输入到碱化釜的碱化腔室的下部将密封膜一撑起,使得密封膜一将溶液一与大气隔离,碱液通过送液管路输入到碱化釜的碱化腔室的下部中与溶液一混合均匀形成溶液二,溶液二通过送液管路和醚化釜的下端口输入到醚化釜的醚化腔室的下部将密封膜二撑起,使得密封膜二将溶液二与大气隔离,醚化剂通过送液管路输入到醚化釜的醚化腔室的下部与溶液二混合均匀形成溶液三,溶液三通过送液管路和脱水桶的进口输入到脱水桶中,打捞机构将溶液三中的纤维素醚聚集后打捞出来,打捞出的纤维素醚经过干燥后打散包装。
3、优选的,还包括夹层一、进水管和出水管,预处理桶的侧壁中设置夹层一,进水管与夹层一连通,预处理桶的内壁上设置出水管,出水管与夹层一连通;粉碎纤维素原料时,热水通过进水管输入到夹层一中,对预处理桶和纤维素原料加热,纤维素粉碎完成后继续通过进水管输入热水,使得夹层一中的热水通过出水管输入到预处理桶的处理腔室中对纤维素原料混合成溶液一。
4、优选的,粉碎组件包括横梁、推缸一、电机一、驱动轴、多个刀轮和活塞,横梁安装在推缸一的一端上,推缸一的另一端安装在预处理桶上,电机一安装在横梁上,电机一的输出轴传动连接,驱动轴转动安装在横梁上,驱动轴的下部侧壁转动设置多个刀轮,多个刀轮上均圆周设置多个刀片,所述多个刀片的刃口与预处理桶的底壁和内壁接触,驱动轴的下端设置活塞,活塞将预处理桶的下端口封闭;电机一驱动驱动轴和多个刀轮转动,多个刀轮的多个刀片对预处理桶的处理腔室底部的纤维素原料进行切割粉碎,在纤维素原料被切割粉碎并输入热水后多个刀轮继续转动将热水喝纤维素原料混合均匀形成溶液一,推缸一伸长将横梁和电机一推动升高,使得驱动轴将活塞从预处理桶的下端口中取出,使得溶液一通过预处理桶的下端口和送液管路排出。
5、优选的,还包括推缸二和推板一,推缸二的固定端安装在碱化釜的上部,推缸二的活塞杆下端设置推板一,推板一与密封膜一的中间上部连接;当溶液一向碱化釜的碱化腔室的下部输入时,推缸二的活塞杆呈自由状态,当密封膜一被撑起后,推缸二的活塞杆往复伸缩,使得推板一推动密封膜一的中间起伏,从而使密封膜一对其下方的溶液进行揉动,使溶液混合均匀。
6、优选的,还包括推缸三和推板二,推缸三的固定端安装在醚化釜的上部,推缸三的活塞杆下端设置推缸三,推缸三与密封膜二的中间上部连接;当溶液二向醚化釜的醚化腔室的下部输入时,推缸三的活塞杆呈自由状态,当密封膜二被撑起后,推缸三的活塞杆往复伸缩,使得推板二推动密封膜二的中间起伏,从而使密封膜二对其下方的溶液进行揉动,使溶液混合均匀。
7、优选的,还包括夹层二、进气管、堵帽和限压阀,醚化釜的侧壁中设置夹层二,进气管安装在醚化釜上,进气管与夹层二连通,醚化釜的醚化腔室的底部设置多个通气孔,所述多个通气孔与夹层二连通,多个堵帽分别通过弹簧弹性密封安装在多个通气孔中,多个堵帽的侧壁下部设置多个出气孔,密封膜二上设置限压阀;外接的蒸汽管通过进气管输入到夹层二中,从而对醚化釜的醚化腔室中的溶液三加热,夹层二中的蒸汽压力将多个堵帽向预处理桶的醚化腔室中推动,使得多个堵帽的出气孔将夹层二和预处理桶的醚化腔室连通,使得夹层二中的蒸汽通过所述出气孔输入到醚化釜的醚化腔室的下部,对溶液三进行蒸汽加热和冲击,当密封膜二下部的压力达到设定值后,蒸汽通过限压阀排出到醚化釜的醚化腔室的上部,提高醚化效率。
8、优选的,还包括夹层三、蒸汽管和出气孔,脱水桶的侧壁中设置夹层三,蒸汽管的一端与醚化釜的醚化腔室的上部连通,蒸汽管的另一端与夹层三连通,脱水桶的内壁上设置多个出气孔,多个出气孔与夹层三连通;醚化釜的醚化腔室上部的蒸汽通过蒸汽管输入到夹层三中,并通过多个出气孔输入到脱水桶的脱水腔室中,对被打捞机构中的纤维素醚进行加热,提高纤维素醚干燥速度。
9、优选的,送液管路包括连接管一、四通阀一、碱液管、连接管二、四通阀二、醚化剂管和连接管三,连接管一的一端与预处理桶的下端口连接,连接管一的另一端与四通阀一的第一通道连接,四通阀一的第二通道与碱化釜的下端口连接,碱液管与四通阀一的第三通道连接,连接管二的一端与四通阀一的第四通道连接,连接管二的另一端与连接管二的第一通道连接,四通阀二的第二通道与醚化釜的下端口连接,醚化剂管与四通阀二的第三通道连接,连接管三的一端与醚化剂管的第四通道连接,连接管三的另一端与脱水桶的脱水腔室的中部连接;预处理桶的处理腔室中的溶液一通过连接管一和四通阀一输入到碱化釜的碱化腔室中;碱液通过碱液管和四通阀一输入到碱化釜的碱化腔室中,碱化釜中的溶液二通过四通阀一、连接管二和四通阀二输入到醚化釜的醚化腔室中;醚化剂通过醚化剂管和四通阀二输入到醚化釜的醚化腔室中;醚化釜的醚化腔室中的溶液三通过四通阀二和连接管三输入到脱水桶的脱水腔室中,实现溶液的连续输送。
10、优选的,打捞机构包括下滤板、多个竖杆、上滤板、卡板、推缸四、转轴、电机二和升降组件,下滤板滑动安装在脱水桶的脱水腔室下部,下滤板上竖直设置多个竖杆,多个竖杆上均设置多个插槽口,上滤板滑动安装在脱水桶的脱水腔室的上部,上滤板上设置与多个竖杆匹配的避让孔,卡板滑动安装在上滤板上,卡板与多个竖杆的插槽口匹配对齐,推缸四安装在上滤板上,推缸四的活塞杆与卡板连接,转轴的下端与上滤板的中部连接,电机二安装在升降组件上,电机二的输出轴与转轴传动连接;溶液三通过连接管三向脱水桶的脱水腔室中输入时,下滤板和上滤板分别位于连接管三的下方和上方,溶液三输入到脱水桶的脱水腔室中后,升降组件将电机二下降,使得上滤板下降,当多个竖杆穿过上滤板的多个避让孔后,推缸四的活塞杆伸长推动卡板卡紧多个竖杆的插槽口中,使得下滤板和上滤板构成笼型结构,所述笼型结构将纤维素醚收集并压缩起来,溶液通过脱水桶底部的排出管排出,升降组件将电机二提升至脱水桶的脱水腔室的中部,电机二驱动转轴转动,转轴带动上滤板、多个竖杆和下滤板构成的笼型结构转动,将纤维素醚中残留的溶液离心甩出,减少含水量,提高脱水效果。
11、优选的,升降组件包括电机二、转盘和横架,电机二的活塞杆上安装转盘,横架安装在转盘的转动端上,电机二安装在横架上;推缸五的活塞杆伸长将转盘和横架推举升高,使得横架将电机二升高,通过转盘转动横架,将下滤板、多个竖杆和上滤板构成的笼型结构移出脱水桶,推缸四的活塞杆收缩使得卡板与多个竖杆脱离,使得下滤板与上滤板脱离,从而将纤维素醚释放出来,方便后续通过烘干机烘干后打散包装。
12、与现有技术相比本发明的有益效果为:粉碎组件将所述纤维素原料粉碎,方便纤维素原料后续处理加入溶剂形成溶液一,碱化釜中的密封膜一将溶液一与大气隔离并与碱液混合均匀形成溶液二,醚化釜中的密封膜二将溶液二与大气隔离并与醚化剂混合均匀形成溶液三,脱水桶中的打捞机构将溶液三中的纤维素醚聚集后打捞出来,打捞出的纤维素醚经过干燥后打散包装,相比现有技术不需要抽真空和充氮气,减少工时浪费,不需要配置真空泵系统,结构简单,实用性好。
1.一种纤维素醚连续化生产设备,包括预处理桶(1)、碱化釜(2)、醚化釜(3)和脱水桶(4),预处理桶(1)的内部设置处理腔室,碱化釜(2)的内部设置碱化腔室,醚化釜(3)的内部设置醚化腔室,脱水桶(4)的内部设置脱水腔室;其特征在于,还包括密封膜一(5)、密封膜二(6)、送液管路(7)、粉碎组件和打捞机构,密封膜一(5)设置在碱化釜(2)的碱化腔室的中部,密封膜一(5)将碱化釜(2)的碱化腔室分隔成上部和下部,碱化釜(2)的碱化腔室的下部为真空状态,使得密封膜一(5)在大气压力作用下贴紧在碱化釜(2)的碱化腔室的底壁上,密封膜二(6)设置在醚化釜(3)的醚化腔室的中部,密封膜二(6)将醚化釜(3)的醚化腔室分隔成上部和下部,醚化釜(3)的醚化腔室的下部为真空状态,使得密封膜二(6)在大气压力作用下贴紧在醚化釜(3)的醚化腔室的底壁上,送液管路(7)分别连接预处理桶(1)、碱化釜(2)、醚化釜(3)的下端口和脱水桶(4)的进口,粉碎组件安装在预处理桶(1)的处理腔室中,打捞机构安装在脱水桶(4)的脱水腔室中。
2.如权利要求1所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,还包括夹层一(8)、进水管(9)和出水管(10),预处理桶(1)的侧壁中设置夹层一(8),进水管(9)与夹层一(8)连通,预处理桶(1)的内壁上设置出水管(10),出水管(10)与夹层一(8)连通。
3.如权利要求1所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,粉碎组件包括横梁(11)、推缸一(12)、电机一(13)、驱动轴(14)、多个刀轮(15)和活塞(16),横梁(11)安装在推缸一(12)的一端上,推缸一(12)的另一端安装在预处理桶(1)上,电机一(13)安装在横梁(11)上,电机一(13)的输出轴传动连接,驱动轴(14)转动安装在横梁(11)上,驱动轴(14)的下部侧壁转动设置多个刀轮(15),多个刀轮(15)上均圆周设置多个刀片,所述多个刀片的刃口与预处理桶(1)的底壁和内壁接触,驱动轴(14)的下端设置活塞(16),活塞(16)将预处理桶(1)的下端口封闭。
4.如权利要求1所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,还包括推缸二(17)和推板一(18),推缸二(17)的固定端安装在碱化釜(2)的上部,推缸二(17)的活塞杆下端设置推板一(18),推板一(18)与密封膜一(5)的中间上部连接。
5.如权利要求1所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,还包括推缸三(19)和推板二(20),推缸三(19)的固定端安装在醚化釜(3)的上部,推缸三(19)的活塞杆下端设置推缸三(19),推缸三(19)与密封膜二(6)的中间上部连接。
6.如权利要求5所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,还包括夹层二(21)、进气管(22)、堵帽(23)和限压阀(24),醚化釜(3)的侧壁中设置夹层二(21),进气管(22)安装在醚化釜(3)上,进气管(22)与夹层二(21)连通,醚化釜(3)的醚化腔室的底部设置多个通气孔,所述多个通气孔与夹层二(21)连通,多个堵帽(23)分别通过弹簧弹性密封安装在多个通气孔中,多个堵帽(23)的侧壁下部设置多个出气孔,密封膜二(6)上设置限压阀(24)。
7.如权利要求6所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,还包括夹层三(25)、蒸汽管(26)和出气孔(27),脱水桶(4)的侧壁中设置夹层三(25),蒸汽管(26)的一端与醚化釜(3)的醚化腔室的上部连通,蒸汽管(26)的另一端与夹层三(25)连通,脱水桶(4)的内壁上设置多个出气孔(27),多个出气孔(27)与夹层三(25)连通。
8.如权利要求1所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,送液管路(7)包括连接管一(28)、四通阀一(29)、碱液管(30)、连接管二(31)、四通阀二(32)、醚化剂管(33)和连接管三(34),连接管一(28)的一端与预处理桶(1)的下端口连接,连接管一(28)的另一端与四通阀一(29)的第一通道连接,四通阀一(29)的第二通道与碱化釜(2)的下端口连接,碱液管(30)与四通阀一(29)的第三通道连接,连接管二(31)的一端与四通阀一(29)的第四通道连接,连接管二(31)的另一端与连接管二(31)的第一通道连接,四通阀二(32)的第二通道与醚化釜(3)的下端口连接,醚化剂管(33)与四通阀二(32)的第三通道连接,连接管三(34)的一端与醚化剂管(33)的第四通道连接,连接管三(34)的另一端与脱水桶(4)的脱水腔室的中部连接。
9.如权利要求1所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,打捞机构包括下滤板(35)、多个竖杆(36)、上滤板(37)、卡板(38)、推缸四(39)、转轴(40)、电机二(41)和升降组件,下滤板(35)滑动安装在脱水桶(4)的脱水腔室下部,下滤板(35)上竖直设置多个竖杆(36),多个竖杆(36)上均设置多个插槽口,上滤板(37)滑动安装在脱水桶(4)的脱水腔室的上部,上滤板(37)上设置与多个竖杆(36)匹配的避让孔,卡板(38)滑动安装在上滤板(37)上,卡板(38)与多个竖杆(36)的插槽口匹配对齐,推缸四(39)安装在上滤板(37)上,推缸四(39)的活塞杆与卡板(38)连接,转轴(40)的下端与上滤板(37)的中部连接,电机二(41)安装在升降组件上,电机二(41)的输出轴与转轴(40)传动连接。
10.如权利要求9所述的一种纤维素醚连续化生产设备,其特征在于,升降组件包括电机二(41)、转盘(43)和横架(44),电机二(41)的活塞杆上安装转盘(43),横架(44)安装在转盘(43)的转动端上,电机二(41)安装在横架(44)上。
