一種聚丙烯酰胺造粒機的設計

□ 鄭國宗

東營職業學院 山東東營 257091

聚丙烯酰胺有“百業助劑”之稱，在勝利油田區域，有不少企業生產聚丙烯酰胺。從反應釜出來的聚丙烯酰胺膠狀高分子聚合物，含水率高，具有較強的黏彈性，生產廠家在生產中需要后處理，進行干燥除去其中水分。但是，對大體積的膠塊直接干燥非常困難，能耗高，效率低。生產中須將大體積膠塊分割破碎成為小顆粒，提高物料的表面積比，以提高其干燥效率。生產中如果生成的顆粒粒度越小，則物料表面積比越大，越容易進行干燥處理。聚丙烯酰胺后處理的重點在于造粒，造粒的順利與否，直接影響到后續的干燥粉碎過程，而聚丙烯酰胺的造粒，需要專用的造粒機設備。傳統的造粒設備，均采用擠出方式造粒，投入的附加設備多，成本高，在造粒中容易產生堵塞停轉的情況，在造粒中對膠體的不斷擠壓，也容易破壞膠體分子結構。筆者分析已有的造粒機設計結構的不足，設計了一種全新結構的造粒機，達到結構緊湊、穩定性高、調速范圍廣、造粒效率高的要求，并滿足中小型企業的生產需要。

1 整體結構

本文設計的新型造粒機整體結構如圖1所示。機器采用垂直安裝，最上部為進料斗，連接聚丙烯酰胺反應釜或者其它的物料輸送裝備。變頻電機主軸上安裝有多個旋風刀片（圖2），與旋風刀片相隔一定距離在機殼上用定位套筒安裝篩盤（圖3）。每組刀片與篩盤之間構成造粒腔，最底部為出料腔，內裝有甩料錐。

2 分散劑注入系統設計

在聚丙烯酰胺造粒中，分散劑是為了保證膠體顆粒保持分散而不再黏結，分散劑的用量一般為母料質量的5%。造粒機運行時，需要向造粒腔中不間斷地注入分散劑。

分散劑的注入采用了專用的注射流道，并安裝專用的高壓泵，高壓泵選用小排量高壓柱塞泵。分散劑注入口設置在機殼外壁上，在機殼外周壁安裝銅質管道，與造粒腔內壁開口連通，分散劑注入管及安裝方式如圖4所示，分散劑管進口連接軟管與分散劑注射泵輸出端用多通管連接，每路分散劑注入管分別有控制流量的閥門。

3 工作原理

造粒機工作時，變頻電機主軸帶動旋風切刀高速旋轉，聚丙烯酰胺膠體從反應釜進入進料斗，首先與安裝在機殼內的最上部切刀接觸，發生第一級破碎，一定粒度大小的顆粒在切刀產生的輸送力作用下透過篩盤，進入第二級造粒腔，高速旋轉的切刀對顆粒進行第二級破碎，產生粒度更小的顆粒進入第三級造粒腔，如此循環，最終的顆粒進入出料腔，由甩料錐產生的離心力送進干燥通道。

▲圖1 造粒機整體結構

▲圖2 旋風刀片

▲圖3 篩盤

▲圖4 分散劑注入管安裝

造粒過程中，分散劑不斷的注入，避免顆粒的重新膠著。造粒機采用變頻控制，使顆粒的粒度能夠在不改變刀具的情況下在一定范圍內可調。

4 結論

本文突破了傳統的螺桿擠出造粒方式，設計了一種全新結構的聚丙烯酰胺造粒機，結構緊湊，穩定性高，調速范圍廣，造粒范圍寬。新型聚丙烯酰胺造粒機通過多級切割，保證了膠體顆粒的粒度可以達到足夠小；利用切刀向前送粒，極大地減弱了膠體受擠壓的影響，保護了膠體的大分子結構；設備采用變頻電機，省去了減速器，實現無級調速，使顆粒的粒度能夠在不改變刀具的情況下一定范圍內可調。設備使用在造粒中，得到的膠體顆粒大小均勻，粒度小，效率高。

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