聚碳酸酯流化床干燥实验及过程模拟与优化

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聚碳酸酯(简称PC)是一种综合性能优良的工程塑料,被广泛应用。目前,国内聚碳酸酯生产工艺相对落后,PC干燥是PC生产工艺中至关重要的一步,本文对聚碳酸酯干燥的研究具有重要的意义。本文基于流态化和流化床相关理论,通过小试实验、中试实验对PC干燥过程进行了深入的研究,认识了PC干燥特性,建立了流化床干燥的数学模型,并利用该模型对年产2万吨聚碳酸酯的流化床干燥工艺过程和关键设备进行了初步设计,论文的主要研究工作如下:(1)自行设计小试实验装置,进行了PC干燥小试实验研究,利用实验数据,绘制了干燥速率曲线图,认识了PC流化床干燥规律,探索了流化床干燥聚碳酸酯的可行性,结果表明:流化床干燥器对聚碳酸酯的干燥具有很好的适用性,并且通过干燥数据分析回归,获得了干燥模型参数K=0.11399,完善了干燥数学模型如下:恒速段干燥速率: MCDR=0.11399M/ds(Psat*(Ts)/RTs-XH2OP/RTS降速段干燥速率:MFDR=X-Xeq/xcr-Xeq*MCDR(2)进行了PC干燥中试试验研究,探究了连续试验的稳定性。根据干燥结果,了解PC颗粒进出干燥器的含水量,为PC干燥器的设计提供了基础数据。通过冷模实验,研究了0.5-0.8mm粒径范围内PC颗粒的压降与气流速度关系的实验,通过实验数据,经过几个模型的计算值与实验值对比,得到了适用计算聚碳酸酯颗粒流化的最佳临界流速度关联式。(3)利用已建立的模型,优化设计出一台年产2万吨的流化床干燥器,将PC粉料从10%的含水量干燥到500ppm,确定了操作条件:进气温度为140℃,进气量为60836.05m3/h;设备尺寸:流化床面积:119.38m2,换热器面积:1876.02m2。
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