一种聚丙烯酰胺造粒机的设计

□ 郑国宗

东营职业学院 山东东营 257091

聚丙烯酰胺有“百业助剂”之称，在胜利油田区域，有不少企业生产聚丙烯酰胺。从反应釜出来的聚丙烯酰胺胶状高分子聚合物，含水率高，具有较强的黏弹性，生产厂家在生产中需要后处理，进行干燥除去其中水分。但是，对大体积的胶块直接干燥非常困难，能耗高，效率低。生产中须将大体积胶块分割破碎成为小颗粒，提高物料的表面积比，以提高其干燥效率。生产中如果生成的颗粒粒度越小，则物料表面积比越大，越容易进行干燥处理。聚丙烯酰胺后处理的重点在于造粒，造粒的顺利与否，直接影响到后续的干燥粉碎过程，而聚丙烯酰胺的造粒，需要专用的造粒机设备。传统的造粒设备，均采用挤出方式造粒，投入的附加设备多，成本高，在造粒中容易产生堵塞停转的情况，在造粒中对胶体的不断挤压，也容易破坏胶体分子结构。笔者分析已有的造粒机设计结构的不足，设计了一种全新结构的造粒机，达到结构紧凑、稳定性高、调速范围广、造粒效率高的要求，并满足中小型企业的生产需要。

1 整体结构

本文设计的新型造粒机整体结构如图1所示。机器采用垂直安装，最上部为进料斗，连接聚丙烯酰胺反应釜或者其它的物料输送装备。变频电机主轴上安装有多个旋风刀片（图2），与旋风刀片相隔一定距离在机壳上用定位套筒安装筛盘（图3）。每组刀片与筛盘之间构成造粒腔，最底部为出料腔，内装有甩料锥。

2 分散剂注入系统设计

在聚丙烯酰胺造粒中，分散剂是为了保证胶体颗粒保持分散而不再黏结，分散剂的用量一般为母料质量的5%。造粒机运行时，需要向造粒腔中不间断地注入分散剂。

分散剂的注入采用了专用的注射流道，并安装专用的高压泵，高压泵选用小排量高压柱塞泵。分散剂注入口设置在机壳外壁上，在机壳外周壁安装铜质管道，与造粒腔内壁开口连通，分散剂注入管及安装方式如图4所示，分散剂管进口连接软管与分散剂注射泵输出端用多通管连接，每路分散剂注入管分别有控制流量的阀门。

3 工作原理

造粒机工作时，变频电机主轴带动旋风切刀高速旋转，聚丙烯酰胺胶体从反应釜进入进料斗，首先与安装在机壳内的最上部切刀接触，发生第一级破碎，一定粒度大小的颗粒在切刀产生的输送力作用下透过筛盘，进入第二级造粒腔，高速旋转的切刀对颗粒进行第二级破碎，产生粒度更小的颗粒进入第三级造粒腔，如此循环，最终的颗粒进入出料腔，由甩料锥产生的离心力送进干燥通道。

▲图1 造粒机整体结构

▲图2 旋风刀片

▲图3 筛盘

▲图4 分散剂注入管安装

造粒过程中，分散剂不断的注入，避免颗粒的重新胶着。造粒机采用变频控制，使颗粒的粒度能够在不改变刀具的情况下在一定范围内可调。

4 结论

本文突破了传统的螺杆挤出造粒方式，设计了一种全新结构的聚丙烯酰胺造粒机，结构紧凑，稳定性高，调速范围广，造粒范围宽。新型聚丙烯酰胺造粒机通过多级切割，保证了胶体颗粒的粒度可以达到足够小；利用切刀向前送粒，极大地减弱了胶体受挤压的影响，保护了胶体的大分子结构；设备采用变频电机，省去了减速器，实现无级调速，使颗粒的粒度能够在不改变刀具的情况下一定范围内可调。设备使用在造粒中，得到的胶体颗粒大小均匀，粒度小，效率高。

［1］ 赵普春.胶体聚合物造粒用分散剂研究［J］.西南石油学院学报,2004（1）.

［2］ 施俊侠，黄崇林，钟经山.新型切粒刀的研制确定［J］.机械设计与制造,2001（6）.

［3］ 尹廷文,任晓明.变频调速在造粒机上的应用 ［J］.中国甜菜糖业,1999（2）:41-42.

［4］ 钟书明.高速钢铸造旋切刀具的热处理 ［J］.工具技术,1995,29（10）:2-4.