固體顆粒及其制備方法和流化床換熱用圖
【技術領域】
[0001]本發明屬于硫化床換熱技術領域，特別是涉及一種PTFE/Si02固體顆粒及其制備方法和流化床換熱用途。
【背景技術】
[0002]列管式換熱器在工業應用中相當廣泛，在操作過程中為防止換熱器管內結垢，從20世紀70年代開發了流化床換熱技術，在換熱器管內加入惰性固體顆粒，依靠惰性固體顆粒在管內的運動破壞流動邊界層，在防垢的同時強化傳熱，與單相傳熱模式相比，其傳熱系數可提尚10%?30%，大大提尚了設備的傳熱性能。
[0003]流化床換熱技術的核心之一是換熱器中添加的惰性固體顆粒的選擇。不同惰性固體顆粒的物性不同，其對垢層的破壞作用和強化傳熱的效果也不同，所添加的顆粒必須滿足以下幾點:顆粒與介質在操作條件下不能發生化學反應;綜合考慮顆粒的種類、形狀、密度、導熱系數等因素，其既要有較高的力學性能，又要有良好的強化傳熱和防、除垢性能;顆粒密度要適當，即對管壁的碰撞力要足夠大但對壁面的磨損量要小。
[0004]目前，硫化床換熱器中所采用的固體顆粒材質有玻璃、陶瓷、不銹鋼、聚四氟乙烯(PTFE)、剛玉、石英砂等，其均為單一材質。但由于這些顆粒物性不同，在不同程度上都存在缺陷。
【發明內容】
[0005]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種PTFE/Si02固體顆粒及其制備方法和流化床換熱用途。
[0006]本發明使用復合固體顆粒用于硫化床換熱器中，具體是由S12微粉和PTFE制備的復合惰性固體顆粒用于硫化床傳熱中，技術創新效果明顯。
[0007]本發明通過將球形S12微粉加入到PTFE中，混合均勻，經糊狀擠出成型的方法制備PTFE/S i02復合惰性固體顆粒。
[0008]本發明的目的之一是提供一種具有較高的力學性能，良好的強化傳熱和防、除垢性能，顆粒密度適當，即對管壁的碰撞力要足夠大但對壁面的磨損量要小等特點的PTFE/Si02固體顆粒。
[0009]本發明PTFE/Si02固體顆粒所采取的技術方案是:
[0010]一種PTFE/Si02固體顆粒，其特點是:用于流化床換熱PTFE/Si02固體顆粒的組成為PTFE中含有S12微粉。
[0011 ]本發明PTFE/Si02固體顆粒還可以采用如下技術方案:
[0012]所述的PTFE/Si02固體顆粒，其特點是:PTFE/Si02固體顆粒中S12重量分數為1-12%。
[0013]所述的PTFE/Si02固體顆粒，其特點是:PTFE/Si02固體顆粒中S12微粉粒徑為2-3μmD
[0014]本發明的目的之二是提供一種具有工藝簡單，操作方便，產品力學性能好、傳熱和防、除垢性能優、顆粒密度適當等特點的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法。
[0015]本發明PTFE/Si02固體顆粒的制備方法所采取的技術方案是:
[0016]一種PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特點是:PTFE/Si02固體顆粒的制備過程包括以下步驟:
[0017](I)原料混合:將聚四氟乙烯分散樹脂、溶劑和S12混合均勻；
[0018](2)擠出:將混合好的原料加入預成型機坯料腔；制坯;將壓制好的坯體加入糊膏擠出機的推壓模腔;將坯體加入后預熱，推壓擠出棒材；
[0019](3)燒結:將推壓好的棒材進行干燥;干燥后再放入燒結爐中進行燒結，燒結溫度為300-400°C，自然冷卻；
[0020](4)切粒:冷卻后成品切成顆粒，得到PTFE/Si02復合固體顆粒。
[0021]本發明PTFE/Si02固體顆粒的制備方法還可以采取如下技術方案:
[0022]所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特點是:原料混合時，將聚四氟乙烯分散樹脂、溶劑和S12在20-50 °(:溫度下混合均勻。
[0023]所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特點是:擠出時，制坯壓力為2_5MPa，保壓50-70s ；推壓模腔口模直徑為2-4mm;擠出棒材的推壓壓力為4-6MPa。
[0024]所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特點是:燒結時，棒材進行干燥溫度為250-350 0C，時間為6-1 Oh ；燒結時，升溫時間1.5_2.5h，保溫1.5-2.5h后自然冷卻。
[0025]所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特點是:切粒時，冷卻后成品切成長度為2.5-3.5mm的顆粒。
[0026]所述的PT F E / S i O 2固體顆粒的制備方法，其特點是:原料混合時，溶劑為美孚ISOPARG溶劑油。
[0027]本發明的目的之三是提供一種具有工業化實施容易，顆粒對硫化床傳熱效果提高明顯，防、除垢性能優等特點的PTFE/Si02固體顆粒的流化床換熱用途。
[0028]本發明PTFE/Si02固體顆粒的流化床換熱用途所采取的技術方案是:
[0029]一種PTFE/Si02固體顆粒的流化床換熱用途，其特征是:PTFE/Si02固體顆粒用于流化床換熱使用。
[0030]本發明具有的優點和積極效果是:
[0031]PTFE/Si02固體顆粒及其制備方法和流化床換熱用途由于采用了本發明全新的技術方案，與現有技術相比，本發明產品制備不需要特殊設備、工業化實施容易，總體而言工藝簡單。該惰性固體顆粒對硫化床傳熱效果提高明顯。當S12質量分數為12%時，制成的復合固體顆粒應用于循環流化床換熱器中，能夠使其α相比添加純PTFE顆粒的增加4.7%。PTFE/Si02固體顆粒比純PTFE顆粒的密度、耐磨性明顯提高，其傳熱效果明顯高于純PTFE顆粒。
【具體實施方式】
[0032]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并詳細說明如下:
[0033]實施例1
[0034]一種PTFE/Si02固體顆粒，該用于流化床換熱PTFE/Si02固體顆粒的組成為PTFE中含有3池微粉。PTFE/Si02固體顆粒中Si02重量分數為1%，5丨02微粉粒徑為微粉粒徑為3μπι。本產品具有較高的力學性能，良好的強化傳熱和防、除垢性能，顆粒密度適當，即對管壁的碰撞力足夠大但對壁面的磨損量小等特性，特別適合于流化床換熱使用。
[0035]實施例2
[0036]一種PTFE/Si02固體顆粒，該用于流化床換熱PTFE/Si02固體顆粒的組成為PTFE中含有S12微粉。PTFE/Si02固體顆粒中S12重量分數為12%，3102微粉粒徑為2口111。本實施例產品具有較高的力學性能，良好的強化傳熱和防、除垢性能，顆粒密度適當，即對管壁的碰撞力要足夠大但對壁面的磨損量要小等特性，特別適合于流化床換熱使用。
[0037]實施例3
[0038]一種PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，制備過程包括以下步驟:
[0039]1.原料混合。將聚四氟乙烯分散樹脂(P T F E) 9 6份，溶劑(美孚IS O P A R G) 2 2份及S12微粉40份在低溫下充分、均勻混合，溫度在20 °(:到50 °C之間。
[0040]2.擠出。將混合好的原料均勻傾倒入預成型機坯料腔。制坯壓力2MPa到5MPa之間，保壓60s。將壓制好的坯體立即加入糊膏擠出機的推壓模腔，口模直徑為3mm。將坯體加入后預熱一段時間即可開始推壓擠出棒材，推壓壓力為5MPa。
[0041]3.燒結。將推壓好的試樣進行干燥，干燥溫度設為300°C，時間為8h，干燥后再放入燒結爐中進行燒結，燒結溫度為300-400 0C，升溫2h，保溫2h，再自然冷卻。
[0042]4.切粒。將冷卻后的成品試樣切成長度為3mm的顆粒，即得PTFE/Si02復合固體顆粒。
[0043]實施例4
[0044]一種PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，制備過程包括以下步驟:
[0045]1、原料混合。將聚四氟乙烯分散樹脂(PTFE) 92份，溶劑(美孚ISOPAR G) 22份及S12微粉80份在低溫下充分、均勻混合，溫度在20 °(:到50 °C之間。
[0046]2、擠出。將混合好的原料均勻傾倒入預成型機坯料腔。制坯壓力2MPa到5MPa之間，保壓60s。將壓制好的坯體立即加入糊膏擠出機的推壓模腔，口模直徑為3mm。將坯體加入后預熱一段時間即可開始推壓擠出棒材，推壓壓力為5MPa。
[0047]3、燒結。將推壓好的試樣進行干燥，干燥溫度設為300°C，時間為8h，干燥后再放入燒結爐中進行燒結，燒結溫度為300?4000C，升溫2h，保溫2h，再自然冷卻。將冷卻后的成品試樣切成長度為3mm的顆粒，即得PTFE/Si02復合固體顆粒。
[0048]實施例5
[0049]一種PTFE/Si02固體顆粒的流化床換熱用途，PTFE/Si02固體顆粒用于流化床換熱使用。該惰性固體顆粒對硫化床傳熱效果提高明顯。
[0050]本實施例不需要特殊設備、工業化實施容易，總體而言工藝簡單。當S12質量分數為12%時，制成的復合固體顆粒應用于循環流化床換熱器中，能夠使其α相比添加純PTFE顆粒的增加4.T^13PTFEziS12固體顆粒比純PTFE顆粒的密度、耐磨性明顯提高，具有傳熱效果明顯高于純PTFE顆粒等積極效果。
【主權項】
1.一種PTFE/Si02固體顆粒，其特征是:用于流化床換熱PTFE/Si02固體顆粒的組成為PTFE中含有S12微粉。2.根據權利要求1所述的PTFE/Si02固體顆粒，其特征是:PTFE/Si02固體顆粒中S12重量分數為1_12%。3.根據權利要求1或2所述的PTFE/Si02固體顆粒，其特征是:PTFE/Si02固體顆粒中S12微粉粒徑為2_3ym。4.一種PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特征是:PTFE/Si02固體顆粒的制備過程包括以下步驟: (1)原料混合:將聚四氟乙烯分散樹脂、溶劑和S12混合均勻； (2)擠出:將混合好的原料加入預成型機坯料腔；制坯;將壓制好的坯體加入糊膏擠出機的推壓模腔;將坯體加入后預熱，推壓擠出棒材； (3)燒結:將推壓好的棒材進行干燥；干燥后再放入燒結爐中進行燒結，燒結溫度為300-400 °C，自然冷卻； (4)切粒:冷卻后成品切成顆粒，得到PTFE/Si02復合固體顆粒。5.根據權利要求4所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特征是:原料混合時，將聚四氟乙烯分散樹脂、溶劑和S12在20-50°C溫度下混合均勻。6.根據權利要求4所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特征是:擠出時，制坯壓力為2-5MPa，保壓50-70s ；推壓模腔口模直徑為2-4mm;擠出棒材的推壓壓力為4_6MPa。7.根據權利要求4所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特征是:燒結時，棒材進行干燥溫度為250-350 0C，時間為6-10h ；燒結時，升溫時間1.5_2.5h，保溫1.5-2.5h后自然冷卻。8.根據權利要求4所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特征是:切粒時，冷卻后成品切成長度為2.5-3.5mm的顆粒。9.根據權利要求4所述的PTFE/Si02固體顆粒的制備方法，其特征是:原料混合時，溶劑為美孚ISOPAR G溶劑油。10.根據權利要求1所述的PTFE/Si O2固體顆粒的流化床換熱用途，其特征是:PTFE/Si O2固體顆粒用于流化床換熱使用。
【專利摘要】本發明涉及一種PTFE/SiO2固體顆粒及其制備方法和流化床換熱用途。本發明屬于硫化床換熱技術領域。一種PTFE/SiO2固體顆粒，組成為PTFE中含有SiO2微粉。PTFE/SiO2固體顆粒的制備方法，包括以下步驟：(1)原料混合：將聚四氟乙烯分散樹脂、溶劑和SiO2混合均勻；(2)擠出：加入預成型機坯料腔制坯；坯體加入糊膏擠出機的推壓模腔；將坯體加入后預熱，推壓擠出棒材；(3)燒結：干燥后放入燒結爐中進行燒結，燒結溫度為300-400℃，自然冷卻；(4)切粒：冷卻后成品切成顆粒。PTFE/SiO2固體顆粒的流化床換熱用途：PTFE/SiO2固體顆粒用于流化床換熱使用。本發明具有工藝簡單，操作方便，產品力學性能好、傳熱和防、除垢性能優、顆粒密度適當，適合于流化床換熱應用等優點。
【IPC分類】C08K3/36, C08L27/18, F28D13/00, B29B9/12, B29B9/02
【公開號】CN105643826
【申請號】
【發明人】段連群, 謝學民, 趙詠梅, 戴靖
【申請人】天津市天塑科技集團有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月4日