Equipamento de melhoria para caldeira de lavagem de resina de polieteretercetona (PEEK): secador três em um com filtração e lavagem

O poliéter-éter-cetona (PEEK) é um plástico de engenharia especial com alta resistência térmica, destacando-se entre os termoplásticos por sua elevada resistência ao calor, além de apresentar excelentes propriedades mecânicas, elétricas e de resistência à radiação. Pode ser extrudado, moldado por injeção e prensagem, e perfis também podem ser obtidos por processos mecânicos. O PEEK tem sido amplamente utilizado em indústrias especializadas, como peças aeroespaciais, peças mecânicas especiais, componentes estruturais militares, componentes eletrônicos militares, energia nuclear e outras áreas de alta tecnologia.

Como o poliéter-éter-cetona produzido diretamente contém uma grande quantidade de íons inorgânicos, quando usado em aplicações eletrônicas e elétricas, a presença desses íons reduz o desempenho de isolamento do poliéter-éter-cetona, podendo ser prejudicial a semicondutores e materiais condutores durante o uso. Isso causa corrosão, vazamentos ou deterioração do desempenho do dispositivo, resultando em diminuição da estabilidade ou falha do mesmo. Portanto, é necessário reduzir o teor de íons inorgânicos no poliéter-éter-cetona quando este for utilizado em aplicações eletrônicas e elétricas.

Processo de refino de poliéter éter cetona (PEEK): Análise do processo existente

(1) Processo de refino de acetona

A resina PEEK bruta, armazenada no silo, é transferida para o reator de refino com acetona através de um sistema de transporte pneumático. Adiciona-se uma quantidade específica de acetona a 95%, aquece-se indiretamente o reator a 56 °C com vapor e mantém-se a temperatura constante sob agitação. A acetona é utilizada como agente de extração para obter o produto bruto, a difenilsulfona. Após um determinado período de agitação, o material se separa automaticamente em camadas: a camada superior é uma solução de difenilsulfona em acetona, enquanto a camada inferior contém resina PEEK, fluoreto de sódio e uma pequena quantidade de difenilsulfona não dissolvida. A solução da camada superior (contendo difenilsulfona, fenilsulfona e acetona) é filtrada através de uma tela de filtro e transferida para um reator de destilação com acetona (pressão atmosférica, temperatura de 56 °C). A acetona é adicionada ao reator para extração (dissolvendo a difenilsulfona não dissolvida). Este processo é repetido cerca de 8 vezes para se obter a resina PEEK com sal de qualidade. O vapor proveniente do tanque de destilação de acetona é condensado pelos condensadores primário e secundário (a eficiência de condensação profunda da água congelada é de 90%), e então a acetona líquida é recirculada para o tanque intermediário de acetona e reutilizada no tanque de refino. A acetona reciclada foi utilizada nas primeiras 7 etapas do processo de refino de acetona, e acetona fresca foi utilizada na última etapa.

(2) Processo de purificação de água

Transfira a resina PEEK contendo sal para o tanque de purificação de água, adicione uma certa quantidade de água deionizada, aqueça a 90 °C e mexa em temperatura constante por 1 hora para dissolver o fluoreto de sódio. Deixe em repouso por alguns instantes. Em seguida, abra a válvula do tanque de armazenamento de salmoura concentrada e injete nitrogênio para filtrar o fluoreto de sódio presente no tanque de purificação de água, transferindo-o para o tanque de armazenamento de salmoura concentrada. Repita esse processo duas vezes até que a maior parte dos sais de sódio seja removida. Feche a válvula do tanque de armazenamento de salmoura concentrada e a água residual com alta concentração de sal seja bombeada para o evaporador de três efeitos para evaporação à pressão atmosférica e dessalinização. O evaporador de três efeitos utiliza vapor como fonte de calor.

Adicione uma pequena quantidade de solução de ácido fosfórico no tanque de purificação de água para enxaguar (o ácido fosfórico serve principalmente para ajustar o pH). Após agitar e enxaguar, abra a válvula do tanque intermediário de ácido fosfórico e utilize nitrogênio para filtrar a solução diluída de ácido fosfórico do tanque de purificação de água para o tanque intermediário de ácido fosfórico para reciclagem.

Em seguida, adicione novamente água deionizada no recipiente de lavagem para continuar o refinamento (uma pequena quantidade de fluoreto de sódio). Esse processo se repete cerca de 6 vezes, até que a condutividade da solução aquosa atinja 10 µs/cm. O filtrado após essa etapa de lavagem é descartado no tanque de armazenamento de água refinada para reutilização. A água deionizada armazenada nesse tanque pode ser reutilizada como água purificada no próximo lote do pré-processamento. Remova o produto úmido, a resina PEEK, do fluoreto de sódio para a próxima etapa.

(3) Processo de centrifugação

A resina PEEK úmida, após purificação com água, é transferida para uma centrífuga para centrifugação hermética, a fim de obter a resina PEEK que será seca.

(4) Processo de secagem

A resina PEEK úmida centrifugada é transferida para um secador rotativo a vácuo de duplo cone por sucção a vácuo para secagem a vácuo (cerca de 140°C).

No processo de refino de polieteretercetona (PEEK) existente, frequentemente ocorrem operações unitárias como lavagens com múltiplos solventes, filtrações múltiplas, aquecimento e lavagem com água, e secagem. Essas operações unitárias são geralmente realizadas por reatores de refino, reatores de lavagem com água, filtros-prensa ou equipamentos unitários, como filtros centrífugos, tanques de lavagem e secadores, que operam independentemente. Diversos equipamentos unitários são conectados em um grande dispositivo com um processo extenso, e os materiais são transportados entre os equipamentos por meio de tubulações ou outros métodos. Cada operação unitária corresponde a um equipamento unitário específico, e a dispersão dos equipamentos pode causar contaminação ambiental e de materiais. Vazamentos nas conexões dos equipamentos podem levar à contaminação do material e do meio ambiente.

Para superar as deficiências da tecnologia de purificação existente de poliéter-éter-cetona (PEEK), um novo equipamento multifuncional três-em-um, que combina filtração cônica, lavagem e secagem (número da patente: ZL202022908020.2), desenvolvido por Wuxi ZhangHua, atende aos requisitos de um processo de purificação de PEEK totalmente automatizado. Este método não só permite obter PEEK com baixo teor de íons inorgânicos, como também possibilita a reciclagem e reutilização eficazes do agente de purificação. Comparado aos métodos atuais, este apresenta vantagens como economia de tempo e energia, além de proporcionar resina de poliéter-éter-cetona purificada de alta qualidade, com processo simples e operação fácil.

Filtro cônico, lavagem e secagem três em um: características técnicas

(1) O processo do sistema de produção é totalmente fechado

Graças à aplicação inovadora do sistema de transporte de materiais totalmente fechado, o processo de produção, desde a cristalização até a embalagem final, pode ser totalmente realizado em ambiente fechado. O sistema três em um, que integra filtragem cônica, lavagem e secagem, é totalmente fechado, e o processo de produção está mais em conformidade com as Boas Práticas de Fabricação (BPF).

(2) Segurança e proteção ambiental

Graças ao seu formato cônico três-em-um e operação totalmente fechada, o equipamento evita completamente a contaminação do ar do ambiente de trabalho por solventes durante o processo produtivo, reduzindo, ao mesmo tempo, a ocorrência de acidentes por intoxicação dos operadores causados ​​pelo contato com substâncias tóxicas. Essa vantagem é ainda mais importante nos dias de hoje, quando as demandas por proteção ambiental e trabalhista aumentam a cada dia.

(3) Lavagem de alta velocidade, porque este equipamento pode agitar e suspender a torta de filtro durante a operação de lavagem, de modo que a torta de filtro possa ser lavada muito completamente.

(4) Operar sob pressão ou vácuo para realizar a separação sólido-líquido. Durante a filtração, a torta de filtração é distribuída uniformemente e o efeito de separação sólido-líquido é bom.

(5) Quando o material é aquecido no recipiente, ele adere à parede interna do recipiente e gira de baixo para cima com a fita de aquecimento interna até a parte superior do recipiente e então forma um vórtice para baixo ao longo do eixo principal.

O material é sempre disperso e movimentado durante todo o processo de secagem, garantindo um aquecimento uniforme.

(6) Produção limpa. O filtro cônico, lavagem e secagem três em um podem operar de forma fechada e estão equipados com um coletor de pó para coletar completamente o pó gerado após a secagem, o que pode atender aos requisitos de produção e operação de alta limpeza.

(7) O rendimento do produto é alto e a recuperação do solvente é completa. Como todo o sistema de produção é um sistema de operação totalmente fechado, os materiais e solventes podem ser recuperados completamente (100%), evitando o desperdício causado por omissão de materiais, resíduos e volatilização de solventes, o que traz grandes benefícios econômicos, especialmente no tratamento de materiais e no uso de solventes. Ainda mais em valores mais altos.

(8) Alto grau de automação e fácil de dominar.

Cada processo é realizado em etapas, e as medidas de segurança são rigorosamente seguidas. Os operadores podem concluir a operação após um treinamento simples, e a intensidade do trabalho é bastante reduzida.

(9) Para materiais altamente corrosivos, o interior do equipamento pode ser revestido com materiais resistentes à corrosão. O eixo de agitação, a vedação mecânica e os componentes da válvula de esfera de descarga são feitos de ligas especiais com excelente resistência à corrosão.

(10) A agitação, mistura e batimento podem ser realizados no corpo antes da filtração, e várias operações tecnológicas, como limpeza, regeneração e secagem, podem ser realizadas no corpo após a filtração.

Possui características como a simplificação do fluxo do processo, o aumento da eficiência da produção, a prevenção da contaminação dos materiais, a facilitação da substituição de materiais e a integração mecânica e elétrica. Ao mesmo tempo, a área da planta para todo o processo de produção é significativamente reduzida, diminuindo também o custo inicial de investimento para os clientes.