一种用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线的制作方法

本发明属于膨润土制备设备，具体涉及一种用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线。

背景技术：

1、由于天然膨润土具有自身膨胀性能高、吸附特性好、渗透性低及价格低廉的优势，当前在国内生活垃圾填埋场及一般工业废物填埋场之中，越来越多的应用天然膨润土及其人工合成衬垫材料作为防渗层应用。同时，近些年来改性膨润土作为防渗材料参与防水工程建设的工程应用案例愈发增多，各类天然膨润土、改性膨润土不断被应用至防渗场景之中。改性膨润土可根据其改性剂的种类分为有机改性、无机改性、聚合物改性及复合改性等，其中聚合物改性方法是通过将新型高分子材料单体引入膨润土晶层结构内部，再通过化学催化合成进行聚合物改性膨润土的制备以定向增强天然膨润土的吸水保水及膨胀特性，进而最终实现聚合物改性膨润土的环境适应性，拓展其应用范围。

2、目前，制备聚合物改性膨润土的方法是先通过中和反应设备制备高分子聚合物的单体溶液，然后将膨润土与聚合物单体溶液定量同天然膨润土进行固液混合，再通过定量添加化学催化剂进行原位聚合反应实现天然膨润土的定向改性，最后经定温烘干、破碎、磨粉后形成成品新型聚合物改性膨润土产品。聚合物改性膨润土制备过程中，聚合物单体制备温度范围、固液反应配比、化学催化剂投入比均是影响最终聚合物改性膨润土的重要影响因素。所以传统的工业生产设备无法实现定量、控温制备聚合物单体溶液、自动化控制聚合物改性膨润土生产、自动化控制聚合物改性膨润土产品烘干、破碎及粉磨装袋流程。

3、为了实现聚合物改性膨润土生产过程的连续性和产品质量稳定性，需将生产设备进行温度、反应时长、自动化进出料系统进行整合。然而，由于聚合物改性膨润土定向增强的性能的区别，传统的工业生产设备及市面上的常规生产设备无法满足以上要求。

4、因此，亟需一种用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化设备生产线，以满足聚合物单体溶液制备、聚合物改性膨润土制备及生产的需求，进而实现聚合物改性膨润土制备的自动化和标准化。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其通过各类型传感器的安装及plc控制系统可以实现改性土制备的全过程自动化控制，同时可实现全天范围内的不间断式生产，一方面可以提升聚合物改性膨润土生产质量的标准化程度，另一方面也可大幅度提升生产效率、减少人工依赖，适用于大批量、连续生产标准化的聚合物改性膨润土产品，从而可以解决背景技术中涉及的至少一个技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、本发明实施例提供了一种用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，包括片碱溶解搅拌罐、碱液储罐、酸液储罐、引发剂储罐、聚合物制备反应罐、土粉气动称量机、改性土卧式搅拌反应机、控制箱以及风冷机，所述片碱溶解搅拌罐与所述碱液储罐连接并将搅拌充分的碱液输送至所述碱液储罐内；所述碱液储罐和所述酸液储罐分别与所述聚合物制备反应罐连接，并将定量的碱液和酸液输送至所述聚合物制备反应罐内制备中间体材料；所述风冷机与所述聚合物制备反应罐连接并对所述聚合物制备反应罐内的反应温度进行温度调节；所述土粉气动称量机与所述改性土卧式搅拌反应机连接并将定量的土粉输送至所述改性土卧式搅拌反应机内；所述引发剂储罐与所述改性土卧式搅拌反应机连接并将定量的引发剂输送至所述改性土卧式搅拌反应机内；所述聚合物制备反应罐与所述改性土卧式搅拌反应机连接并将制备的中间体材料输送至所述改性土卧式搅拌反应机内；所述土粉、所述引发剂以及所述中间体材料在所述改性土卧式搅拌反应机内充分聚合反应，得到聚合物改性膨润土。

4、可选的，还包括与所述片碱溶解搅拌罐连接的片碱进料料斗。

5、可选的，还包括与所述改性土卧式搅拌反应机的出料口连接的输送皮带、与所述输送皮带连接的第一红外隧道炉、与所述第一红外隧道炉连接的粉碎机、与所述粉碎机连接的第二红外隧道炉、与所述第二红外隧道炉连接的雷蒙磨机以及与所述雷蒙磨机连接的成品包装机。

6、可选的，所述聚合物制备反应罐包括罐体、设置于所述罐体顶部的碱液进料口和酸液进料口、设置于所述罐体内部的第一温度传感器、设置于所述罐体底部的第一质量传感器、设置于所述罐体侧壁上的冷却盘管以及设置于所述罐体并对所述罐体内的ph值进行检测的ph传感器。

7、可选的，所述改性土卧式搅拌反应机包括搅拌筒、设置于所述搅拌筒并与所述聚合物制备反应罐连接的聚合物溶液进料口、设置于所述搅拌筒并与所述土粉气动称量机连接的土粉投料口、设置于所述搅拌筒并与所述引发剂储罐连接的引发剂溶液投料口、设置于所述搅拌筒内的第二温度传感器、设置于所述搅拌筒内的搅拌桨叶以及设置于所述搅拌筒底部的第二质量传感器。

8、可选的，所述改性土卧式搅拌反应机还包括设置于所述搅拌筒上的观察窗。

9、可选的，所述改性土卧式搅拌反应机还包括设置于所述搅拌筒上的粉料投料口。

10、可选的，所述控制箱为plc控制箱。

11、本发明相较于现有技术具有如下有益效果：

12、1、通过在碱液储罐及酸液储罐内置重量传感器及液位传感器，根据生产批次要求自动化进行干料、湿料和水的配比投入，可实现原材料制备过程的全自动化，减少操作人员与酸碱及腐蚀性材料接触，有效改善生产环境及生产安全性；

13、2、通过在聚合物制备反应罐内置重量、ph、温度传感器并同风冷机进行连接，随着反应进行，反应罐内液面、温度及溶液ph不断升高，该过程中温度传感器同进料口流量控制阀进行联动控制，随温度提升进行进料流量调节，以实现固定温度梯度内的反应进行，并在反应进行至末期时接触至ph传感器进行中间产品质量指标测定，以实现标准化产出高质量中间体产品；

14、3、改性土卧式搅拌反应机采用卧式搅拌结构，底部设置质量传感器、腔体内部设置温度传感器和观察窗，内部以单轴双螺带形式进行均匀搅拌，整个进料过程涉及2种粉体、2种液体，添加顺序、搅拌时长及成品出料节点均由控制模块进行自动化操作，且全过程密闭无粉尘污染；

15、4、成品改性土湿料出料过程由搅拌机高速飞刀进行首次破碎，连续输出至红外隧道炉内进行连续烘干，红外隧道炉采用远红外线对炉内进行均匀加温，干燥后出料至雷蒙磨机进行粉磨作业，成品直接由打包机进行打包，全过程无需人工参与，可全天段连续进行；

16、5、通过各类型传感器的安装及plc控制系统可以实现改性土制备的全过程自动化控制，同时可实现全天范围内的不间断式生产，一方面可以提升聚合物改性膨润土生产质量的标准化程度，另一方面也可大幅度提升生产效率、减少人工依赖，适用于大批量、连续生产标准化的聚合物改性膨润土产品。

技术特征：

1.一种用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，包括片碱溶解搅拌罐、碱液储罐、酸液储罐、引发剂储罐、聚合物制备反应罐、土粉气动称量机、改性土卧式搅拌反应机、控制箱以及风冷机，所述片碱溶解搅拌罐与所述碱液储罐连接并将搅拌充分的碱液输送至所述碱液储罐内；所述碱液储罐和所述酸液储罐分别与所述聚合物制备反应罐连接，并将定量的碱液和酸液输送至所述聚合物制备反应罐内制备中间体材料；所述风冷机与所述聚合物制备反应罐连接并对所述聚合物制备反应罐内的反应温度进行温度调节；所述土粉气动称量机与所述改性土卧式搅拌反应机连接并将定量的土粉输送至所述改性土卧式搅拌反应机内；所述引发剂储罐与所述改性土卧式搅拌反应机连接并将定量的引发剂输送至所述改性土卧式搅拌反应机内；所述聚合物制备反应罐与所述改性土卧式搅拌反应机连接并将制备的中间体材料输送至所述改性土卧式搅拌反应机内；所述土粉、所述引发剂以及所述中间体材料在所述改性土卧式搅拌反应机内充分聚合反应，得到聚合物改性膨润土。

2.根据权利要求1所述的用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，还包括与所述片碱溶解搅拌罐连接的片碱进料料斗。

3.根据权利要求1或2所述的用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，还包括与所述改性土卧式搅拌反应机的出料口连接的输送皮带、与所述输送皮带连接的第一红外隧道炉、与所述第一红外隧道炉连接的粉碎机、与所述粉碎机连接的第二红外隧道炉、与所述第二红外隧道炉连接的雷蒙磨机以及与所述雷蒙磨机连接的成品包装机。

4.根据权利要求1所述的用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，所述聚合物制备反应罐包括罐体、设置于所述罐体顶部的碱液进料口和酸液进料口、设置于所述罐体内部的第一温度传感器、设置于所述罐体底部的第一质量传感器、设置于所述罐体侧壁上的冷却盘管以及设置于所述罐体并对所述罐体内的ph值进行检测的ph传感器。

5.根据权利要求1或4所述的用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，所述改性土卧式搅拌反应机包括搅拌筒、设置于所述搅拌筒并与所述聚合物制备反应罐连接的聚合物溶液进料口、设置于所述搅拌筒并与所述土粉气动称量机连接的土粉投料口、设置于所述搅拌筒并与所述引发剂储罐连接的引发剂溶液投料口、设置于所述搅拌筒内的第二温度传感器、设置于所述搅拌筒内的搅拌桨叶以及设置于所述搅拌筒底部的第二质量传感器。

6.根据权利要求5所述的用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，所述改性土卧式搅拌反应机还包括设置于所述搅拌筒上的观察窗。

7.根据权利要求6所述的用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，所述改性土卧式搅拌反应机还包括设置于所述搅拌筒上的粉料投料口。

8.根据权利要求7所述的用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，其特征在于，所述控制箱为plc控制箱。

技术总结
本发明公开了一种用于新型聚合物改性膨润土制备的自动化生产线，属于膨润土制备设备技术领域。该自动化生产线包括片碱溶解搅拌罐、碱液储罐、酸液储罐、引发剂储罐、聚合物制备反应罐、土粉气动称量机、改性土卧式搅拌反应机、控制箱以及风冷机。其通过各类型传感器的安装及plc控制系统可以实现改性土制备的全过程自动化控制，同时可实现全天范围内的不间断式生产，一方面可以提升聚合物改性膨润土生产质量的标准化程度，另一方面也可大幅度提升生产效率、减少人工依赖，适用于大批量、连续生产标准化的聚合物改性膨润土产品。

技术研发人员：郭承晖,杨微,任孟健,张欢春,张晓燕,李刚
受保护的技术使用者：湖南麓谷环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23