PET结晶搅拌干燥，PET搅拌干燥机，PET切片

针对PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的结晶搅拌干燥工艺，需结合PET的物理化学特性（如高熔点、吸湿性、结晶行为）设计专用设备与工艺。以下从**工艺原理、设备设计要点、核心参数、处理能力影响因素**四方面展开说明：

### 一、PET结晶搅拌干燥的核心原理  

#### 1. **预处理目的**  

  - **结晶化**：PET颗粒在无定形状态下吸湿性强（平衡含水率约0.4%），且熔融加工（如注塑、挤出）时易因残留水分发生水解降解。通过**预结晶**（160-200℃）使颗粒结晶度提升至30%-40%，减少颗粒间粘连，同时提高后续干燥效率（结晶区水分扩散速率高于无定形区）。  

  - **深度干燥**：将含水率从0.4%降至50ppm以下（视加工要求，瓶级PET需≤30ppm），避免高温熔融时水解导致分子量下降、制品性能劣化。  

#### 2. **工艺分段实现**  

  - **结晶阶段**：  

    - 加热至结晶温度（180-220℃，避开玻璃化转变温度70℃和熔点250℃），通过搅拌使颗粒均匀受热，促进晶体成核与生长，防止局部过热粘连。  

    - 搅拌作用：破碎颗粒团聚，增大气固接触面积，加速热量/质量传递。  

  - **干燥阶段**：  

    - 通入低露点干燥空气（露点≤-40℃），在结晶颗粒表面形成湿度梯度，使内部水分扩散至表面并被带走。  

    - 温度控制在160-180℃（略低于结晶温度），避免过度结晶导致颗粒硬脆，同时保证水分脱除驱动力。  

### 二、PET结晶搅拌干燥设备设计要点  

#### 1. **材质与结构**  

  - **腔体材质**：内壁采用316L不锈钢或镀特氟龙，避免金属离子催化PET降解；镜面抛光处理（Ra≤0.8μm），减少物料滞留与粘连。  

  - **搅拌系统**：  

    - **叶片设计**：采用螺带式或桨式叶片，边缘倒圆处理，转速5-30rpm（低速防颗粒破碎，高速保障混合均匀性）。  

    - **驱动方式**：伺服电机+摆线针轮减速机，支持无级调速，适应不同结晶阶段的搅拌需求（结晶初期需高速分散，后期低速维持流动）。  

  - **密封与保温**：  

    - 双机械密封+氮气吹扫，防止外界湿气渗入；夹层保温层厚度≥50mm，控温精度±1℃，减少能耗。  

#### 2. **除湿干燥系统**  

  - **除湿单元**：采用蜂巢式分子筛转轮（吸湿容量≥1.2gH?O/kg分子筛），连续再生模式，露点稳定在-50℃以下，适应PET对极低含水率的需求。  

  - **风量与风速**：  

    - 风量按物料体积流量设计（推荐0.5-1.5m3/(kg·h)），风速0.3-0.8m/s（避免颗粒被气流夹带，同时保证颗粒处于“微流化”状态，增强气固接触）。  

  - **余热回收**：干燥尾气热量（140-180℃）通过板式换热器预热新风，节能30%-40%。  

#### 3. **智能化控制**  

  - **分段程序**：预设“预热-结晶-干燥-冷却”四阶段工艺曲线，可自定义各阶段温度、时间、搅拌转速、风量。  

  - **在线监测**：  

    - 红外水分仪实时监测出口空气湿度，动态调整干燥时间；  

    - 压力传感器监测腔体压差，预警滤网堵塞（滤网精度5μm，防止粉尘污染）。  

### 三、PET结晶搅拌干燥核心技术参数  

| **参数类别**       | **典型范围**                          | **关键作用**                                                                 |  

|--------------------|---------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|  

| **温度控制**       | 结晶段：180-220℃；干燥段：160-180℃    | 结晶段温度影响晶体尺寸与分布，干燥段温度决定水分扩散速率，需避免接近熔点（250℃）导致熔融 |  

| **露点**           | ≤-40℃（通常-50℃~-60℃）                | 露点越低，干燥空气吸湿能力越强，满足PET极低含水率要求（≤50ppm）              |  

| **搅拌转速**       | 5-30rpm                               | 低速（5-15rpm）防颗粒破碎，高速（15-30rpm）促进结晶均匀性，需匹配颗粒粒径（通常0.8-3mm） |  

| **装载率**         | 50%-70%（容积比）                     | 过高（>70%）导致搅拌阻力增大、气流短路；过低（<50%）浪费能耗，推荐60%左右*佳   |  

| **处理周期**       | 4-8h（视初始含水率与目标结晶度）      | 初始含水率0.4%→目标50ppm：干燥时间占比60%-70%；结晶时间2-3h（含升温阶段）     |  

| **风量**           | 10-30m3/(h·kg物料)                    | 单位物料风量越大，干燥速率越快，但需考虑能耗与设备压降（推荐压损≤2kPa）        |  

### 四、PET结晶搅拌干燥处理能力影响因素  

#### 1. **物料特性**  

  - **初始含水率与形态**：  

    - 切片（颗粒均匀）比破碎料处理能力高20%以上（破碎料表面积大，易粘连，搅拌阻力大）；  

    - 潮湿物料（含水率>0.5%）需延长干燥时间，且可能因结块导致局部干燥不达标。  

  - **目标结晶度**：  

    - 结晶度从20%提升至40%，结晶时间增加50%-80%（晶体生长后期阻力增大），总处理能力下降。  

#### 2. **设备配置**  

  - **腔体尺寸与搅拌效率**：  

    - 直径/高度比1:1.5-2，确保气流与物料逆流接触充分；  

    - 搅拌叶片与腔体间隙≤2mm，避免物料滞留“死区”（死区占比每增加10%，处理能力下降5%-8%）。  

  - **除湿系统性能**：  

    - 分子筛吸湿效率下降10%（如使用超过2000h未再生），干燥时间需延长15%-20%；  

    - 加热功率不足（升温速率<5℃/min），结晶阶段时间增加，影响批次周转。  

#### 3. **工艺参数**  

  - **温度梯度控制**：  

    - 结晶阶段升温速率过快（>10℃/min）导致颗粒表面过热熔融，粘连堵塞搅拌轴，被迫?；謇恚ㄖ奔湓黾?0%以上。  

  - **风量匹配**：  

    - 风量不足（<10m3/(h·kg)）时，干燥速率受限于传质阻力，处理能力随风量下降呈线性降低；  

    - 风量过大（>30m3/(h·kg)）增加能耗，且可能导致颗粒摩擦生热，引发局部降解。  

#### 4. **操作与维护**  

  - **上料均匀性**：  

    - 人工上料导致颗粒分布不均，需增加10-15min预搅拌时间，降低批次处理效率。  

  - **滤网更换周期**：  

    - 滤网堵塞（压降>3kPa）未及时更换，风量下降20%，干燥时间延长25%，处理能力间接降低。  

### 五、PET结晶干燥的典型应用场景  

- **瓶级PET**：用于饮料瓶生产，要求含水率≤30ppm，结晶度35%-40%，需搭配高精度露点控制（-55℃以下）与长周期干燥（6-8h/批）。  

- **纤维级PET**：含水率≤50ppm，结晶度30%-35%，更注重结晶均匀性，避免纺丝时断丝（搅拌不均匀导致的结晶度差异>5%时，断丝率增加20%）。  

- **再生PET**：处理回收料时，需先去除杂质（如标签胶、油污），否则杂质附着影响结晶与干燥效率，处理能力较新料下降15%-20%。  

### 总结：PET专属工艺要点  

PET结晶搅拌干燥的核心是**“控温防粘、低露点深度干燥”**，需针对其结晶敏感、易水解的特性，在设备设计中强化温度均匀性、搅拌柔和度与除湿精度，同时通过合理的工艺分段（结晶-干燥耦合）平衡产能与品质。实际生产中，建议通过**差示扫描量热法（DSC）**测定物料结晶特性，结合**水分吸附实验**优化露点与风量参数，*终实现高效、稳定的干燥结晶效果。