40萬t/aPVC干燥裝置運行總結(jié)

呂 峰，張惠蘭

（內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

目前，PVC 干燥技術(shù)主要有氣流干燥、旋風(fēng)干燥、旋流干燥、噴霧干燥、沸騰床干燥技術(shù)及以上幾種組合式的干燥技術(shù)。內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)公司采用了氣流-旋風(fēng)干燥技術(shù)。該公司40萬t/a PVC 項目干燥裝置共有4條線，每條線均為10萬t/a，共有4個單元，即離心干燥及濕物料輸送單元；氣流、旋風(fēng)干燥及樹脂篩分單元；到成品料倉的PVC 粉料氣力輸送單元；離心母液處理單元。該以司自開車運行以來，因PVC 干燥問題，對PVC 的生產(chǎn)和產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生了較大的影響，經(jīng)過分析問題和實施改造，目前，整個裝置運行平穩(wěn)。

1 干燥工藝簡述

漿料汽提工序送來的PVC 漿料含固量為百分之二十五左右，貯存在混料槽中，通過干燥進料泵，使?jié){料在輸送的管道和混料槽中進行回流，并通過自動調(diào)節(jié)閥將PVC 漿料加到離心機中，在連續(xù)沉降式離心機中，PVC 漿料被分離為母液和濾餅（含水量為20%～25%的PVC 濕物料）。離心母液經(jīng)空氣加熱器回收熱量后，經(jīng)離心母液處理工序處理，補充聚合的入料水或作為聚合沖洗水。濾餅通過振動加料器、粉碎機進入氣流干燥器的底部進料區(qū)，經(jīng)二級過濾的空氣通過母液、蒸汽凝液、蒸汽三段加熱后從氣流干燥器的底部進入，濕物料與熱空氣接觸，進行傳質(zhì)傳熱，以蒸發(fā)PVC 樹脂的表面水分，3～5 s 后殘留水分就可從20%～25%下降至3%～5%。從氣流干燥器頂部出來預(yù)干燥的PVC 和熱空氣以切線方向從旋風(fēng)干燥器的底部進入，氣流和PVC 粉料在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下通過旋風(fēng)干燥器，繼續(xù)與熱空氣進行傳質(zhì)傳熱，最終使PVC 粉料中的水分小于0.4%。旋風(fēng)干燥器頂部出來的樹脂及熱空氣從切線方向進入雙筒旋風(fēng)分離器進行氣固分離，熱空氣被引風(fēng)機排入大氣，分離下來的PVC 樹脂進入產(chǎn)品料斗，后經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥，進入方篩及圓篩進行篩分進入緩沖料斗，后經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥和在線噴射器進入氣力輸送管線中，利用干燥輸送風(fēng)機送來的壓縮空氣將物料分別輸送至各自包裝筒倉頂部的旋風(fēng)分離器中，物料經(jīng)分離后落入包裝筒倉，輸送尾氣直接排空。

2 運行中存在的問題及改造措施

2.1 引風(fēng)機高壓變頻改造

2.1.1 存在的問題

引風(fēng)機提供了干燥器的輸送動力，維持了PVC樹脂從干燥器、旋風(fēng)分離器輸送到尾氣排放管所需的壓力，正常操作的壓差通過安裝在引風(fēng)機進口處的風(fēng)門來調(diào)整。引風(fēng)機屬于高壓大功率高能耗設(shè)備，其輸出功率不隨生產(chǎn)負荷變化而變化，只有通過改變進口風(fēng)門的開度來調(diào)整，風(fēng)門的開度一般只為50%～60%，造成很大部分能量消耗在節(jié)流損失中。同時，由于引風(fēng)機的運行，使得入口風(fēng)門振動較大，加上生產(chǎn)過程中風(fēng)門的不斷調(diào)整，容易導(dǎo)致風(fēng)門拉桿斷裂或風(fēng)門定位器損壞，迫使裝置停車處理。

2.1.2 改造措施

為了提高引風(fēng)機的生產(chǎn)效率、降低能耗以及系統(tǒng)的綜合可靠性，引風(fēng)機負載的驅(qū)動系統(tǒng)采用全數(shù)字交流高壓變頻器實施控制。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)是直接串聯(lián)于高壓電源與高壓電機之間的變頻調(diào)速設(shè)備，藉以改變引風(fēng)機的運行速度，實現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)量，既滿足了生產(chǎn)要求，而且減少了因風(fēng)門損壞而造成系統(tǒng)停車檢修所造成的經(jīng)濟損失，同時，使維護量大大降低，又達到了節(jié)約電能的目的。2012年11月-2013年3月對1線、3線、4線引風(fēng)機在工頻和變頻情況下的耗電情況進行了比較（見表1），使用變頻器，平均可節(jié)電23.96%。

表1 引風(fēng)機在工頻、變頻情況下的耗電情況

2.2 干燥除塵系統(tǒng)的改造

2.2.1 存在的問題

為了防止旋轉(zhuǎn)閥所泄漏的氣體影響上游方篩和圓篩的篩分能力，在緩沖料斗上增設(shè)了1套抽吸系統(tǒng)。這套抽吸系統(tǒng)將緩沖料斗中的氣體抽出，氣體中夾帶的粉料被小旋風(fēng)分離器分離氣固后，進入圓篩進行回收，從小旋風(fēng)分離器頂部出來的氣體則通過小引風(fēng)機排空。但在實際生產(chǎn)過程中，除塵效果不是很好，振動篩處的PVC 粉塵較多，有時還會使得振動篩發(fā)生“滿篩”現(xiàn)象，也會使小旋風(fēng)分離器下料困難，迫使小旋風(fēng)分離器分離下來的粉料被小引風(fēng)機抽出，導(dǎo)致PVC 的“跑料”，而且圓篩故障率比較高，造成除塵系統(tǒng)不能正常運行。

2.2.2 改造措施

從中間料倉下來的PVC 粉料首先進入方篩進行篩分，未篩下的粉料再進入圓篩進行篩分，經(jīng)過一段時間的觀察，從方篩進入圓篩的料幾乎沒有，大多都是小旋風(fēng)分離器過來的料，于是，決定對除塵系統(tǒng)進行改造，停用圓篩、小旋風(fēng)分離器、小引風(fēng)機，取消緩沖料斗至小旋風(fēng)分離器的管線，在緩沖料斗頂部連接1根DN100管線與存在一定負壓的旋風(fēng)分離器入口相連，這樣，緩沖料斗內(nèi)含粉塵的氣體被吸入，通過旋風(fēng)分離得到回收，同時緩沖料斗成為負壓操作，避免了振動篩反氣、滿篩等現(xiàn)象，也使得現(xiàn)場環(huán)境有了明顯改觀。具體改造方案見圖1。

圖1 干燥除塵系統(tǒng)改造前后流程圖

2.3 包裝筒倉頂部除塵器的改造

2.3.1 存在的問題

干燥輸送風(fēng)機送來的壓縮空氣將干燥、篩分之后的PVC 粉料輸送至包裝筒倉頂部的旋風(fēng)分離器中，物料經(jīng)分離后，落入包裝筒倉，輸送尾氣直接排空。為滿足生產(chǎn)需要，每個包裝筒倉頂部設(shè)有2個旋風(fēng)分離器，可供干燥1條生產(chǎn)線通過，其中的1個旋風(fēng)分離器送料，也可供干燥2條生產(chǎn)線分別通過這2個旋風(fēng)分離器同時送料。由于旋風(fēng)分離器排氣量設(shè)計不足，造成由干燥輸送風(fēng)機送來的壓縮空氣不能完全從分離器的排氣口排出，有一部分氣體隨著物料進入包裝筒倉，當(dāng)筒倉由干燥1條生產(chǎn)線通過其中的1個旋風(fēng)分離器送料時，會有部分氣體夾帶PVC 粉料從另一個旋風(fēng)分離器排氣口排出，導(dǎo)致PVC 的浪費，而且嚴重影響現(xiàn)場環(huán)境。當(dāng)筒倉由干燥2條生產(chǎn)線同時送料時，包裝筒倉會出現(xiàn)“蹩壓”現(xiàn)象，有時還會堵塞氣力輸送管線，迫使干燥降量運行。

2.3.2 改造措施

拆除包裝筒倉頂部的2個旋風(fēng)分離器，在其頂部增設(shè)1個除塵器。從干燥氣力輸送系統(tǒng)送來的物料直接進入包裝筒倉，含有PVC 粉料的氣體經(jīng)過倉頂除塵器進行氣固分離后，排空，粉料落入筒倉。具體方案見圖2。

3 影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素和解決辦法

在干燥工序，影響PVC 產(chǎn)品質(zhì)量的因素有雜質(zhì)粒子數(shù)、揮發(fā)物含量、篩余物質(zhì)量分數(shù)等，但影響成品品級率的主要是雜質(zhì)粒子數(shù)和揮發(fā)物含量。

3.1 雜質(zhì)粒子數(shù)超標(biāo)

雜質(zhì)粒子數(shù)超標(biāo)是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。影響雜質(zhì)粒子數(shù)超標(biāo)的原因如下。

（1）氣流干燥器底部容易積料[1]；

（2）離心機絞龍內(nèi)腔容易積料結(jié)塊，在進料管與其長時間的摩擦接觸下，產(chǎn)生黑點；

（3）高速旋轉(zhuǎn)的粉碎機長期運行，粉碎機葉片與外殼接觸、摩擦，產(chǎn)生的雜質(zhì)混入PVC 樹脂中，產(chǎn)生黑點[2]；

（4）空氣過濾器過濾效果差，存在抽漏現(xiàn)象。解決辦法如下。

（1）合理調(diào)整離心機溢流堰板的高度，提高離心機的運行頻率，以提高離心機的脫水效果，降低濾餅含濕量；改變粉碎機轉(zhuǎn)子的形式，由單板式改為多棒式，提高粉碎機的粉碎效果，使得氣流干燥器進料均勻；根據(jù)生產(chǎn)負荷合理調(diào)整系統(tǒng)風(fēng)量，保證氣流干燥器底部的風(fēng)壓；

（2）改造離心機進料管，適當(dāng)縮小進料管口徑，在其外側(cè)增加套管，并在套管上開有一定數(shù)量的小孔，在運行過程中，通入套管一定流量的沖洗水，不斷沖洗離心機絞龍內(nèi)腔，杜絕了樹脂積料結(jié)塊；

（3）做好粉碎機的日常維護保養(yǎng)，定期檢查；

（4）通過鼓風(fēng)機的進出口壓差，判斷空氣過濾器的堵塞情況，及時給予更換，同時注重濾袋的質(zhì)量。

3.2 揮發(fā)物含量超標(biāo)

揮發(fā)物主要為水分，是影響產(chǎn)品質(zhì)量的另一個因素。引起揮發(fā)物含量超標(biāo)的主要原因如下。

（1）蒸汽壓力、溫度偏低，導(dǎo)致干燥器的溫度控制偏低；

（2）空氣加熱器疏水效果差，蒸汽冷凝液不能被及時地排出，影響換熱效果及加熱能力；

（3）干燥輸送風(fēng)機出口冷卻器內(nèi)漏，導(dǎo)致循環(huán)水混入樹脂中；

（4）環(huán)境溫度、空氣濕度也是影響樹脂水分的重要因素，在北方，冬天和夏天、黑夜和白天、晴天和陰天，干燥器的溫度控制會有很大差異。解決辦法如下。

（1）及時提高蒸汽溫度、壓力；

（2）做好疏水閥的日常檢查，發(fā)現(xiàn)堵塞，及時清理或更換；

（3）在冷卻器底部安裝疏水閥，作為日常巡檢的內(nèi)容；

（4）采用水分快速測定儀，一般二、三分鐘就能出結(jié)果，根據(jù)分析結(jié)果或天氣變化情況及時調(diào)整溫度。

4 結(jié)語

針對生產(chǎn)中遇到的問題，經(jīng)過一系列的技術(shù)改造，生產(chǎn)運行比較穩(wěn)定，生產(chǎn)能力達到甚至超過了設(shè)計要求，現(xiàn)場環(huán)境也得到了明顯改善。對發(fā)生的質(zhì)量問題及時分析原因并給予解決，目前產(chǎn)品質(zhì)量大大提升，并維持在較高水平。

［1］張睿.PVC干燥系統(tǒng)的運行總結(jié).中國氯堿工業(yè)協(xié)會編.2011年全國聚氯乙烯行業(yè)技術(shù)年會論文集.深圳：中國氯堿工業(yè)協(xié)會，2011，226－230.

［2］田小娟，張 宇，趙 峰.旋風(fēng)干燥系統(tǒng)技術(shù)改造總結(jié).聚氯乙烯，2012，（1）：14－17.