25万吨PVC离心干燥存在的问题及解决办法
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[提要] 在PVC上产中离心干燥是控制质量标准的一个重要环节，往往也是影响产能的瓶颈部位。我厂25万吨pvc离心干燥存在着螺旋输送器倒风跑料问题；离心机下料斗堵料问题；振动筛堵料问题，经过技术改进问题最终得到解决。
关键词：PVC；离心机；下料斗；堵料；螺旋输送器
中图分类号：TQ051 文献标识码：A
收录日期：2014年5月4日
在聚氯乙烯悬浮聚合时，一般要加入1.0～1.2（质量）倍于氯乙烯的脱盐水，当聚合达到预定的转化率时，约有80%～85%的氯乙烯转化成PVC，而聚合初期加入的脱盐水却保持原来的质量，或因工艺的不同往往还略有增加，形成PVC悬浮液，俗称PVC浆料。为了使PVC树脂达到使用厂家的要求需要对其进行离心干燥。
一、离心干燥的工艺流程
经过浆料汽提的浆料进入离心机供料槽进行混料之后由浆料泵送入离心机进行离心脱水，把浆料中大多数的水和物料分离，含固量由聚合后的20%～25%上升至75%～80%经由螺旋输送器送入气流干燥塔底部的加料段，空气经空气过滤器过滤后由1号鼓风机输送经加热器加热降低相对湿度后进入气流干燥塔，湿树脂与热空气相遇后顺流接触，在1～3S内树脂的表面水分即被迅速除去。从气流干燥塔出来的热空气带着湿树脂进入一级旋风分离组对气和树脂进行初次分离，分离后气体和不合格粉料进入二级旋风分离组进一步分离，气体排入大气，粉料最后定期排出。分离后树脂经螺旋输送器送入到旋流干燥床入口大管中，达到临界湿含量的树脂被2号鼓风机输送至加热器加热的空气作为动力从切线方向进入旋流干燥床进一步干燥，PVC物料与热气流在旋流干燥床中旋转运动，充分接触使树脂含水量在0.4%以下，同时气体温度下降到60℃左右，从旋流干燥床出来的气固两相流，经三级旋风分离组分离，成品PVC经振动筛筛分后进入气力输送系统，送至料仓进行包装。（图1）
离心干燥是PVC树脂生产中的重要环节，直接影响着树脂生产的能耗和质量。在实际生产中往往是整个生产过程的瓶颈阶段，我厂采用的双鼓气流旋风工艺，在装置建设完工试车运行阶段暴露出诸多问题。
（一）螺旋输送器倒风跑料。螺旋输送器是离心机系统和干燥系统的纽带，螺旋输送器不仅要将湿的PVC树脂送入干燥设备，同时还要起到密封的作用，防止低压热空气从螺旋输送器中吹出，即倒风，发生这种现象料就会从料斗排气管线随热气一同排到大气中，即使生产的产品浪费又污染环境。针对这一情况对螺旋输送器进行技改，在螺旋输送器上新增一个200mm的料封区，结果倒风问题得到了解决。
（二）离心机下料斗堵料。此问题是影响我厂整个干燥工序产能的主要因素。发生这种情况是由于发现不及时就会使离心机下料斗内充满料，而导致离心机电流猛然过高而跳车，对生产十分不利。
为了避免这种情况的发生初期的应对措施有二，一是每个班次都增加了对离心机下料斗的敲击次数，每半个小时就要敲击一次，甚至有时每15min就敲击一次，增大了操作工的劳动强度，同时也对离心机下料斗产生了破坏作用。每次敲击都有不同程度的损坏，且形成恶性循环经过敲击后的离心机下料斗发生形变，则更容易积料。二是通过DCS进行堵料初步预测：每当螺旋输送器不输送料就会使离心机下料斗堵料时，进而使气流塔塔顶和塔中部温度迅速升高，这样中控操作员就可以通知现场人员去确认，实践证明这种方法可以大大的减少劳动强度。
上述两种方法都不能解决根本问题，为了解决根本问题我们先来看一下螺旋输送器的工作原理：物料从进料口加入，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用，该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。（图2）
螺旋转输送器在输送物料过程中，物料的运动并不是单纯的沿轴线运动，而是一个复合运动。两种运动的大小程度和充填系数ψ有关系，ψ值较小时如图a物料的堆积高度低且靠近槽壁，具有较低的圆周速度，PVC料运动的滑移面几乎平行于输送方向，PVC料轴向运动比圆周运动显著，垂直于输送方向的附加PVC物料流不严重。但是如果当ψ值较大时如图b，物料运动的滑移面变陡，圆周运动比轴向运动显著，此时输送速度降低，离心机继续下料的速度比输送的速度大原有的动态平衡被打破这样经过一段时间就会引起下料斗堵塞。（图3、图4）
由于ψ值是PVC物料的充填系数，它的大小与进料口的面积大小有着相当大的关系，在离心机入料量一样的前提下，浆料浓度不变的条件下，入料口的面积大物料的堆积高度低且靠近槽壁，ψ值较小这正是前面所讲的有力的一方面，基于这一点对离心机下料斗和螺旋输送器进行技改，将螺旋输送器的入料口的长度由原来的80cm改成现在的120cm，下料斗做相应改进进行安装，这样使入料口的面积增大原来的1/2，这样即使离心机入料量达到设计入料流量ψ值也不是很大，使生产能够顺利的平稳运行。
根据公式F=ΨC■（式中，F是被输送PVC物料的横截面积，C是倾斜修正系数，π是圆周率，D是螺旋外径）。
Q=3.6F・ρ・υ（式中，Q是输送PVC物料的量t/h，F是被输送PVC物料的横截面积，ρ是被输送物料的堆积密度kg/m3，υ是被输送PVC物料的轴向速度m/s）。
螺旋输送器总长4，800mm，料封区距螺旋输送器头侧1，750mm，料封区总长270mm，螺距h=200mm，螺旋外径D=260mm，螺旋内经d=110mm。（图4）
（三）旋振筛经常堵料问题。本干燥生产线备有两台一级震动筛，在原始开车生产中由于两个震动筛下料不均，经常造成其中一台往外益料，后经改造在两个震动筛的上方的下料管上各加一个阀门，用阀门开度来平衡两个震动筛的入料量，但有时还会发生振动筛堵料现象，后来和厂家联系对震动筛底部的配重进行更换，取得了很好的效果，现在两台震动筛可以做到一开一备。
三、结语
在实际生产中我们会遇到很多的难题，只要我们用理论去指导实践，难题就会得到解决，经过技术改造后的离心干燥工序，达到设计的产能没有任何问题。
主要参考文献：
[1]王志国.PVC干燥工段螺旋输送器的改造[J].聚氯乙烯，2005.12.
[2]徐余伟.螺旋输送机设计参数选择[J].科技纵横，2008.7.