40萬t/aPVC干燥裝置運行總結

呂 峰，張惠蘭

（內蒙古億利化學工業有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 014300）

目前，PVC 干燥技術主要有氣流干燥、旋風干燥、旋流干燥、噴霧干燥、沸騰床干燥技術及以上幾種組合式的干燥技術。內蒙古億利化學工業公司采用了氣流-旋風干燥技術。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 的生產和產品的質量產生了較大的影響，經過分析問題和實施改造，目前，整個裝置運行平穩。

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，使漿料在輸送的管道和混料槽中進行回流，并通過自動調節閥將PVC 漿料加到離心機中，在連續沉降式離心機中，PVC 漿料被分離為母液和濾餅（含水量為20%～25%的PVC 濕物料）。離心母液經空氣加熱器回收熱量后，經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，經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，進行傳質傳熱，以蒸發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干燥的PVC 和熱空氣以切線方向從旋風干燥器的底部進入，氣流和PVC 粉料在旋轉狀態下通過旋風干燥器，繼續與熱空氣進行傳質傳熱，最終使PVC 粉料中的水分小于0.4%。旋風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分離器進行氣固分離，熱空氣被引風機排入大氣，分離下來的PVC 樹脂進入產品料斗，后經旋轉閥，進入方篩及圓篩進行篩分進入緩沖料斗，后經旋轉閥和在線噴射器進入氣力輸送管線中，利用干燥輸送風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分離器中，物料經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 引風機高壓變頻改造

2.1.1 存在的問題

引風機提供了干燥器的輸送動力，維持了PVC樹脂從干燥器、旋風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機進口處的風門來調整。引風機屬于高壓大功率高能耗設備，其輸出功率不隨生產負荷變化而變化，只有通過改變進口風門的開度來調整，風門的開度一般只為50%～60%，造成很大部分能量消耗在節流損失中。同時，由于引風機的運行，使得入口風門振動較大，加上生產過程中風門的不斷調整，容易導致風門拉桿斷裂或風門定位器損壞，迫使裝置停車處理。

2.1.2 改造措施

為了提高引風機的生產效率、降低能耗以及系統的綜合可靠性，引風機負載的驅動系統采用全數字交流高壓變頻器實施控制。高壓變頻調速系統是直接串聯于高壓電源與高壓電機之間的變頻調速設備，藉以改變引風機的運行速度，實現調節風量，既滿足了生產要求，而且減少了因風門損壞而造成系統停車檢修所造成的經濟損失，同時，使維護量大大降低，又達到了節約電能的目的。2012年11月-2013年3月對1線、3線、4線引風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，平均可節電23.96%。

表1 引風機在工頻、變頻情況下的耗電情況

2.2 干燥除塵系統的改造

2.2.1 存在的問題

為了防止旋轉閥所泄漏的氣體影響上游方篩和圓篩的篩分能力，在緩沖料斗上增設了1套抽吸系統。這套抽吸系統將緩沖料斗中的氣體抽出，氣體中夾帶的粉料被小旋風分離器分離氣固后，進入圓篩進行回收，從小旋風分離器頂部出來的氣體則通過小引風機排空。但在實際生產過程中，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生“滿篩”現象，也會使小旋風分離器下料困難，迫使小旋風分離器分離下來的粉料被小引風機抽出，導致PVC 的“跑料”，而且圓篩故障率比較高，造成除塵系統不能正常運行。

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，大多都是小旋風分離器過來的料，于是，決定對除塵系統進行改造，停用圓篩、小旋風分離器、小引風機，取消緩沖料斗至小旋風分離器的管線，在緩沖料斗頂部連接1根DN100管線與存在一定負壓的旋風分離器入口相連，這樣，緩沖料斗內含粉塵的氣體被吸入，通過旋風分離得到回收，同時緩沖料斗成為負壓操作，避免了振動篩反氣、滿篩等現象，也使得現場環境有了明顯改觀。具體改造方案見圖1。

圖1 干燥除塵系統改造前后流程圖

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分離器中，物料經分離后，落入包裝筒倉，輸送尾氣直接排空。為滿足生產需要，每個包裝筒倉頂部設有2個旋風分離器，可供干燥1條生產線通過，其中的1個旋風分離器送料，也可供干燥2條生產線分別通過這2個旋風分離器同時送料。由于旋風分離器排氣量設計不足，造成由干燥輸送風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，當筒倉由干燥1條生產線通過其中的1個旋風分離器送料時，會有部分氣體夾帶PVC 粉料從另一個旋風分離器排氣口排出，導致PVC 的浪費，而且嚴重影響現場環境。當筒倉由干燥2條生產線同時送料時，包裝筒倉會出現“蹩壓”現象，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個旋風分離器，在其頂部增設1個除塵器。從干燥氣力輸送系統送來的物料直接進入包裝筒倉，含有PVC 粉料的氣體經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 影響產品質量的主要因素和解決辦法

在干燥工序，影響PVC 產品質量的因素有雜質粒子數、揮發物含量、篩余物質量分數等，但影響成品品級率的主要是雜質粒子數和揮發物含量。

3.1 雜質粒子數超標

雜質粒子數超標是影響產品質量的主要因素。影響雜質粒子數超標的原因如下。

（1）氣流干燥器底部容易積料[1]；

（2）離心機絞龍內腔容易積料結塊，在進料管與其長時間的摩擦接觸下，產生黑點；

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

（4）空氣過濾器過濾效果差，存在抽漏現象。解決辦法如下。

（1）合理調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；根據生產負荷合理調整系統風量，保證氣流干燥器底部的風壓；

（2）改造離心機進料管，適當縮小進料管口徑，在其外側增加套管，并在套管上開有一定數量的小孔，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腔，杜絕了樹脂積料結塊；

（3）做好粉碎機的日常維護保養，定期檢查；

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

3.2 揮發物含量超標

揮發物主要為水分，是影響產品質量的另一個因素。引起揮發物含量超標的主要原因如下。

（1）蒸汽壓力、溫度偏低，導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）干燥輸送風機出口冷卻器內漏，導致循環水混入樹脂中；

（4）環境溫度、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，發現堵塞，及時清理或更換；

（3）在冷卻器底部安裝疏水閥，作為日常巡檢的內容；

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

4 結語

針對生產中遇到的問題，經過一系列的技術改造，生產運行比較穩定，生產能力達到甚至超過了設計要求，現場環境也得到了明顯改善。對發生的質量問題及時分析原因并給予解決，目前產品質量大大提升，并維持在較高水平。

［1］張睿.PVC干燥系統的運行總結.中國氯堿工業協會編.2011年全國聚氯乙烯行業技術年會論文集.深圳：中國氯堿工業協會，2011，226－230.

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