PVC糊树脂干燥工序常见问题原因分析及对策
赵丽颖
【摘 要】对PVC糊树脂干燥工序常见问题的原因进行了详细分析,并提出了相应对策.
【期刊名称】《聚氯乙烯》
六一儿童节对孩子的祝福语【年(卷),期】2016(044)008
【总页数】3页(P23-25)
【关键词】PVC糊树脂;干燥;挥发分;粘壁;雾化器
【作 者】赵丽颖
【作者单位】唐山三友氯碱有限责任公司,河北 唐山 063305
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ325.3
PVC糊树脂广泛应用于人造革、搪胶玩具、滴塑商标、发泡地垫等行业，主要由微悬浮法和乳液法生产，其干燥工艺采用离心喷雾干燥。干燥工序是控制糊树脂挥发分和二次粒子形态的关键工序，干燥工序各项参数(如进出口温度、胶乳固含量等)的变化直接关系到糊树脂成品的各项性能。因此干燥系统运行过程中出现的问题成为PVC糊树脂生产企业关注的焦点。
1.1 工艺流程
PVC糊树脂干燥工艺流程见图1。经过液体振动筛过滤后的PVC糊树脂胶乳(含水质量分数为55%～56%)通过泵输送至雾化器，通过雾化盘的高速旋转，从叶轮的边缘抛出，形成雾滴。热空气从喷雾干燥塔塔顶进入，胶乳通过雾化器雾化后从塔顶喷出，与热风一起并流向下流动，形成一种向下旋转的气流。雾滴与热空气首先在塔顶高温处接触，因雾滴表面积较大，与热风接触时其蒸发面积大，瞬时消耗的热量也大，使风温急剧下降[1]。当雾滴到达喷雾干燥塔底部时，树脂干燥也相应完成，干燥后的PVC糊树脂颗粒(含水质量分数<0.3%)与热空气一同进入袋滤器，并在袋滤器内与热空气分离，空气排入大气，树脂则通过气力输送系统进入粉碎工序，经粉碎机粉碎后进入成品料仓。
1.2 干燥工序温控原则
与通用PVC树脂比较，PVC糊树脂干燥工序的温控原则较为特殊：①通过控制空气加热器的蒸汽量来控制进入喷雾干燥塔的热风温度。②通过控制进入喷雾干燥塔的胶乳流量来调节出口温度。采用这种温控方式，可使喷雾干燥塔的进出口风温稳定，一方面保证了干燥速率，确保树脂挥发分达标；另一方面保证了树脂颗粒的表面状态一致，确保糊树脂的性能稳定。
2.1 糊树脂成品挥发分高
在喷雾干燥塔进料流量不变的情况下，若进塔风温过低或风量不足，则进塔的总热量不足，但喷雾干燥塔自身耗用的热量和干燥糊树脂携带的热量基本不变，这就造成用于蒸发胶乳水分的热量减少，导致树脂挥发分超标。
胶乳水含量过高也是造成树脂挥发分超标的原因之一。一般情况下，胶乳含水质量分数为55%～56%；异常情况下，胶乳含水质量分数可达57%，甚至更高。若未及时检测胶乳水含量，则在相同的进料条件下，干燥系统的蒸发负荷过高，超出当前干燥系统的最大蒸发量，就会出现树脂挥发分超标情况。
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一般而言，适当降低干燥系统负荷，有利于树脂挥发分的控制。但干燥系统负荷过低，也容易造成树脂挥发分超标。在干燥系统运行中，系统自身耗用热量优先分配，即在满足系统自身所需热量后，才能进行胶乳的干燥。若干燥系统的负荷过低，根据喷雾干燥塔的温控原则，在保证出口温度的前提下，必须降低喷雾干燥塔进口的风温，即减少进塔总热量。随着进塔风温的降低，树脂在塔内的蒸发速率变慢，在相同干燥时间内，树脂水分蒸发量变少；同时，喷雾干燥塔自身耗用热量的比例逐渐增大。以上两种因素综合在一起，造成喷雾干燥塔低负荷条件下树脂挥发分超标。
综上所述，喷雾干燥塔胶乳进料量与热量的综合匹配是控制树脂挥发分的关键，应按以下3个原则进行。
(1)保证干燥系统的整体热量供给，确保系统热量充足。
(2)保证喷雾干燥塔的运行负荷在设计负荷的70%～90%，若生产条件不允许，则在低负荷条件下，须适当提高喷雾干燥塔的出口温度，即提高进入系统的热量，确保胶乳获得足够的热量，保证蒸发速率。
(3)定期检测胶乳水含量，若胶乳水含量偏高，应及时进行降低干燥负荷、提高出口温度等操作，使胶乳进料量与系统蒸发负荷达到最佳匹配。
2.2 喷雾干燥塔内壁粘料
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干燥系统运行一段时间后，发现喷雾干燥塔内壁有部分粘料，在喷雾干燥塔柱体段距离顶部1.5 m处出现宽1 m左右的粘料形成的环带。喷雾干燥塔内壁的粘料长时间受热，逐渐分解变，并进入糊树脂粉料系统，致使糊树脂杂质粒子数升高，影响产品质量。分析其原因主要有以下3点。
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(1)在开车过程中，喷雾干燥塔自身预热不充分，塔内壁温度较低，未达到要求，导致物料接触塔壁并粘壁。
(2)空气分布器角度不合适，导致未干燥的物料过早接触塔壁，造成粘壁。
(3)在初始进胶乳的过程中，胶乳提量过快，导致进入雾化器的物料黏度快速增加，胶乳雾化不好，出现大颗粒，在接触塔壁时大颗粒仍为湿颗粒，造成粘壁。
针对以上粘壁原因，可进行如下4方面改进。
(1)在开车过程中，充分进行系统预热，确保喷雾干燥塔自身热量饱和。
(2)调整空气分布器角度，使雾化液滴呈向下抛物线干燥，避免湿物料过早接触塔壁。
(3)在胶乳进料过程中采取缓慢进料方式，确保雾化效果。
(4)若已经出现粘壁，可对喷雾干燥塔进行工艺风吹扫或水冲洗。从实际运行经验看，水冲洗的效果好于工艺风吹扫，冲洗频率为每月1次较为合理。
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2.3 报警原因及处理方法
雾化器是干燥工序的核心精密设备，运行过程中有各种报警信号监控雾化器的运行状况，联锁动作则保护雾化器的设备安全。雾化器主要报警联锁如下。
(1)当雾化器轴振动>0.4 mm时，系统提示“雾化器轴振动高”报警，延时60 s，雾化器停止运行；当雾化器轴振动>0.5 mm时，系统提示“雾化器轴振动高高”报警，延时3 s，雾化器停止运行。
(2)当雾化器转速>设定转速时，系统提示“雾化器转速高” 报警，雾化器停止运行。
(3)在雾化器运行过程中，若润滑油量低于设定值，则系统提示“雾化器润滑油量低”报警，延时30 s，雾化器停止运行。
(4)当雾化器润滑油油量高于设定值时，系统提示“雾化器润滑油量高”报警，延时900 s，雾化器停止运行。
(5)当雾化器电动机温度高于设定值时，系统提示“雾化器电动机温度高”报警，雾化器停止运行。
(6)当雾化器电流大于设定电流时，系统提示“雾化器电流高”报警。
(7)雾化器溢流信号报警，胶乳泵停止运行，雾化器停止运行。
雾化器报警的原因很多，现就产生报警的常见原因进行分析，并提出处理方法，见表1。干燥工序其他问题原因及处理方法见表2。
干燥工序长周期稳定运行是PVC糊树脂生产企业的关注重点，只有快速判定产生异常的原因，并提出合理的处理措施，才能为PVC糊树脂的质量提供保证。
【相关文献】
[1] 郝文生，安丰华，刘亚平，等.喷雾干燥技术在PVC糊树脂生产中的应用[J].聚氯乙烯，2006(11)：8-9.