PVC沸腾流化干燥系统的优化

2013-09-27杨少鹏郑世红高红梅

河南化工 2013年1期

杨少鹏，郑世红，高红梅

(昊华宇航化工有限责任公司，河南焦作 454000)

我公司采用的PVC干燥采用的是微负压沸腾流化系统，该系统主要由离心式鼓风机、引风机、流化床、八组旋风分离器、尾气洗涤塔，一次、二次输送风机，二组旋风分离器，振动筛等设备构成。此系统干燥温度相对较低，系统稳定，产品杂质少，优级品率高，还配备有相应的尾气除尘系统。流化床长为15 660 mm，宽为4 500 mm，分为两部分:一床和二床。一床又分为两部分:一室和二室，一室和二室之间有挡板隔开。流化床内部共有17组内置散热器，提供了流化床干燥PVC浆料的主要热源，散热器所用的是饱和低压蒸汽。

经汽提脱除了氯乙烯(VCM)单体的PVC浆料送进浆料槽，由浆料泵输送至离心机，PVC浆料由离心机脱除部分水分后，成为滤饼，含水率20% ～25%;PVC滤饼经分布器送至干燥床。

空气经过过滤器除去杂质，由鼓风机送至空气加热器，与蒸汽进行热交换成为热风，热风由干燥床底部风室进入干燥床。总管来的蒸汽经管道混合器降温后，进入干燥床内置散热器。含部分水分的PVC树脂，在干燥床内与热风及内置散热器内的低压饱和蒸汽进行热交换，PVC树脂的水分被脱除出来，成为合格的PVC树脂。含水分较大的湿空气由引风机引出，引风经八组旋风分离器分离带出的PVC颗粒，PVC返回流化床内，引风经尾气洗涤塔除尘后排空。PVC树脂由一次输送风机引出，经二组旋风分离器分离，再经旋转加料器，由湿空气消除静电后，进入振动筛。通过振动筛分离出不合格料，合格料由二次输送风机送至料仓，经检验﹑包装后，成为PVC产品。

在生产过程中，出现了流化床堆床、尾气处理系统跑料等问题。本文将针对流化系统的两个主要问题进行分析、研究，阐述对其进行的设备改造和工艺控制方法的改进。

1 干燥床堆床问题的处理

1.1 堆床原因分析

干燥床堆床是指在PVC干燥生产中，浆料由离心机部分脱水后进入干燥床内后沸腾效果差，严重时出现不沸腾现象，提高风量和床底风压不能改变沸腾效果的现象。

经分析，导致干燥床堆床的原因有三个:①从离心机脱水后的浆料经分布器进入流化床时分布不均匀，床内的湿浆料在分布器下方大量堆积而不能流化;②流化床沸腾时的料层低，湿浆料进入床内后不能被含水率相对较小的浆料托起，而是直接落到内置散热器上表面，浆料黏附在散热器表面而不流动;③流化床内置散热器与PVC浆料换热效果差，床温偏低。三个条件有一不足，都会导致流化床堆床，干燥系统停车。要解决这个问题，就要考虑分布器的分料效果、流化床沸腾时的床层高度和床内温度。

1.2 分布器改造

分布器是将部分脱水的浆料向干燥床分布的工具，其分布效果直接影响干燥床的沸腾情况。我们希望进入干燥床的浆料能够均匀地分布到一床一段，这样才能充分利用一段的散热器进行换热。我公司对流化床分布器改造前后的数据列于表1。

表1 流化床分布器两次尺寸对比

改造前后分布器的转速都是400 r/min，由以上数据可看出，改造后的叶片间隙比改造前的减小了10 mm，减少了分布器运行过程中向正下方的漏料量;同时叶片直径增长40 mm，增大了浆料向流化床内部抛洒的线速度。从而使PVC浆料更均匀地分布在流化床内部，改善了流化床的流化状态。

1.3 流化床床层高度的控制

流化床一床一室散热器的高度为1 577 mm，正常生产中，为了不使浆料黏附在散热器上，需要将料层控制在1 577 mm左右。在干燥DCS控制系统中，料层高度是由料层压差表示的，所以需要将高度数据转换成压差数据。经过计算料层压差控制在5 100 kPa最为合适。

1.4 流化床温度控制

流化床内置散热器产生的冷凝水汇集到一个热水槽，从槽的底部进入槽内，热水槽起到一个液封作用;热水槽顶部有一排空口与大气相通，是常压容器。蒸汽冷凝水入口与溢流口之间的高度为3 200 mm，经计算，进入内置散热器的低压蒸汽压力不能高于31.36 kPa，若高于此值，将会有部分蒸汽不能冷凝成水而直接从热水槽冒出，降低散热器与PVC的换热效果。为了方便控制进入散热器的压力，在DCS操作平台上，我公司采用蒸汽阀门的开度与散热器内部压力联锁的控制方式，阀门的开度随着蒸汽压力的升降而自动调节，始终保持散热器的蒸汽压力处于相对稳定状态。