干粉生产中预研磨、造粒过程的节能研究

【摘 要】本文对釜式反应釜生产中分产品存在的问题进行研究，思考对预研磨流程进行改造，能达到环保、节能的目的。

【关键词】釜式反应釜;预研磨;螺杆

一、干粉生产过程简介

聚合物一厂干粉生产现有两种工艺，一種是后水解工艺：生产过程分溶解、聚合反应、预研磨、一次造粒、水解、二次造粒、干燥、研磨筛分、包装等9个主要工序。一种是前水解工艺：生产过程分溶解、聚合反应、预研磨、造粒、干燥、研磨筛分、包装等7个主要工序。螺杆式预研磨机对胶体进行预切割更利于胶体的造粒，振动式流化床干燥器对产品进行两段干燥，可进一步提高产品的质量。

二、生产存在的问题

干粉生产采用釜式反应釜，原生产抗盐产品（后水解工艺），为了能生产中分，进行了中分工艺流程改造，生产中分产品（前水解工艺），在生产过程中存在如下问题：

装置有两条生产线，每条生产线有四个反应釜、两个预研磨料仓、一台造粒机。反应下料进入预研磨，预研磨料仓下部有三台电机，驱动六根螺杆转动，对进入预研磨的胶体进行研磨，每次下料的胶体约8吨，因胶体粘度大，成一大块，并不分散，需研磨螺杆不断的研磨，从胶体上研磨下胶块，推到进料螺杆处。进料螺杆推料进入计量螺杆，计量螺杆通过变频器调节转速，调整进入造粒机的胶体量，达到控制造粒机的出料量。中分反应完的胶体达到了100℃以上。进入预研磨的胶体是大型块状，胶体在研磨螺杆的上面，当螺杆转动时，从大块胶体上切割下小块的胶体，因胶体粘度大、有弹性，不能完全切割下来，每次转动研磨下来的胶体有限，预研磨的效率低，需要研磨一段时间。在预研磨研磨时，研磨时间越长，温度下降的越多。研磨后的胶体进入干燥器进行干燥，通过热风对胶体进行加热，胶体在此过程中存在温度的下降又上升的过程，有部分能量浪费。

造粒机采用动静刀方式切割胶体，动刀和静刀间隙控制在40道左右，动刀高速旋转，当胶体在动静刀刀口处时，切割胶体成小块，如果胶体不在刀口处时，胶体会被动刀带动一起旋转，存在能量浪费。

三、分析

预研磨效率问题：反应釜下料时间短，为了不影响下一次反应，反应釜下料都是快速下料，暂存在预研磨中，在预研磨中进行研磨。但胶体粘度大，螺杆在胶体的下部，研磨的效果不是很好，预研磨中能看到大块的胶体在翻动。

为了提高螺杆效率，需要胶体在管道中用螺杆输送，胶体在输送过程中被螺杆搅碎。反应釜下料不能快速下料，要根据管道输送情况而定。装置一条线有四个反应釜，每个反应釜从进料到下需要8小时，基本不影响反应下料和进料的连续。

运行电机问题：现有生产条件下，需一直运行6台预研磨电机，1台供料螺杆和1台计量螺杆电机，改用管道下料直接进管道中，最多运行2台下料电机和2台进料电机。

排放氨气的可控：反应釜下料时直接进入计量螺杆中，直接被螺杆切割成小块，再进入供料螺杆。供料螺杆上部有气体排出口，产生的氨气和压缩气体会从上部排出，物料被螺杆输送进重力式自控切割输送系统，通过输送系统送入造粒机进行造粒。

反应釜下料时直接进入螺杆的过程中有如下优点：㈠物料从反应出来后直接通过螺杆破碎，进入造粒机，切割效率高;㈡物料一直管线中输送，产生的氨气和仪表风从上部管线抽走，很好的解决了氨气外泄的问题。

四、改造措施

对现有流程进行改造，反应下料由螺杆直接输送到造粒机，这样不仅可以解决放炮时氨气进入厂房，还提高的切割的效率，反应釜下来的胶体直接进行切割，如图2：

切割后的胶体直接进造粒机，造粒后进入干燥器，物料停留时间短，减少温度损失，有利于干燥，减少瓦斯消耗。

五、达到的效果

1、节能效果

原生产模式：一条线两个预研磨，每个预研磨研磨螺杆电机三台（每台功率5.5KW），一个供料螺杆（功率7.5KW）和一个计量螺杆（功率7.5KW转数可调），预研磨螺杆24小时运转，供料和计量螺杆只在出料时运转，一条线每天用电量=6×5.5×24+7.5×24+7.5×24=1032KW。

改造后模式：出料时，只有出料反应釜出料计量螺杆（功率7.5KW转数可调）和相应的供料螺杆（功率15KW）运转，其它反应釜出料计量螺杆和供料螺杆不转，每条线每天用电量=7.5×24+15×24=540KW。

改造后每天可节电=1032-540=492KW，每天节约成本492×0.68=334.56元，一年节约成本334.56×330=11.04万元。

胶体在螺杆中输送，同时被螺杆切割成小块，在螺杆中停留时间少，温度下降的少，热胶体进入干燥器后再加热，能减少瓦斯的消耗。

2、环保效果

因无放炮的因素，氨气进入厂房的少，现场环境会有改善。

结束语

干粉生产中用电量占能耗的50%左右，优化流程降低用电量，有利于降低成本，提高竞争力。同时改善员工的工作环境，有利员工的身体健康。随着干粉生产的发展，降低能源消耗，才能更好的发展。

参考文献：

[1]郭翔，董广峰，邵宇峰.提高颗粒硫酸钾强度的试验研究[J].化肥工业.2016，（4）.87-89.doi：10.3969/j.issn.1006-7779.2016.04.025.

作者简介：

王万林，现为大庆炼化公司化工生产四部一作业区工艺管理。