聚乙烯醇 (PVA)是一種重要的有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于乳液、涂料、粘合劑及纖維助劑等領(lǐng)域。聚乙烯醇干燥是該產(chǎn)品最后一道關(guān)鍵工序，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。聚乙烯醇主要揮發(fā)分是甲醇和醋酸甲酷，屬易燃易爆、有毒性物質(zhì)，對(duì)干燥安全性要求高，且產(chǎn)品牌號(hào)多達(dá)30種，各種牌號(hào)產(chǎn)品之間物性差距較大，干燥時(shí)極易結(jié)塊、粘壁。山西某公司經(jīng)過多方調(diào)研，決定采用聚乙烯醇空心槳葉兩級(jí)干燥工藝，經(jīng)過近一年的使用，效果較理想。

1、聚乙烯醇干燥現(xiàn)狀及存在的問題

聚乙烯醇常規(guī)干燥工藝中普遍采用耙式干燥器，主要存在如下問題:

干燥器體積龐大，傳熱效率低。國內(nèi)常見聚乙烯醇干基處理量為1t/ h的耙式干燥器保溫后直徑在2.8m，長(zhǎng)度達(dá)25一30m。干燥器僅靠夾套筒壁傳熱，內(nèi)壁板厚20mm，傳熱系數(shù)較小，傳熱效果較差，特別是在內(nèi)壁粘料后，傳熱效率更低。

存在干燥死角、粘壁嚴(yán)重。在干燥器內(nèi)部測(cè)溫點(diǎn)、軸承座和端板處耙子無法刮到的地方形成干燥死區(qū)。另外，由于設(shè)備筒體較長(zhǎng)，筒體同心度不好保證，耙子與筒壁的間隙不均勻(10--20mm)，有些物料無法刮起，長(zhǎng)期運(yùn)行就會(huì)結(jié)疤，粘結(jié)在壁面上，通常運(yùn)行一月多就需要清理內(nèi)部皮料，否則就會(huì)在產(chǎn)品中夾雜黃點(diǎn)物料，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

清理困難，故障率高。干燥器內(nèi)的耙子和軸承座影響人在內(nèi)部清理，每次清理都需要停車一天左右，且降溫和升溫也很慢，造成停車時(shí)間較長(zhǎng)，直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量。干燥器的耙子靠連接臂與軸連接，連接螺栓經(jīng)過運(yùn)行振動(dòng)和溫度的變化經(jīng)常松動(dòng)，耙子就會(huì)刮壁，造成耙子和連接臂的彎曲，這時(shí)必須停車處理;內(nèi)部的兩處軸承無法在運(yùn)行中加油，運(yùn)行時(shí)軸承缺油，軸承損壞頻繁;軸承處的主軸一般分成三大段和三小段，小段實(shí)心軸與大段空心軸之間依靠平鍵連接，當(dāng)刮壁和耙子損壞時(shí)，經(jīng)常造成平鍵過載，出現(xiàn)鍵的剪切損壞。頻繁的開停車對(duì)連續(xù)生產(chǎn)影響很大，不僅造成物料的消耗增加，而且增加出現(xiàn)不合格品的幾率，副品增多，給工藝操作帶來難度和麻煩，最終影響了聚乙烯醇產(chǎn)品的質(zhì)量。

聚乙烯醇空心槳葉兩級(jí)干燥技術(shù)

工藝流程

聚乙烯醇空心槳葉兩級(jí)干燥工藝流程。

來自壓榨機(jī)的濕聚乙烯醇顆粒與外返料系統(tǒng)輸送來的干燥聚乙烯醇顆?；旌线M(jìn)人一級(jí)槳葉干燥器，干燥器熱軸和槳葉片中空，內(nèi)部通有蒸汽，物料隨熱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸向出料端移動(dòng)，同時(shí)接受熱軸和槳葉傳遞的熱量，物料溫度升高，濕分汽化。一級(jí)干燥器是聚乙烯醇干燥的主要干燥單元，其干燥量占干燥總量的70%。

一級(jí)干燥完后，物料進(jìn)入二級(jí)干燥，通過熱軸與槳葉的間接傳熱，物料中的濕分繼續(xù)蒸發(fā)，最終直至干燥合格后通過干燥器溢流堰離開干燥系統(tǒng)進(jìn)入振動(dòng)篩篩選，大顆粒和團(tuán)聚的產(chǎn)品從廢品口排出，符合要求的聚乙烯醇干燥顆粒大部分排出進(jìn)行包裝，部分合格產(chǎn)品通過返回系統(tǒng)再返回干燥系統(tǒng)。二級(jí)干燥蒸發(fā)的揮發(fā)分通過一級(jí)干燥機(jī)下料口進(jìn)入一級(jí)干燥機(jī)，與一級(jí)干燥的揮發(fā)分混合，再依靠減壓和抽吸系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)壓從一級(jí)干燥機(jī)抽出進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)。

槳葉干燥器結(jié)構(gòu)

聚乙烯醇干燥工藝系統(tǒng)中的主機(jī)設(shè)備為槳葉干燥器，它是一種熱傳導(dǎo)型干燥設(shè)備，由熱軸、機(jī)身、端板、上蓋及傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。干燥器的換熱面主要是兩根熱軸、楔形葉片和加工有蜂窩夾套的殼體，其中熱軸上的楔形葉片是主要的加熱面，換熱面積占總換熱面積的70%以上。

應(yīng)用情況

生產(chǎn)情況

聚乙烯醇槳葉兩級(jí)干燥系統(tǒng)投產(chǎn)已經(jīng)一年多，設(shè)備整體運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到產(chǎn)品要求，主要參數(shù)見表1。   

 表 1 聚乙烯醉槳葉兩級(jí)干燥系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

出現(xiàn)的問題及解決方法

在開車初期，當(dāng)聚乙烯醇更換品種時(shí)，隨著溫度的調(diào)整，干燥器出現(xiàn)振動(dòng)，發(fā)生的振動(dòng)是有規(guī)律性的，整個(gè)干燥軸發(fā)生上下跳動(dòng)，經(jīng)過測(cè)聽判斷發(fā)生的振動(dòng)源在設(shè)備內(nèi)部。設(shè)備降溫停車后開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部皮料結(jié)塊嚴(yán)重，槳葉上有10mm左右皮料層，下壁有10mm左右的皮料，經(jīng)過高溫和摩擦，皮料已經(jīng)塑化，非常堅(jiān)硬，清理十分困難，軸的振動(dòng)是由皮料層將軸墊起引起的。

研究發(fā)現(xiàn)，粘壁與生產(chǎn)中聚乙烯醇牌號(hào)、返料量大小關(guān)系密切，聚乙烯醇17-99物料粘性小，不易結(jié)皮料，所需的返料量??；聚乙烯醇17-88物料粘性大，易形成皮料，所需的返料量大。生產(chǎn)中聚乙烯醇17-99切換到聚乙烯醇17-88時(shí)，仍采用聚乙烯醇17-99的返料量是出現(xiàn)上述問題的主要原因。

針對(duì)上述問題，采取以下解決措施:

在系統(tǒng)投料之前，先加入干燥后的成品物料，開啟返料系統(tǒng)，使干燥物料填充在干燥器內(nèi)，防止直接加人干燥機(jī)的過濕物料在干燥機(jī)中無法自清，造成干燥機(jī)粘壁。

在系統(tǒng)投料后，調(diào)整返料量為合適比例，保證進(jìn)一級(jí)槳葉干燥器的聚乙烯醇物料平均濕含量低于粘點(diǎn)。

針對(duì)干燥不同牌號(hào)的聚乙烯醇濕物料，適當(dāng)調(diào)整干燥器內(nèi)物料溫度。例如聚乙烯醇17-99物料的粘性小，不易結(jié)皮料，干燥的溫度可控制在145℃左右;而聚乙烯醇17-88物料粘性大，易形成皮料，干燥的溫度則應(yīng)控制在135℃左右。

干燥器內(nèi)維持一定料位可提高物料間的相互摩擦，配合槳葉干燥器槳葉片的擠壓，干燥設(shè)備的自清理作用大大加強(qiáng)，可有效避免長(zhǎng)時(shí)間粘結(jié)形成黃料，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)設(shè)備清理周期。

干燥系統(tǒng)停車時(shí)，應(yīng)維持返料系統(tǒng)繼續(xù)工作，停止進(jìn)料裝置，干燥產(chǎn)品實(shí)行全返料，同時(shí)系統(tǒng)降溫，系統(tǒng)溫度低于60℃時(shí)全線停車，干燥器內(nèi)不進(jìn)行清料，開車時(shí)直接帶料啟動(dòng)。