氯化聚乙烯干燥工艺技术的研究.pdf

第37卷,第3期
安徽化工
Vol37. No. 3
201年6月
ANHUI CHEMICAL INDUSTRY
011
氯化聚乙烯干燥工艺技术的研究
王积国
(安徽省化工研究院,安徽合肥230041)
摘要:千燥工序是CPE生产中的一个重要环节。论述了CPR的干燥原理和干燥特点,选拯了“气流一沸腾”千燥工艺并对比了几种CPE
于燥工艺的工程数据。
关键词:氯化聚乙烯;干燥;工艺
doi:10.3969/-is9-1008-553X.2011.03.017
中图分类号:TQ325.12文献标识码:A文章编号:1008-553X(2011)03-0052-02
氯化聚乙烯(CPE)是由高密度聚乙烯经氯化制得2CPE的干燥特性
的一种改性氯化高聚物,含氯量一般控制在30%~50%
为了选择合适的CPE干燥工艺和干燥器,我们对
(质量分数)。产品外观为白色粉末或颗粒,170℃以上分其进行干燥试验,得到干燥曲线图1和干燥速度曲线图
解,类似于橡胶弹性体。据全国CPE专业委员会统计,2(干燥条件为:温度21℃,相对湿度90%,热风温度
2010年我国CPE总生产能力达60多万吨,实际产量为55生1℃)。
50万吨,已是世界CPE第一大生产国。CPE在我国主要
由图1、图2可知,CPE的平衡水分接近于0,其第
用于硬PVC制品的抗冲击改性。安徽省化工研究院从临界湿含量为12%左右(千基),第二临界湿含量为4%
上世纪70年代开始进行水相法CPE的研制工作,目前左右(干基),所以,其内部水分的干燥是比较困难的。
是国内主要的CPE成套生产技术转让院所。于燥工序
是CPE生产中的主要耗能工序之一,CPE的干燥问题
曾一度成为技术难题,其工艺与设备的选择是否合理,
决定着企业的生产成本、生产能力与经济效益。
1CPE的干燥原理
湿分以松散的化学结合形式或以液态溶液存在于
。⊥-、。--ー-よ-_上。-
固相中,或聚集在固体的毛细微结构中,这种液体的蒸
千时層分
s倍公所、木会片+
汽压低于纯液体的蒸汽压,称之为结合水分;而游离在
图1氯化棗乙烯干燥曲线图2氯化乙烯干燥速度曲线
表面的湿分则称为非结合水』由于在CPE的大分子结
构中存在极性基因,而其粉末的结构又十分疏松,以致3CPE的干燥工艺流程
其湿粉中不仅含有“非结合水”,而且含有“结合水”,要
CPE的生产过程是一个批量生产、间歇操作、顺序
将其干燥到不大于0.3%(湿基)的含水量是比较困难的控制的过程。CPE浆料经离心机离心后,得到含水30%
(此时方视为干燥合格)。为此,我们选择热空气作为传
40%(湿基),最小颗粒150um,最大颗粒不超过
热介质进行(流态化)干燥,含有水分的颗粒物料与热气
500um,平均颗粒220um的湿料,此时进人干燥工序
流接触,由于其表面的水装汽压大于热空气中的水蒸汽其工艺流程如图3所示。湿物料由料斗加入,通过螺旋
分压,水蒸汽就由物料颗粒表面向热空气中扩散,而被输送器进人气流千燥管.同时开启空气加热器和沸腾床
不断流动更新的热空气带走。随着物料表面水分的不断顶部的引风机。物料经气流管初步干燥后,进人沸腾床,
汽化,物料颗粒内部的湿度又大于其表面湿度,形成了细物料经旋风分离器捕集后,落人沸腾床继绫干燥。控
湿度梯度,则颗粒内部的水分不断地向表面扩散,直至制进风温度与床层温度,调节进风量与风速。当床层与
达到该物料的平衡水分为止,物料得到干燥。
床顶温度达到工艺要求后,吹冷风降温,物料经出料阀
收稿日期:2011-01-17
作者简介:王积国(1971-),男,毕业于安徴化工学校,助理工程师,目前从事化工技术的研发和管理工作,1385512587,g_1971@126.com。
王积国:氯化榮乙烯干燥工艺技术的研究
流入包装袋。
此法干燥CPE,则在生产中容易产生“结床”或“跑料”现
象。因为从离心机过来的湿料,含水率较大,物料较重,
¨螺输
进入沸腾床后,在有热空气的情况下,如果引风机风压
らI
不够,物料在床中“沸腾”效果欠佳,则物料很容易结困,
最终整体结于床中。如考虑避免“结床”现象,则需加大
器
NH
热交换器
引风机风压,随着干燥的进行物料中水分减少,物料颗
粒变轻,在引风机的排风尾气中夹带着大量物料,尤其
蒸汽
在接近干燥终点时,“跑料”现象明显。
蒸
汽
考虑到CPE批量、间歇式生产的特点,结合气流干
燥与沸腾干燥的各自优点,我们选择二者串联的工艺。
图3CPE气流一沸騰干燥流稈图
4.2于燥器型式的选择
我们选用的气流管是管径交替缩小和扩大的脉冲
4结果与讨论
式干燥管,加人的物料在管径小的干燥管内得到加速。
4.1工艺路线的选择
当其加速终了时,管径突然扩大,颗粒运动速度随之减
气流干燥(瞬间干燥)使加热介质与待干燥固体颗粒小。由于颗粒的运勁速度交替地加速和减速,热空气和
直接接触,相之间的传热传质表面积大而使体积传热系颗粒之间的相对运动速度也较大,从而强化了传热传质
数h也相当高,普通直管气流干燥器的h。为2300
的速率。考虑到CPE的干燥特点,我们采用单层卧式沸
7000wA(m2K),热效率高,处理量大,对CPE"“非结合水”腾床,此床结构简单,容易操作,干速度快,处理量大。
干燥效果明显。由于物料在气流管中的停留时间较短,所
4.3CPE干燥的工程数据
以对CPE中的“结合水”千燥比较困难。若单用此法干燥
安徴省化工研究院自上世纪80年代首次采用水相
CPE需反复于燥5-6次方能合格,生产周期长,劳动强法生产CPE(千吨级)至今,在国内已成功对十几家企业
度大,物料损失多,能量消耗大,工作环境恶劣。
进行技术转让。在干燥工序上,经历了气流干燥、沸腾干
沸腾干燥由于物料在沸騰床中剧烈搅动,大大地减燥、气流一沸腾干燥的不同阶段。表1列出了不同干燥
少了气膜阻力,因而热效率高,更重要的是物料的停留工艺的工程数据。
时间可以任意调节,克服了气流于燥的缺点。但若单用
表1不同干燥工艺的工程数据
生产单位
原莞湖化工厂
本院试验厂
准北恒欣
生产规模(y)
800
3000
干燥形式
中150双级气流
沸腾干燥
气流一沸腾
物料批号
80-6-13
02-06
含水量%(湿基)湿粉40
干粉
0.3
0.3
生产問期(小时/批)
耗蒸汽量(tCPE)
耗电量(度/ACPE)
400
劳动强度
大
般
5结束语
效益和社会效益。
干燥工序是CPE生产中的一个重要环节,采用气
参考文献
流一沸腾于燥工艺符合CPE干燥特性,干燥设备结构潘水康,王喜忠.现代干燥技术M.北京:化学工业出版社,
的设计(例如气流分布板开孔率)、附件(例如风机与旋
1998:12-13
风分离器等)的选型、设备的除尘等都是影响CPE干燥2]杨云、CPE沸腾于燥试验『安徽化工,199(CPE专辑)
的重要因素。安徽省化工研究院目前已研