空心桨叶干燥技术在聚乙烯醇生产中的应用

聚乙烯醇 (PVA)是一种重要的有机化工原料，广泛应用于乳液、涂料、粘合剂及纤维助剂等领域。聚乙烯醇干燥是该产品*后一道关键工序，直接影响产品质量。聚乙烯醇主要挥发分是甲醇和醋酸甲酷，属易燃易爆、有毒性物质，对干燥安全性要求高，且产品牌号多达30种，各种牌号产品之间物性差距较大，干燥时极易结块、粘壁。山西某公司经过多方调研，决定采用聚乙烯醇空心桨叶两级干燥工艺，经过近一年的使用，效果较理想。

1、聚乙烯醇干燥现状及存在的问题

聚乙烯醇常规干燥工艺中普遍采用耙式干燥器，主要存在如下问题:

干燥器体积庞大，传热效率低。国内常见聚乙烯醇干基处理量为1t/ h的耙式干燥器保温后直径在2.8m，长度达25一30m。干燥器仅靠夹套筒壁传热，内壁板厚20mm，传热系数较小，传热效果较差，特别是在内壁粘料后，传热效率更低。

存在干燥死角、粘壁严重。在干燥器内部测温点、轴承座和端板处耙子无法刮到的地方形成干燥死区。另外，由于设备筒体较长，筒体同心度不好保证，耙子与筒壁的间隙不均匀(10--20mm)，有些物料无法刮起，长期运行就会结疤，粘结在壁面上，通常运行一月多就需要清理内部皮料，否则就会在产品中夹杂黄点物料，影响产品质量。

清理困难，故障率高。干燥器内的耙子和轴承座影响人在内部清理，每次清理都需要停车一天左右，且降温和升温也很慢，造成停车时间较长，直接影响产品的产量。干燥器的耙子靠连接臂与轴连接，连接螺栓经过运行振动和温度的变化经常松动，耙子就会刮壁，造成耙子和连接臂的弯曲，这时必须停车处理;内部的两处轴承无法在运行中加油，运行时轴承缺油，轴承损坏频繁;轴承处的主轴一般分成三大段和三小段，小段实心轴与大段空心轴之间依靠平键连接，当刮壁和耙子损坏时，经常造成平键过载，出现键的剪切损坏。频繁的开停车对连续生产影响很大，不仅造成物料的消耗增加，而且增加出现不合格品的几率，副品增多，给工艺操作带来难度和麻烦，*终影响了聚乙烯醇产品的质量。

聚乙烯醇空心桨叶两级干燥技术

工艺流程

聚乙烯醇空心桨叶两级干燥工艺流程。

来自压榨机的湿聚乙烯醇颗粒与外返料系统输送来的干燥聚乙烯醇颗粒混合进人一级桨叶干燥器，干燥器热轴和桨叶片中空，内部通有蒸汽，物料随热轴的转动逐渐向出料端移动，同时接受热轴和桨叶传递的热量，物料温度升高，湿分汽化。一级干燥器是聚乙烯醇干燥的主要干燥单元，其干燥量占干燥总量的70%。

一级干燥完后，物料进入二级干燥，通过热轴与桨叶的间接传热，物料中的湿分继续蒸发，*终直至干燥合格后通过干燥器溢流堰离开干燥系统进入振动筛筛选，大颗粒和团聚的产品从废品口排出，符合要求的聚乙烯醇干燥颗粒大部分排出进行包装，部分合格产品通过返回系统再返回干燥系统。二级干燥蒸发的挥发分通过一级干燥机下料口进入一级干燥机，与一级干燥的挥发分混合，再依靠减压和抽吸系统产生的负压从一级干燥机抽出进入冷凝回收系统。

桨叶干燥器结构

聚乙烯醇干燥工艺系统中的主机设备为桨叶干燥器，它是一种热传导型干燥设备，由热轴、机身、端板、上盖及传动系统等组成。干燥器的换热面主要是两根热轴、楔形叶片和加工有蜂窝夹套的壳体，其中热轴上的楔形叶片是主要的加热面，换热面积占总换热面积的70%以上。

应用情况

生产情况

聚乙烯醇桨叶两级干燥系统投产已经一年多，设备整体运行平稳，各项指标达到产品要求，主要参数见表1。   

 表 1 聚乙烯醉桨叶两级干燥系统运行参数

出现的问题及解决方法

在开车初期，当聚乙烯醇更换品种时，随着温度的调整，干燥器出现振动，发生的振动是有规律性的，整个干燥轴发生上下跳动，经过测听判断发生的振动源在设备内部。设备降温停车后开盖检查，发现设备内部皮料结块严重，桨叶上有10mm左右皮料层，下壁有10mm左右的皮料，经过高温和摩擦，皮料已经塑化，非常坚硬，清理十分困难，轴的振动是由皮料层将轴垫起引起的。

研究发现，粘壁与生产中聚乙烯醇牌号、返料量大小关系密切，聚乙烯醇17-99物料粘性小，不易结皮料，所需的返料量小；聚乙烯醇17-88物料粘性大，易形成皮料，所需的返料量大。生产中聚乙烯醇17-99切换到聚乙烯醇17-88时，仍采用聚乙烯醇17-99的返料量是出现上述问题的主要原因。

针对上述问题，采取以下解决措施:

在系统投料之前，先加入干燥后的成品物料，开启返料系统，使干燥物料填充在干燥器内，防止直接加人干燥机的过湿物料在干燥机中无法自清，造成干燥机粘壁。

在系统投料后，调整返料量为合适比例，保证进一级桨叶干燥器的聚乙烯醇物料平均湿含量低于粘点。

针对干燥不同牌号的聚乙烯醇湿物料，适当调整干燥器内物料温度。例如聚乙烯醇17-99物料的粘性小，不易结皮料，干燥的温度可控制在145℃左右;而聚乙烯醇17-88物料粘性大，易形成皮料，干燥的温度则应控制在135℃左右。

干燥器内维持一定料位可提高物料间的相互摩擦，配合桨叶干燥器桨叶片的挤压，干燥设备的自清理作用大大加强，可有效避免长时间粘结形成黄料，从而保证产品质量，延长设备清理周期。

干燥系统停车时，应维持返料系统继续工作，停止进料装置，干燥产品实行全返料，同时系统降温，系统温度低于60℃时全线停车，干燥器内不进行清料，开车时直接带料启动。