振動流化床干燥器對聚丙烯酰胺產(chǎn)品質(zhì)量的影響與控制

魯飛虎

振動流化床干燥器對聚丙烯酰胺產(chǎn)品質(zhì)量的影響與控制

魯飛虎

（大慶煉化公司，黑龍江大慶 163411）

近年來，隨著大慶油田開采的不斷深入，對油田三次采油驅(qū)油助劑聚丙烯酰胺的需求量日益增加，大慶煉化公司主要從事聚丙烯酰胺的工業(yè)化生產(chǎn)，在確保穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的同時(shí)，更要保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

振動流化床干燥器；質(zhì)量；溫度；壓力

聚合物驅(qū)是指在注入水中加入水溶性的高分子聚合物，增加水相黏度和降低水相滲透率，改善油水黏度比，從而擴(kuò)大體積波及系數(shù)，達(dá)到提高原油采收率的方法。而聚合物的質(zhì)量檢測是聚合物驅(qū)現(xiàn)場試驗(yàn)和工業(yè)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，檢測指標(biāo)包括常規(guī)檢測指標(biāo)和性能評價(jià)指標(biāo)兩種。實(shí)際生產(chǎn)中，干燥過程又是保證聚丙烯酰胺產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本裝置采用振動流化床干燥器，對產(chǎn)品進(jìn)行兩段干燥。在此過程中，聚丙烯酰胺由膠體變成粉劑，含水率由70%降至10%左右。

1　振動流化床干燥器的作用原理

振動流化床的作用原理為濕物料自進(jìn)料口進(jìn)入流化床干燥器內(nèi)，在振動力與重力的作用下，物料沿著水平放置的流化床床層前進(jìn)，熱風(fēng)穿過布風(fēng)板再向上穿過濕物料，在激振力與熱氣流的雙重作用下，物料呈懸浮流化狀態(tài)，濕物料與熱風(fēng)進(jìn)行強(qiáng)烈的傳熱傳質(zhì)，濕空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵后由排氣口排出；干燥后的物料由排料口排出。

優(yōu)點(diǎn)：一是采用機(jī)械振動，使在連續(xù)操作時(shí)能得到較理想的活塞流，減輕和消除流化床的溝流騰涌現(xiàn)象，增加流化物料的穩(wěn)定性，改善流化質(zhì)量；物料停留時(shí)間分布均勻，停留時(shí)間易于調(diào)節(jié)控制，可獲得非常理想的產(chǎn)品含水率。二是由于物料和干燥介質(zhì)接觸面積大，物料在床內(nèi)不斷地進(jìn)行激烈攪動，所以傳熱效果良好，床層溫度均勻，無局部過熱現(xiàn)象，無死角，體積傳熱系數(shù)大，氣固直接接觸，熱傳遞阻力小，可連續(xù)大量處理物料，能獲得較高的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。三是由于床層的強(qiáng)烈振動，傳熱和傳質(zhì)的阻力減小，改善了流化質(zhì)量，提高了振動流化床的干燥速率，同時(shí)使不易流化或流化時(shí)易產(chǎn)生大量夾帶的塊團(tuán)性或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產(chǎn)生返混、溝流、黏壁等現(xiàn)象。

2　干燥過程

振動流化床干燥器電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，傳動軸帶動箱式振蕩器，產(chǎn)生水平方向的激振力，經(jīng)干燥器下面板彈簧作用，產(chǎn)生水平方向一個(gè)分力和垂直方向的一個(gè)分力。水平方向的分力促使物料以一定的速度向前輸送至干燥器出口，垂直方向的分力與分布板上的熱空氣一起將物料拋起，使物料處于流化狀態(tài)。其加熱方式屬于錯(cuò)流干燥。干燥的目的就是去除物料中的水分，水分的去除是一個(gè)傳質(zhì)的過程，所以干燥時(shí)間主要由傳質(zhì)決定，加熱的目的也是加快傳質(zhì)。物料依靠機(jī)械振動和穿孔氣流雙重作用流化，并在振動作用下向前作活塞形式的移動，利用對流、傳導(dǎo)、輻射向料層供給熱量，即可達(dá)到干燥的目的。

在振動流化床中，氣體通過顆粒床層產(chǎn)生壓降，主要是由于克服顆粒重量及顆粒間的摩擦引起的。在振動流化床中，前段床層處于恒速干燥階段，提供給床層的熱量幾乎全部用來蒸發(fā)水分，提高該段的進(jìn)風(fēng)溫度，可顯著提高傳熱推動力。干燥后段，物料表面邊干，溫度開始上升，此時(shí)再提高風(fēng)溫，干燥速率提高很有限，但排料、排風(fēng)溫度會大幅提高，熱效率降低。

在干燥器的排料端加裝控制堰，這便是料層可控的振動流化床。調(diào)整手柄，可方便地調(diào)整控制干燥器床層高度。當(dāng)物料粒度均勻、干濕狀態(tài)密度有較大的差異時(shí)，干燥完好的物料密度相對較小，浮在床層上部，以溢流方式排出干燥器外。所以料層可控的振動流化床，較易控制物料在床層中的停留時(shí)間和排料速度。

3　干燥過程中質(zhì)量控制措施

干燥工序主要影響產(chǎn)品的固含量及過濾比、不溶物指標(biāo)，干燥工序的控制主要是對風(fēng)溫、物溫的控制，對床層高度的控制，對風(fēng)壓的控制。過濾比、粒度指標(biāo)主要是由于干燥器的波動造成的，由于設(shè)備維修、導(dǎo)熱油溫度波動等原因致使干燥器溫度出現(xiàn)波動。

對干燥工序采取以下措施：

1）嚴(yán)格控制干燥器風(fēng)溫、風(fēng)壓、物料溫度，禁止擅自修改設(shè)定參數(shù)，要求單操嚴(yán)格按照工藝卡片指標(biāo)控制干燥器；前段風(fēng)溫不高于148℃，后段風(fēng)溫不高于128℃，平穩(wěn)控制干燥器，避免干燥器溫度控制失調(diào)；要求風(fēng)壓保持在正常范圍，發(fā)現(xiàn)風(fēng)壓出現(xiàn)不正常情況時(shí)，及時(shí)排查原因，及時(shí)處理。

2）要求單操backup時(shí)間控制在25～30min內(nèi)，不能長時(shí)間處于backup狀態(tài)。因?yàn)閎ackup時(shí)間過長，物料在干燥器里邊的平均停留時(shí)間也變長，勢必導(dǎo)致物料過度干燥導(dǎo)致固含量，甚至導(dǎo)致過濾比和不溶物超標(biāo)。

3）控制干燥器床層高度，應(yīng)保持床層高度在視窗的1/2～2/3，保持干燥器床層高度穩(wěn)定，任何人不得無故降低或升高干燥器出口擋板高度，以免出現(xiàn)質(zhì)量波動。

4）根據(jù)反應(yīng)物料膠體的性狀及時(shí)調(diào)整研磨油的噴入量，按時(shí)檢查研磨油的霧化效果，防止由于研磨油問題導(dǎo)致干燥器結(jié)塊。

5）季節(jié)原因造成外界溫度的影響，冬季關(guān)嚴(yán)廠房門窗，以減少干燥器熱量損失。

4　結(jié)語和建議

1）在干燥器控制方面要求細(xì)化控制，嚴(yán)格控制干燥器風(fēng)溫、風(fēng)壓、物料溫度，按照工藝卡片指標(biāo)控制干燥器，進(jìn)料轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整幅度不能太大，避免溫度大幅波動，盡力保證干燥器平穩(wěn)操作，波動范圍在工藝卡片之內(nèi)。

2）應(yīng)鎖定床層高度在視窗的1/2～2/3，保持干燥器床層高度穩(wěn)定，任何人不得無故降低或提高干燥器出口擋板高度，嚴(yán)禁床層高度過高或者過低，干燥器開停過程中，將干燥器出口擋板關(guān)閉，以免出現(xiàn)質(zhì)量波動。

3）加強(qiáng)崗位員工的巡檢，尤其是干燥器各風(fēng)筒軟連接、四氟板、人孔密封條、分料板及法蘭螺栓的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)聯(lián)系處理，對存在的生產(chǎn)問題做到早發(fā)現(xiàn)、早解決，保證裝置安全平穩(wěn)長周期運(yùn)行。

4）應(yīng)避免風(fēng)溫過熱和物料在干燥器內(nèi)停留時(shí)間過長。

［1］ 董光榮.化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.北京：兵器工業(yè)出版社，2003.

［2］ 金國淼.干燥設(shè)備［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

Vibration Fluidized Bed Dryer Polyacrylamide Affect Product Quality and Control

Lu Fei-hu

In recent years，with the deepening of oilfield Daqing，the increasing oilfield EOR flooding aid polyacrylamide demand，Daqing Refining & Chemical Company is mainly engaged in polyacrylamide industrial production，to ensure high and stable yield at the same time，but also to ensure the quality of its products，it has good market prospects and strategies of significance.

vibration fluidized bed dryer；quality；temperature；pressure

TQ323.7

A

1003-6490（2016）06-0118-02

2016-06-11

魯飛虎（1989—），男，黑龍江大慶人，助理工程師，主要從事化工單元操作工作。