聚氯乙烯振動(dòng)篩的選擇

張延平，劉　磊，趙　鑫

（青島海晶化工集團(tuán)有限公司，山東青島266409）

聚氯乙烯振動(dòng)篩的選擇

張延平，劉磊，趙鑫

（青島海晶化工集團(tuán)有限公司，山東青島266409）

分析了當(dāng)前聚氯乙烯行業(yè)振動(dòng)篩的不同形式和特點(diǎn)以及振動(dòng)篩的選擇要點(diǎn)。

聚氯乙烯樹脂；振動(dòng)篩；顆粒形態(tài)；粒徑分布；樹脂質(zhì)量；生產(chǎn)成本

近年來(lái)，聚氯乙烯行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題越來(lái)越明顯，競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，競(jìng)爭(zhēng)的最后都會(huì)歸于成本和質(zhì)量，面對(duì)已經(jīng)非常成熟的聚氯乙烯技術(shù)，想進(jìn)一步提高競(jìng)爭(zhēng)力，必須在細(xì)節(jié)上下功夫。振動(dòng)篩看似簡(jiǎn)單，但卻在細(xì)節(jié)上影響著樹脂的產(chǎn)量和質(zhì)量。

1　常用振動(dòng)篩的形式及特點(diǎn)

聚氯乙烯行業(yè)中，振動(dòng)篩的種類繁多，通常情況下按照其運(yùn)動(dòng)軌跡可劃分為2類：圓振動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩。

1.1圓振動(dòng)篩

圓振動(dòng)篩工作時(shí)，篩箱上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為一個(gè)圓，即偏心塊回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只在2個(gè)方向上產(chǎn)生力，此種振動(dòng)篩做的是平面圓周運(yùn)動(dòng)，其中最典型的是旋振篩，另外還有自定義振動(dòng)篩、慣性振動(dòng)篩以及單軸振動(dòng)篩等。

由于篩面的圓形振動(dòng)軌跡且篩箱振動(dòng)強(qiáng)烈，所以篩面上的樹脂顆粒不斷地翻滾、跳動(dòng)，因而圓振篩有以下特點(diǎn)：（1）粒徑小的樹脂顆粒會(huì)向料層底部移動(dòng)，并通過(guò)振動(dòng)篩的網(wǎng)孔濾出；（2）卡在振動(dòng)篩網(wǎng)孔中的樹脂顆?？梢酝ㄟ^(guò)強(qiáng)烈的振動(dòng)脫離篩網(wǎng)，從而防止篩孔堵塞；（3）同樣由于強(qiáng)烈的振動(dòng)，其篩分精度較直線篩高；（4）可以通過(guò)改變振動(dòng)篩篩網(wǎng)的傾角，來(lái)改變樹脂顆粒沿篩面的運(yùn)動(dòng)速度，提高振動(dòng)篩的產(chǎn)量。

圓振篩的特殊結(jié)構(gòu)也使其在使用上存在一定優(yōu)勢(shì)：激振力大，軸承負(fù)荷小，溫度低，噪音??；整體拆裝維護(hù)方便；使用壽命長(zhǎng)，過(guò)共振動(dòng)區(qū)平穩(wěn)等。但圓振動(dòng)篩的篩網(wǎng)極易損壞，需定期檢查更換篩網(wǎng)。

1.2直線振動(dòng)篩

直線振動(dòng)篩利用振動(dòng)電機(jī)激振作為振動(dòng)源，篩面在激振器的作用下做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。樹脂顆粒在篩網(wǎng)的振動(dòng)下不斷被拋起回落，進(jìn)而使樹脂顆粒在篩網(wǎng)上通過(guò)振動(dòng)不斷向前運(yùn)動(dòng)。同時(shí)在被拋起、回落過(guò)程中，樹脂顆粒對(duì)篩網(wǎng)產(chǎn)生沖擊力，使小于網(wǎng)孔的樹脂被分離。

直線振動(dòng)篩具有以下特點(diǎn)：（1）密封性好，極少產(chǎn)生樹脂粉塵飛散現(xiàn)象；（2）耗能低、噪音小，相對(duì)圓振動(dòng)篩，其篩網(wǎng)的使用壽命較長(zhǎng)；（3）篩體整體度好，牢固可靠；（4）篩機(jī)的構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，檢修維護(hù)較為方便。

但直線篩也存在部分缺陷：制造、安裝要求精度高，給料要求均勻，相對(duì)于圓振動(dòng)篩，其篩分精度不夠。

2　振動(dòng)篩的選擇要點(diǎn)

衡量振動(dòng)篩的指標(biāo)是篩分精度和處理能力。篩分精度關(guān)系到能否產(chǎn)出客戶滿意的聚氯乙烯樹脂，處理能力關(guān)系到能否提供足夠的聚氯乙烯樹脂給客戶。它們之間相互關(guān)聯(lián)，共同決定篩分的結(jié)果。

2.1影響篩分精度的因素

2.1.1篩網(wǎng)的選擇

對(duì)于聚氯乙烯樹脂而言，振動(dòng)篩的篩分精度和處理能力與篩網(wǎng)尺寸密切相關(guān)。篩分精度取決于篩面長(zhǎng)度，由于篩面越長(zhǎng)，樹脂顆粒在篩網(wǎng)上的時(shí)間就越長(zhǎng)，粗料、細(xì)料就分離的越徹底。振動(dòng)篩的處理能力取決于篩面寬度，篩面越寬，樹脂顆粒就越容易分散，料層就越薄，樹脂顆粒過(guò)篩就更順暢。但是無(wú)論振動(dòng)篩的長(zhǎng)度還是寬度都是有極限的：篩面過(guò)長(zhǎng)，不但占據(jù)較大的空間，增加振動(dòng)篩負(fù)荷，對(duì)篩分的精度也不會(huì)有較大的提高；篩面過(guò)寬，則會(huì)影響篩體結(jié)構(gòu)，振動(dòng)篩本身的安裝也增加了難度。

目數(shù)的大小是篩網(wǎng)選擇的重中之重。目數(shù)越小，篩孔越大，樹脂顆粒過(guò)篩就會(huì)比較順暢，產(chǎn)量也會(huì)越大，但是過(guò)大的篩孔孔徑又會(huì)導(dǎo)致聚氯乙烯篩余物指標(biāo)超標(biāo)，造成產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，根據(jù)《懸浮法通用聚氯乙烯樹脂》規(guī)定，所有型號(hào)的聚氯乙烯樹脂對(duì)篩余物的要求都是篩余物分?jǐn)?shù)（250 μm）＜2%，（63 μm）＞95%；而如果過(guò)分追求質(zhì)量，又會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)篩過(guò)料慢，最終影響聚氯乙烯樹脂的產(chǎn)量。

2.1.2篩分面的傾角

振動(dòng)篩篩網(wǎng)與水平面的夾角稱為篩面傾角，其大小同樣會(huì)影響到振動(dòng)篩的處理能力及篩分精度。當(dāng)該傾角增大時(shí)，樹脂顆粒在篩網(wǎng)上的運(yùn)動(dòng)速度加快，篩網(wǎng)的過(guò)料速度快，處理能力自然得到提高，但是由于樹脂顆粒在篩網(wǎng)上停留時(shí)間縮短，這會(huì)導(dǎo)致部分顆粒未來(lái)得及充分過(guò)篩便進(jìn)入包裝，從而使篩分精度降低。當(dāng)該傾角減小時(shí)，則會(huì)使樹脂顆粒在振動(dòng)篩上的停留時(shí)間增加，這提高了動(dòng)篩的篩分精度，但處理能力大大降低，見(jiàn)圖1。

改變篩面傾角后，不僅樹脂顆粒的運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生了變化，實(shí)際可通過(guò)篩孔也發(fā)生了變化。圖1可以看出，實(shí)際可通過(guò)篩孔面積d=篩孔面積Lcosα。顯然，隨著篩面傾角的逐漸增大，樹脂顆粒的實(shí)際可通過(guò)篩孔面積逐漸減小，但篩孔尺寸的大小是不變的。所以，聚氯乙烯樹脂顆粒通過(guò)篩網(wǎng)的概率主要取決于樹脂顆粒橫截面在振動(dòng)篩平面上的投影與篩孔面積之比。研究表明，粒度小于篩孔尺寸3/4的顆粒，相對(duì)容易過(guò)篩，稱為“易篩?！?。粒度大于篩孔尺寸3/4的顆粒，則較難過(guò)篩，稱為“難篩粒”。樹脂顆粒的直徑d越接近篩孔尺寸，其透篩的困難就越大。對(duì)直徑超過(guò)篩孔的1.5倍的粗粒在篩面上形成的樹脂顆粒層，對(duì)易篩粒和難篩粒自上而下向篩面轉(zhuǎn)移的影響并不大，直徑大于篩孔但又小于篩孔尺寸的1.5倍的粗粒，在篩分過(guò)程中，遮蓋篩面，堵塞篩孔，阻礙顆粒向篩面移動(dòng)，對(duì)這一粒徑的顆粒，通常稱之為“阻礙?！保?］。

圖1　樹脂顆粒通過(guò)傾斜篩面示意圖

所以，在選擇篩網(wǎng)時(shí)，應(yīng)提前測(cè)試樹脂顆粒的粒徑分布，爭(zhēng)取在不影響質(zhì)量的情況下盡可能減少難篩粒與阻礙粒的含量。

2.1.3篩網(wǎng)故障的檢查

篩網(wǎng)故障主要可分為兩類：篩網(wǎng)堵塞與篩網(wǎng)破損。

篩網(wǎng)堵塞在日常巡檢中較難發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間的篩網(wǎng)堵塞則會(huì)影響振動(dòng)篩的處理能力和篩分精度，對(duì)于此類問(wèn)題一般采用定期停車更換篩網(wǎng)的方法。圓振篩由于振動(dòng)較為激烈，卡在篩網(wǎng)中的樹脂顆粒往往可以在運(yùn)行過(guò)程中自行脫離，直線篩一般都有防堵塞系統(tǒng)，會(huì)在篩網(wǎng)的底部加橡膠球，在振動(dòng)篩運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)橡膠球的彈跳來(lái)撞擊篩網(wǎng)將堵塞的樹脂顆粒重新帶回料層。

篩網(wǎng)破損是振動(dòng)篩使用過(guò)程中應(yīng)特別注意的問(wèn)題，篩網(wǎng)堵塞會(huì)造成產(chǎn)量降低，但篩網(wǎng)的破損則會(huì)直接造成質(zhì)量問(wèn)題，由于篩分問(wèn)題而導(dǎo)致質(zhì)量不合格，后期的返料程序是大家都不愿意看到的。定時(shí)巡檢是及時(shí)發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)破損的主要手段，但由于樹脂顆粒層阻擋視線，且部分振動(dòng)篩密封性比較好，通過(guò)外表面很難發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)是否破損，所以在選擇振動(dòng)篩時(shí)，在應(yīng)盡量選擇帶可以自動(dòng)檢測(cè)篩網(wǎng)破損裝置的振動(dòng)篩見(jiàn)圖2。

圖2　防篩網(wǎng)堵塞示意圖

2.2結(jié)構(gòu)參數(shù)

2.2.1振動(dòng)頻率

振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率可以影響樹脂顆粒在篩面上的運(yùn)動(dòng)形式，當(dāng)振動(dòng)頻率增加時(shí)，篩面上的樹脂顆粒會(huì)更頻繁的與篩網(wǎng)接觸，從而增加細(xì)料過(guò)篩的機(jī)會(huì)，使振動(dòng)篩的篩分精度得以提升，但決不能為提高過(guò)篩精度而過(guò)度提升振動(dòng)頻率，否則很容易造成篩網(wǎng)或篩機(jī)本體的破損。

2.2.2振動(dòng)方向角

振動(dòng)方向線與上層篩面之間的夾角稱為振動(dòng)方向角。它同樣會(huì)影響樹脂顆粒在篩面上的運(yùn)動(dòng)形式。當(dāng)振動(dòng)方向角增加時(shí)，樹脂顆粒在篩面上每次走的拋物線會(huì)縮短，也就是說(shuō)同樣尺寸的篩網(wǎng)，振動(dòng)方向角大時(shí)，其樹脂顆粒會(huì)更頻繁的與篩網(wǎng)接觸，自然過(guò)篩的機(jī)會(huì)就會(huì)更大，篩分精度就會(huì)越高。反之，樹脂顆粒每次走的拋物線會(huì)越長(zhǎng)，相同距離下與篩網(wǎng)接觸的次數(shù)就會(huì)減小，停留時(shí)間會(huì)縮短，振動(dòng)篩的篩分精度會(huì)下降，但是振動(dòng)篩的處理能力會(huì)相應(yīng)增加。因此，合理選擇振動(dòng)方向角是平衡實(shí)際生產(chǎn)中振動(dòng)篩的處理能力與篩分精度的重要指標(biāo)。

3　日常生產(chǎn)中振動(dòng)篩是否合適的判斷

在正常生產(chǎn)中，由于聚氯乙烯樹脂的顆粒形態(tài)及粒徑分布與整個(gè)聚合釜反應(yīng)體系密切相關(guān)，如聚合釜的攪拌體系、實(shí)際反應(yīng)溫度、所加助劑種類及量的多少、水油比等，所以各公司所生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂顆粒形態(tài)及粒徑分布必然存在差異，并且樹脂顆粒的粒徑分布與表觀密度也并沒(méi)有必然的關(guān)系，不能想當(dāng)然的通過(guò)表觀密度來(lái)判斷樹脂的顆粒形態(tài)及粒徑分布。

在選出適合自己公司的振動(dòng)篩后，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)出的樹脂顆粒進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)測(cè)試，確認(rèn)實(shí)際聚氯乙烯樹脂顆粒形態(tài)及粒徑分布后，并結(jié)合自己公司情況選擇合適的振動(dòng)篩。在實(shí)際生產(chǎn)中，除考慮振動(dòng)篩本身因素外，還應(yīng)考慮公司的實(shí)際產(chǎn)量等。

［1］何鐵牛，程云．提高篩分效率降低破碎機(jī)循環(huán)負(fù)荷的研究．第十六屆六省礦山學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2009．

Selection of PVC vibrating screen

ZHANG Yan-ping，LIU Lei，ZHAO Xin
（Qingdao Haijing Chemical Co.，Ltd.，Qingdao 266409，China）

The different forms and characteristics of the vibrating screen in PVC industry were analyzed，as well as the selection of points.

polyvinyl chloride resin；vibration sieve；particle morphology；particle size distribution；resin quality；production costs

TQ051.8+94

B

1009-1785（2016）09-0029-03

2016-09-02