振動流化床干燥器對聚丙烯酰胺產品質量的影響與控制

魯飛虎

振動流化床干燥器對聚丙烯酰胺產品質量的影響與控制

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化生產，在確保穩產高產的同時，更要保證產品的質量。

振動流化床干燥器；質量；溫度；壓力

聚合物驅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，從而擴大體積波及系數，達到提高原油采收率的方法。而聚合物的質量檢測是聚合物驅現場試驗和工業化生產的重要環節，檢測指標包括常規檢測指標和性能評價指標兩種。實際生產中，干燥過程又是保證聚丙烯酰胺產品質量的一個重要環節。本裝置采用振動流化床干燥器，對產品進行兩段干燥。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料口進入流化床干燥器內，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，熱風穿過布風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，濕物料與熱風進行強烈的傳熱傳質，濕空氣經旋風分離器除塵后由排氣口排出；干燥后的物料由排料口排出。

優點：一是采用機械振動，使在連續操作時能得到較理想的活塞流，減輕和消除流化床的溝流騰涌現象，增加流化物料的穩定性，改善流化質量；物料停留時間分布均勻，停留時間易于調節控制，可獲得非常理想的產品含水率。二是由于物料和干燥介質接觸面積大，物料在床內不斷地進行激烈攪動，所以傳熱效果良好，床層溫度均勻，無局部過熱現象，無死角，體積傳熱系數大，氣固直接接觸，熱傳遞阻力小，可連續大量處理物料，能獲得較高的綜合經濟技術指標。三是由于床層的強烈振動，傳熱和傳質的阻力減小，改善了流化質量，提高了振動流化床的干燥速率，同時使不易流化或流化時易產生大量夾帶的塊團性或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產生返混、溝流、黏壁等現象。

2　干燥過程

振動流化床干燥器電動機轉動時，傳動軸帶動箱式振蕩器，產生水平方向的激振力，經干燥器下面板彈簧作用，產生水平方向一個分力和垂直方向的一個分力。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。其加熱方式屬于錯流干燥。干燥的目的就是去除物料中的水分，水分的去除是一個傳質的過程，所以干燥時間主要由傳質決定，加熱的目的也是加快傳質。物料依靠機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、輻射向料層供給熱量，即可達到干燥的目的。

在振動流化床中，氣體通過顆粒床層產生壓降，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水分，提高該段的進風溫度，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，此時再提高風溫，干燥速率提高很有限，但排料、排風溫度會大幅提高，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。調整手柄，可方便地調整控制干燥器床層高度。當物料粒度均勻、干濕狀態密度有較大的差異時，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間和排料速度。

3　干燥過程中質量控制措施

干燥工序主要影響產品的固含量及過濾比、不溶物指標，干燥工序的控制主要是對風溫、物溫的控制，對床層高度的控制，對風壓的控制。過濾比、粒度指標主要是由于干燥器的波動造成的，由于設備維修、導熱油溫度波動等原因致使干燥器溫度出現波動。

對干燥工序采取以下措施：

1）嚴格控制干燥器風溫、風壓、物料溫度，禁止擅自修改設定參數，要求單操嚴格按照工藝卡片指標控制干燥器；前段風溫不高于148℃，后段風溫不高于128℃，平穩控制干燥器，避免干燥器溫度控制失調；要求風壓保持在正常范圍，發現風壓出現不正常情況時，及時排查原因，及時處理。

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

3）控制干燥器床層高度，應保持床層高度在視窗的1/2～2/3，保持干燥器床層高度穩定，任何人不得無故降低或升高干燥器出口擋板高度，以免出現質量波動。

4）根據反應物料膠體的性狀及時調整研磨油的噴入量，按時檢查研磨油的霧化效果，防止由于研磨油問題導致干燥器結塊。

5）季節原因造成外界溫度的影響，冬季關嚴廠房門窗，以減少干燥器熱量損失。

4　結語和建議

1）在干燥器控制方面要求細化控制，嚴格控制干燥器風溫、風壓、物料溫度，按照工藝卡片指標控制干燥器，進料轉數調整幅度不能太大，避免溫度大幅波動，盡力保證干燥器平穩操作，波動范圍在工藝卡片之內。

2）應鎖定床層高度在視窗的1/2～2/3，保持干燥器床層高度穩定，任何人不得無故降低或提高干燥器出口擋板高度，嚴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閉，以免出現質量波動。

3）加強崗位員工的巡檢，尤其是干燥器各風筒軟連接、四氟板、人孔密封條、分料板及法蘭螺栓的檢查，發現問題及時聯系處理，對存在的生產問題做到早發現、早解決，保證裝置安全平穩長周期運行。

4）應避免風溫過熱和物料在干燥器內停留時間過長。

［1］ 董光榮.化工設備設計基礎［M］.北京：兵器工業出版社，2003.

［2］ 金國淼.干燥設備［M］.北京：化學工業出版社，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。