干粉生產中預研磨、造粒過程的節能研究

【摘 要】本文對釜式反應釜生產中分產品存在的問題進行研究，思考對預研磨流程進行改造，能達到環保、節能的目的。

【關鍵詞】釜式反應釜;預研磨;螺桿

一、干粉生產過程簡介

聚合物一廠干粉生產現有兩種工藝，一種是后水解工藝：生產過程分溶解、聚合反應、預研磨、一次造粒、水解、二次造粒、干燥、研磨篩分、包裝等9個主要工序。一種是前水解工藝：生產過程分溶解、聚合反應、預研磨、造粒、干燥、研磨篩分、包裝等7個主要工序。螺桿式預研磨機對膠體進行預切割更利于膠體的造粒，振動式流化床干燥器對產品進行兩段干燥，可進一步提高產品的質量。

二、生產存在的問題

干粉生產采用釜式反應釜，原生產抗鹽產品（后水解工藝），為了能生產中分，進行了中分工藝流程改造，生產中分產品（前水解工藝），在生產過程中存在如下問題：

裝置有兩條生產線，每條生產線有四個反應釜、兩個預研磨料倉、一臺造粒機。反應下料進入預研磨，預研磨料倉下部有三臺電機，驅動六根螺桿轉動，對進入預研磨的膠體進行研磨，每次下料的膠體約8噸，因膠體粘度大，成一大塊，并不分散，需研磨螺桿不斷的研磨，從膠體上研磨下膠塊，推到進料螺桿處。進料螺桿推料進入計量螺桿，計量螺桿通過變頻器調節轉速，調整進入造粒機的膠體量，達到控制造粒機的出料量。中分反應完的膠體達到了100℃以上。進入預研磨的膠體是大型塊狀，膠體在研磨螺桿的上面，當螺桿轉動時，從大塊膠體上切割下小塊的膠體，因膠體粘度大、有彈性，不能完全切割下來，每次轉動研磨下來的膠體有限，預研磨的效率低，需要研磨一段時間。在預研磨研磨時，研磨時間越長，溫度下降的越多。研磨后的膠體進入干燥器進行干燥，通過熱風對膠體進行加熱，膠體在此過程中存在溫度的下降又上升的過程，有部分能量浪費。

造粒機采用動靜刀方式切割膠體，動刀和靜刀間隙控制在40道左右，動刀高速旋轉，當膠體在動靜刀刀口處時，切割膠體成小塊，如果膠體不在刀口處時，膠體會被動刀帶動一起旋轉，存在能量浪費。

三、分析

預研磨效率問題：反應釜下料時間短，為了不影響下一次反應，反應釜下料都是快速下料，暫存在預研磨中，在預研磨中進行研磨。但膠體粘度大，螺桿在膠體的下部，研磨的效果不是很好，預研磨中能看到大塊的膠體在翻動。

為了提高螺桿效率，需要膠體在管道中用螺桿輸送，膠體在輸送過程中被螺桿攪碎。反應釜下料不能快速下料，要根據管道輸送情況而定。裝置一條線有四個反應釜，每個反應釜從進料到下需要8小時，基本不影響反應下料和進料的連續。

運行電機問題：現有生產條件下，需一直運行6臺預研磨電機，1臺供料螺桿和1臺計量螺桿電機，改用管道下料直接進管道中，最多運行2臺下料電機和2臺進料電機。

排放氨氣的可控：反應釜下料時直接進入計量螺桿中，直接被螺桿切割成小塊，再進入供料螺桿。供料螺桿上部有氣體排出口，產生的氨氣和壓縮氣體會從上部排出，物料被螺桿輸送進重力式自控切割輸送系統，通過輸送系統送入造粒機進行造粒。

反應釜下料時直接進入螺桿的過程中有如下優點：㈠物料從反應出來后直接通過螺桿破碎，進入造粒機，切割效率高;㈡物料一直管線中輸送，產生的氨氣和儀表風從上部管線抽走，很好的解決了氨氣外泄的問題。

四、改造措施

對現有流程進行改造，反應下料由螺桿直接輸送到造粒機，這樣不僅可以解決放炮時氨氣進入廠房，還提高的切割的效率，反應釜下來的膠體直接進行切割，如圖2：

切割后的膠體直接進造粒機，造粒后進入干燥器，物料停留時間短，減少溫度損失，有利于干燥，減少瓦斯消耗。

五、達到的效果

1、節能效果

原生產模式：一條線兩個預研磨，每個預研磨研磨螺桿電機三臺（每臺功率5.5KW），一個供料螺桿（功率7.5KW）和一個計量螺桿（功率7.5KW轉數可調），預研磨螺桿24小時運轉，供料和計量螺桿只在出料時運轉，一條線每天用電量=6×5.5×24+7.5×24+7.5×24=1032KW。

改造后模式：出料時，只有出料反應釜出料計量螺桿（功率7.5KW轉數可調）和相應的供料螺桿（功率15KW）運轉，其它反應釜出料計量螺桿和供料螺桿不轉，每條線每天用電量=7.5×24+15×24=540KW。

改造后每天可節電=1032-540=492KW，每天節約成本492×0.68=334.56元，一年節約成本334.56×330=11.04萬元。

膠體在螺桿中輸送，同時被螺桿切割成小塊，在螺桿中停留時間少，溫度下降的少，熱膠體進入干燥器后再加熱，能減少瓦斯的消耗。

2、環保效果

因無放炮的因素，氨氣進入廠房的少，現場環境會有改善。

結束語

干粉生產中用電量占能耗的50%左右，優化流程降低用電量，有利于降低成本，提高競爭力。同時改善員工的工作環境，有利員工的身體健康。隨著干粉生產的發展，降低能源消耗，才能更好的發展。

參考文獻：

[1]郭翔，董廣峰，邵宇峰.提高顆粒硫酸鉀強度的試驗研究[J].化肥工業.2016，（4）.87-89.doi：10.3969/j.issn.1006-7779.2016.04.025.

作者簡介：

王萬林，現為大慶煉化公司化工生產四部一作業區工藝管理。