探讨振动流化床干燥器在聚丙烯酰胺生产中的运用
DOI: 10.12721/ccn.2023.159315, PDF, 下载: 197  浏览: 2015 
作者: 李鹏 张占鹏
作者单位: 大庆炼化公司化工生产四部
关键词: 干燥器;聚丙烯酰胺;设备结构
摘要: 振动流化床干燥器是一种新型高效节能的新型干燥设备,与传统的流化床干燥器相比具有明显的优势。在聚丙烯酰胺生产过程中,振动流化床干燥器可提高产品产量和质量,降低能耗,减少粉尘排放。基于此,本文简单讨论振动流化床干燥器在聚丙烯酰胺生产中的运用优势,深入探讨运用措施,以供参考。

前言:聚丙烯酰胺(PAM)是一种优良的高分子聚合物,广泛用于医药、橡胶、纺织、造纸等工业,并且在我国作为生产PAM的原料有广阔的应用前景。在实际生产中,为了保证聚丙烯酰胺产品的质量,要对其进行干燥处理。通常来说,干燥方法主要包括真空干燥和常压干燥等。

振动流化床干燥器在聚丙烯酰胺生产中的运用优势

1.1降低能耗

振动流化床干燥器与传统的流化床干燥设备相比,具有显著的节能优势。传统的流化床干燥设备由于内部结构较为复杂,在干燥过程中存在物料在干燥段停留时间短、物料易黏结堵塞等问题,导致能耗增加,同时也影响了干燥效率。振动流化床干燥器是一种新型的高效节能设备,其设计理念是在传统流化床干燥器的基础上进行了优化设计,其内部结构简单,物料不容易黏结堵塞。而且采用振动方式对物料进行流化处理时,可以提高气流的动能和热能利用率,从而达到节能的目的。采用振动流化床干燥器进行生产时,由于物料在干燥器内停留时间长、风速大、风量大等原因导致物料温度升高,易产生黏结现象。振动流化床干燥器采用旋转气流给料方式进行干燥时,可降低物料温度,降低生产能耗。利用振动流化床干燥器可以有效提高产品产量和质量,降低能耗[1]

1.2改善操作环境

振动流化床干燥器运行时,物料颗粒在流化过程中不会受到外界条件的影响,因此可以有效保证颗粒物料处于稳定的状态下进行干燥。而传统流化床干燥器,由于操作环境差,易出现结块、结圈现象,所以在使用过程中需要经常人工进行清理。振动流化床干燥器运行时,物料颗粒会受到振动的影响,颗粒间的接触面积增大,从而可以使整个设备内的物料处于干燥状态下进行操作,而且床层间的间隙可根据需要调整。振动流化床干燥器运行时,物料颗粒会受到振动机的激励作用而高速振动。因此在设备运行过程中会产生大量粉尘颗粒,粉尘随气流排出后对环境造成严重污染。而传统流化床干燥器运行时则没有此种现象。振动流化床干燥器运行时,物料颗粒表面会形成一层致密、均匀的薄膜,可以有效减少颗粒间的缝隙和物料表面颗粒间的间隙,从而降低颗粒粉尘的产生[2]

2.振动流化床干燥器在聚丙烯酰胺生产中的运用措施

2.1生产设备结构

振动流化床干燥器的结构主要由上腔、风箱、底座、流化床板等组成。上腔和风箱组成上质体,底座为下质体,上、下质体之间通过板弹簧和螺旋弹簧相连,下质体与基础间通过超静减振器隔离振动。风箱前部装有箱式激振器。箱式激振器通过传动轴联接,由电动机拖动,产生水平方向的激振力,经板弹簧(共振簧)作用,产生一个垂直方向的分力和一个水平方向的分力,垂直方向的分力与通过流化床板的热空气一起将物料抛起,使物料处于流化状态,而水平方向的分力使物料以一定速度向前输送。

2.2流化情况

在振动流化床干燥器中,气体与固体颗粒之间的流化具有明显的差异,在这种情况下,固体颗粒的流动性会大大提高,而且流动性对固体颗粒的流化也有很大的影响。通过对固体颗粒进行实际操作发现,在实际操作过程中,固体颗粒的流动性一般会随着时间的推移而变得越来越差,如果气体与固体颗粒之间存在较大的接触面积时,就会出现气体高速撞击固体颗粒的现象。当固体颗粒在气流中移动时,这种撞击现象也会不断加剧,从而造成物料本身固有的颗粒形状发生改变。此外,固体颗粒在振动流化床干燥器中移动时还会出现两种不同情形:一种情况是固体颗粒在流动过程中受到力的作用而向四周滑动,并且随着时间推移向四周逐渐扩散。另一种情况是固体颗粒在流动过程中由于受到气流和内部压力的作用而向下滑动,在此过程中固体颗粒会随着气体被推到下部。振动流化床干燥器中流化效果主要取决于干燥时气固两相之间所产生的作用力与阻力,而这一过程主要受到物料特性、振动频率、内部压力等因素影响。

2.3操作温度

对于振动流化床干燥器来说,其主要工作原理就是利用气体来对固体进行干燥,因此在工作过程中,主要采用的是热空气进行干燥,这就要求操作温度一定要在规定的范围之内,一般情况下,其干燥温度都在80℃左右。振动流化床干燥器在工作时,一般都是采用密闭的方式来进行操作的,同时,还要注意操作压力应在一定范围之内。一般情况下,其压力范围可以控制在1.73-2.5Mpa之间,同时还应根据实际生产情况来确定操作压力的大小。虽然振动流化床干燥器能对聚丙烯酰胺进行较好的干燥处理,但却存在一些弊端,主要表现为以下两个方面:第一方面是产品存在安全隐患。由于产品在进行干燥时需要一定的温度与湿度来进行操作,如果在设备中存在杂质时就会造成严重的安全隐患。第二方面是产品生产成本高。在实际生产中会出现产品产量不足或者是设备出现故障等现象,从而造成了经济效益低下。由此可见,振动流化床干燥器对聚丙烯酰胺生产具有很好的处理效果。需要注意的是,其在实际生产中还需要满足一定条件进行操作。由于影响产品质量的因素有很多种,所以在进行操作时一定要严格控制各个参数以及产品质量和产量,从而才能保证企业获得最大的经济效益。

2.4物料配比

在生产中,如果原料中含有多种组分时,混合后的物料很难达到理想的干燥效果。因此,要对混合物料进行配比试验,根据物料的特点进行配料和投料。一般情况下,原料配比与干燥效果关系不大,但原料配比是影响干燥效果的主要因素。原料配比合理时,有利于提高干燥效率和干燥效果;如果配比不合理,会造成物料在干燥过程中难以达到理想状态,无法达到理想的干燥效果。因此应根据物料特性和干燥工艺选择最佳配比。在实际生产中要根据原料特性合理选择物料配比方式,尽可能使原料得到充分利用,这样不仅能提高生产效率和干燥效果,还能降低生产成本。搅拌器是流化床干燥器的重要设备之一。搅拌器能够将物料均匀分散于气-固两相中。搅拌器的结构和材质直接影响物料的流动性和流态化效果。气流输送装置是流化床干燥器的重要组成部分之一。该装置能够将物料均匀地输送至流化床中进行干燥反应或气固分离。

结束语:聚丙烯酰胺是一种多功能高分子材料,可以用来作为增稠剂、抗静电剂、稳定剂和润滑剂。聚丙烯酰胺生产企业主要采用的干燥设备有真空干燥器、流化床干燥器以及鼓风干燥器,其中流化床干燥技术应用最多。

参考文献:

[1]于力恒.聚丙烯酰胺提高油田采收率的原理[J].化工设计通讯,2022,48(12):18-20.

[2]陈姣姣.卡拉胶-聚丙烯酰胺双网络水凝胶的制备及性能研究[J].山东化工,2022,51(21):44-47.