1 工艺介绍

(1)气力输送系统利用气流的能量在密闭管道内沿气流方向输送粉末及颗粒状物料，是流态化技术的一种具体应用。气力输送系统结构简单，操作方便，可作水平、垂直或倾斜方向的输送，在输送过程中还可同时进行物料的加热、冷却、干燥和气流分级等物理操作或某些化学操作。在PVC生产中，该系统主要作用是将干燥后的PVC成品通过冷却后的空气流输送至均化料仓。料仓顶部设有袋滤器，用于输送的空气经过布袋过滤至颗粒物含量达标后排出。

(2)均化料仓系统是利用气动、机械、重力等方式，将不同性质的同一种粉体物料进行混合。在PVC生产的聚合过程中，无法完全避免工艺条件波动引起的不同批次产品性能的波动，另外袋滤器回收树脂也会导致产品性能波动。为了减少产品性能波动造成的影响，得到均一、稳定的产品，通常在PVC后处理工序中，将大量不同批次物料进行掺混或均化来减小质量波动幅度，从而保证各批次树脂的粒径等物化性质均一，避免个别批次或个别包装中树脂质量的明显差异。

2 工艺比较

2.1 气力输送系统工艺比较

(1)输送压力不同。

气力输送系统按工作原理大致可分为吸送式（负压）与压送式（正压）两种类型。吸送式气力输送系统是将大气与物料一起吸入管道内，用低于大气压的气流进行输送，因而又称为真空吸送。压送式气力输送是用高于大气压力的压缩空气推动物料进行输送。两种输送方式的对比见表1。

表1 压送式与吸送式输送方式对比

在PVC生产中，一般为一点供料至多个料仓，所需输送能力较大。由表1可见，压送式更符合PVC的工艺特点和生产需求。

压送式工艺示意图见图1。

（2）输送介质密度不同。

根据颗粒在输送管道中密集程度的不同，气力输送分为稀相输送和密相输送两种形式。

当流化介质速度较大时，固体颗粒开始带出；随着流化介质速度增大，颗粒夹带量也增多，这时孔隙率增大，压降下降，固体颗粒在流体中形成悬浮状态的稀相，并与流体从流化床中一起夹带出去，叫做稀相输送。

采用气流输送固体粉状物料的过程中，如果管线中颗粒流的密度接近于临界流化状态下的床层密度，则称为密相输送。

两种输送方式的对比见表2。

在悬浮法PVC行业中，只有少部分产能较低的企业采用密相输送的形式，行业内绝大多数生产企业均采用正压稀相输送的形式。

表2 密相输送和稀相输送工艺对比

2.2 均化料仓工艺比较

根据均化形式不同，均化料仓系统可分为气动式混料仓、机械式混料仓和重力式混料仓。

(1)气动式混料仓。

天津大沽化工股份有限公司PVC装置的气流均化料仓属于气动式混料仓，该技术是利用气体在粉状物料间不易透过的特性，将一部分物料整体推离均化板，从而使其附近的物料落下补充到所形成的空间来实现物料的均匀混合。整个过程类似液体的对流现象。

（2）机械式混料仓。

    机械式混料仓主要分为固定螺杆混料仓、旋转螺杆混料仓等形式，在料仓内设置搅拌器均化料仓内树脂。一般用于黏性很大、流动性很差的物料，且料仓容积一般不大于100 m³，不适用于PVC生产。

（3）重力式混料仓。

重力式混料仓主要分为漏斗式混料仓、混流式混料仓、引流式混料仓等形式。漏斗式混料仓是在料仓内设置一个漏斗用于对物料分流，达到混料的目的；混流式混料仓是在料仓内设置若干个底部为锥形的短管，物料从不同位置进入短管，达到混料的目的；引流式混料仓是在料仓内设置多组引流管，在引流管的不同位置进行开孔，使不同位置物料通过引流管进入仓底进行混合。

气流均化料仓与重力式混料仓的技术对比见表3。

表3 气流均化料仓与重力式混料仓的技术对比

在以往的PVC工艺设计中，一般都选择重力式混料仓，但由于PVC粉料在料仓中受重力影响流动性较差，故重力式混料仓的均化效果并不明显；而且该料仓内部结构较为复杂，焊接点多，在运行中焊渣等异物有可能会落入成品树脂中，在下游加工时损坏挤塑机。

近几年的新建工厂逐步开始采用均化底锥式气流均化料仓，该形式可以理解为在普通的料仓底部安装上均化器（均化底锥），均化器分为若干个气体腔室,上面安装均化板,并铺有均化滤布,防止物料落入腔室。控制均化气体均匀进入气体腔室，以达到均化目的。

均化底锥式气流均化料仓工艺见图2。

3 正压稀相气力输送和均化底锥式气流均化料仓技术的设计要点

PVC粉料经过干燥床干燥后，通过缓冲料斗下方的旋转加料器及喷射器进入气流输送管线中。利用输送风机产生的压缩空气将粉料输送至均化料仓中；输送空气经均化料仓袋滤器过滤后排入大气。在此流程中极易产生塑化片，进而影响树脂质量，可以通过以下方式改善。

(1)流速设计。

在PVC粉料输送过程中，输送流速需要根据输送介质、距离、能力进行严格计算。流速过快，物料在输送过程中与管道摩擦发热，极易产生塑化片；流速过慢，输送效率低，容易发生沉降堵塞。在正压稀相气力输送工艺中，比较合理的流速为15～35 m/s。

（2）管道设计。

气力输送管道内壁须抛光处理，确保物料流动顺畅；输送物料的管道法兰应选用松套环法兰，减小连接处缝隙；气体管道和重力流管道可采用对焊环法兰；在管道布置时，根据实际情况，推荐选用8～10倍D弯头；并保证所有管道均设计静电跨接。上述措施是减少塑化片产生的关键。

松套环法兰和对焊环法兰结构见图3、图4。

（3）自动取样器设计。

根据生产需要，可以在输送管线上设计在线取样器，这样可以降低分析人员采样难度，同时便于实时监控树脂质量。

根据产能和生产需求，一般每条PVC生产线至少设置3台均化料仓，分别用于进料、均化和出料包装。每台均化料仓都依照先进料到达设定仓位，再进行一段时间的均化（30~60 min），均化完毕后等待进行出料包装的工艺流程进行轮换，所有操作由DCS程序控制。

均化系统分为“流化”模式及“松动”模式。

在“流化”模式时，来自均化风机的流化空气经均化料仓底部的2个气动蝶阀交替进入流化环管，再由环管经料仓底锥相应环形腔室，通过滤布均匀地进入料仓，使贮存在料仓内的粉料产生相对流动，进而达到充分掺混均化的目的，获得性质相对均一的PVC粉料；均化空气则经均化料仓袋滤器过滤后排入大气。

在“松动”模式时，来自均化风机的松动空气经均化料仓底部的2个气动蝶阀同时进入流化环管，再由环管经料仓底锥相应环形腔室通过滤布均匀地进入料仓，在料仓出料过程中起到助流作用，防止架桥，可使料仓中较低料位的粉料能够完全、顺利地流出；松动空气同样经均化料仓袋滤器过滤后排入大气。

均化后的PVC粉料进入包装机之前须经过除铁器，利用除铁器的高磁棒去除成品中的铁质杂质。

气力输送单元采取了一些减少塑化片产生的措施，但是在日常生产过程中，并不能完全消除塑化片，有些塑化片很小，均匀地混合在PVC树脂中不易发现，其可能是在气力输送环节产生的，也可能是前端工序产生的。为了保证产品质量，在料仓下方安装保护振筛是行之有效的措施。目前PVC企业所用振筛的筛网孔径在0.425～2 mm，筛网越细，筛分效果越好，但筛网过细存在通过量低等问题。根据实际生产经验，要得到优质的PVC产品，筛网孔径要在0.85 mm以下。

摘自：聚氯乙烯，2021年9期

作者：罗伟,张磊