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通過旋轉(zhuǎn)破碎進(jìn)入干燥床內(nèi)，再通過蒸汽列管及熱風(fēng)共同加熱流化。流化床左右兩側(cè)各有8組列管，流化后的PVC顆粒須經(jīng)前室8組蒸汽列管和后室8組熱水列管共同加熱完成整個(gè)干燥過程,熱源分別為0.8 MPa飽和蒸汽（經(jīng)減溫減壓至0.06 MPa以下）和55~95 ℃熱水。熱交換后的乏汽直接進(jìn)入熱水循環(huán)罐對罐內(nèi)熱水進(jìn)行熱量補(bǔ)償，熱水再進(jìn)入床內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行熱交換完成干燥過程。

沸騰流化床內(nèi)高速熱空氣與床內(nèi)物料進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，樹脂表面大量水分在加料段汽化，后續(xù)部位干燥速度逐漸減慢。干燥時(shí)濕樹脂表面水分汽化速度較快，且與干燥速率幾乎相等，控制成品水含量的方法主要為調(diào)整熱風(fēng)、換熱管及床內(nèi)物料流化時(shí)間。

2 PVC樹脂揮發(fā)物含量的主要影響因素

PVC干燥過程中影響揮發(fā)物含量的因素較多，筆者主要從以下4個(gè)方面進(jìn)行探討。

(1）干燥床控制溫度與進(jìn)料量是否匹配。干燥床進(jìn)料量過大、但床溫和風(fēng)溫偏低時(shí)，樹脂中的水分無法有效脫除，則揮發(fā)物含量偏高，反之則揮發(fā)物含量偏低。

(2）干燥床濕料餅水含量是否穩(wěn)定。

離心機(jī)脫水效果差或破碎機(jī)無法有效打散料餅時(shí)，干燥成品水含量偏高；離心機(jī)轉(zhuǎn)轂損傷掛料，造成扭矩偏高，甩出的濕料餅水含量低，則干燥成品水含量偏低。

(3）干燥系統(tǒng)控制是否平穩(wěn)。

操作調(diào)整不及時(shí)、設(shè)備檢修等原因會造成離心機(jī)電流和干燥床床壓波動，操作及調(diào)整過程中床溫發(fā)生波動，從而造成水分波動。

(4）干燥床內(nèi)物料停留時(shí)間是否合理。

PVC樹脂內(nèi)部水分脫除困難,須長時(shí)間高溫才能擴(kuò)散到表面汽化,因此PVC樹脂在干燥系統(tǒng)停留時(shí)間越長,則水含量越低。若干燥床內(nèi)風(fēng)溫過高,會導(dǎo)致樹脂塑化,造成風(fēng)帽堵塞, 樹脂脫氯化氫分解變色,影響產(chǎn)品質(zhì)量。大風(fēng)量、低風(fēng)溫的方式可提高樹脂在干燥床內(nèi)的流化速度,保證PVC樹脂的揮發(fā)物含量,但需要一定的硬件條件配合。

3 改進(jìn)措施

3.1 降低干燥床下料口高度，優(yōu)化物料停留時(shí)間

調(diào)整干燥床內(nèi)料層高度可有效控制PVC粉料在床內(nèi)的停留時(shí)間。使用排床閥（洗床排水）來調(diào)整料層高度，控制停留時(shí)間，雖然取得了一定效果，但因排床閥設(shè)置于床底部，高度遠(yuǎn)低于正常下料口，故床內(nèi)粉料性能（如雜質(zhì)粒子數(shù)、水含量）波動非常大，不利于穩(wěn)定生產(chǎn)。為此，采取了以下措施：①更新一次輸送下料器，提升下料器轉(zhuǎn)速。②降低下料口高度，相應(yīng)降低床內(nèi)下料高度，增強(qiáng)床內(nèi)物料的流動性。③為避免風(fēng)險(xiǎn)，加工了多組擋風(fēng)板，若停留時(shí)間不足造成揮發(fā)物控制困難，可隨時(shí)插入檔風(fēng)板，提升下料高度。

改造后，干燥床下料器正常下料，可有效控制床內(nèi)物料的停留時(shí)間，即使生產(chǎn)負(fù)荷超出設(shè)計(jì)能力5%以上也可保持穩(wěn)定運(yùn)行，未出現(xiàn)堆料或死床事故，系統(tǒng)穩(wěn)定性有所提升，且減少了床內(nèi)底層料混入正常料的量，延長了干燥床的運(yùn)行周期。

3.2 優(yōu)化干燥床控制指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)溫度與進(jìn)料量匹配

根據(jù)逐步調(diào)整原則，在穩(wěn)定進(jìn)床溫度、壓力的前提下，先逐步降低風(fēng)溫，再降低床溫上限，然后降低床溫下限。具體過程如下。

(1)降低熱風(fēng)溫度，提升蒸汽溫度。將風(fēng)溫由小于75 ℃逐漸降至小于60 ℃；同步將進(jìn)床蒸汽溫度由100 ℃提升130 ℃。連續(xù)跟蹤水含量，同時(shí)觀察干燥床下料口是否堆料，如果有堆料現(xiàn)象，則風(fēng)溫上限恢復(fù)至70 ℃。具體情況見表1。

3.3 優(yōu)化自控系統(tǒng)，提升控制平穩(wěn)度

干燥系統(tǒng)自控調(diào)整的大滯后直接影響揮發(fā)物控制的穩(wěn)定性。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，從蒸汽壓力調(diào)節(jié)到流化床溫度產(chǎn)生變化的純滯后時(shí)間長達(dá)15 min，從進(jìn)料閥動作到流化床溫度變化的純滯后時(shí)間也在10 min，且滯后時(shí)間隨著物料干燥難易程度而變化。PID回路控制的適應(yīng)性不好，導(dǎo)致干燥裝置自動投運(yùn)率過低。針對瓶頸問題，引進(jìn)智能優(yōu)化控制軟件優(yōu)化控制層。采用“滾動時(shí)域廣義預(yù)測模型+串級控制系統(tǒng)”調(diào)節(jié)蒸汽壓力、熱風(fēng)量及熱水量，以成品水含量為串級主控制器，對干燥床溫度設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)上下串級自調(diào)控制，減少人為干預(yù)。

4 優(yōu)化成果

優(yōu)化后，PVC樹脂揮發(fā)物含量的控制精度顯著提升，揮發(fā)物含量波動范圍R±0.05%的合格率達(dá)到85%以上，系統(tǒng)穩(wěn)定性及抗干擾能力大幅提升，具體見圖3。