江西理文化工 鄧冰
關(guān)于PAC晶體結(jié)塊的理論,目前公認(rèn)的有晶橋理論和毛細(xì)管吸附理論.
此理論認(rèn)為由于晶體自身因素(晶體的性質(zhì)、化學(xué)組成、粒度、粒度分布及晶體的幾何形狀)和外界因素(濕度、溫度、壓力和雜質(zhì)等)的影響,使晶體表面溶解并發(fā)生重結(jié)晶,從而在晶粒之間的相互接觸點(diǎn)上形成晶橋,使晶粒粘接在一起,逐漸形成巨大的團(tuán)塊。
此理論認(rèn)為由于微細(xì)晶粒間毛細(xì)管吸附力的存在,使毛細(xì)管彎月面上的飽和蒸汽壓低于外部的飽和蒸汽壓,這就為水蒸汽在晶粒間的擴(kuò)散造成條件,使離子向顆粒接觸點(diǎn)處移動,導(dǎo)致相鄰顆粒間形成交聯(lián)和粘結(jié)使晶體易于吸潮,最后導(dǎo)致結(jié)塊。
影響PAC結(jié)塊的因素比較多,主要因素有晶體的含水量、晶體的顆粒大小、晶體的吸濕性以及貯存溫度、貯存壓力等。
聚鋁化鋁的溶解度隨著溫度的升高而增加。當(dāng)溫度降低時溶解度也隨之降低,晶粒表面發(fā)生重結(jié)晶,晶粒之間形成晶橋從而結(jié)塊。因此,在任何情況下,降低水含量,可以減少晶體結(jié)塊。實驗表明,將干燥塔出風(fēng)溫度控制在115℃左右,固體水分在指標(biāo)范圍內(nèi)(指標(biāo)≤5%),若將出風(fēng)溫度控制在125以上,固體水分可降至3%以下,但此時粉料蓬松體積大,包裝物肥碩,不利于碼垛,且對結(jié)塊現(xiàn)象無實質(zhì)改善,出風(fēng)溫度過高對除塵系統(tǒng)玻璃鋼設(shè)備壽命造成影響,水膜除塵器水溫過高不利于酸性尾氣的吸收,同時在進(jìn)塔總熱量不變的情況下,出風(fēng)溫度高意味著產(chǎn)量的降低,所以目前車間出風(fēng)溫度控制在115℃-118℃,固體水分保持在3%-5%。
PAC晶體的吸濕性與其自身性質(zhì)有關(guān)。若晶體具有很強(qiáng)的吸濕性(能吸附水分子),則易將晶粒表面溶解,這時一旦外界條件有變化極易重結(jié)晶形成晶粒,從而凝聚在一起形成結(jié)塊,目前PAC固體粉料包裝為鍍膜聚丙烯編織外袋加PE內(nèi)袋,包裝袋在封口前會擠出袋內(nèi)多余空氣,內(nèi)袋熱塑封口,外袋折邊線縫,除設(shè)備異常或包裝袋質(zhì)量問題外,包裝程序?qū)ξ锪系慕Y(jié)塊不造成影響。
溫度對結(jié)塊的影響主要體現(xiàn)在貯存和包裝兩方面。
包裝溫度對PAC結(jié)塊影響特別顯著,如果包裝時溫度過高,晶體冷卻后溶解的晶體部分重結(jié)晶形成鹽橋,從而結(jié)塊,因此在包裝前最好先將晶體充分冷卻,使產(chǎn)品溫度盡量接近環(huán)境溫度。車間實驗表明,收料后暫不封口,待料溫冷卻至室溫后封包碼垛一周,拆開查看基本無團(tuán)狀結(jié)塊,干燥塔粉體出料溫度在90℃以上,收料系統(tǒng)為防止物料吸潮結(jié)壁造成堵塞,安裝了表冷器,先將濕空氣降溫除濕,用相對濕度15%以下的空氣進(jìn)行收料,通過長距離輸送,包裝溫度會降至40℃-50℃,因固體平均95噸/天的產(chǎn)量,包裝流水作業(yè),目前暫無條件將料溫降至室溫后再包裝。
在貯存過程中,若有溫度變化,在水分存在下,會引起溶解、結(jié)晶重復(fù)發(fā)生,促使晶橋生成形成結(jié)塊。實驗表明,PAC倉庫中存料夏季比冬季結(jié)塊現(xiàn)象更為明顯,因此,在貯存過程中,應(yīng)盡量減少溫度的變化,貯存環(huán)境也不宜過于陰暗,并保持良好的通風(fēng)。
PAC晶體顆粒大小對結(jié)塊有著重要的影響。晶體顆粒大,晶粒表面積小,則不容易吸濕;顆粒均勻,造型好,帶有很少的細(xì)料,相鄰顆粒間接觸點(diǎn)較少,結(jié)塊的傾向性也就相對減小。車間通過對霧化器轉(zhuǎn)速的調(diào)整,由原來的12000r/min降至8000r/min,當(dāng)霧化器轉(zhuǎn)速低于8000r/min時會明顯影響固體產(chǎn)量;同時進(jìn)塔液體溫度對顆粒度大小的影響也非常顯著,當(dāng)料溫高時,顆粒度小,料溫低時,顆粒度大,通過以上兩方面調(diào)整,PAC晶體大小由最初的100-120目降至80-100目。
貯存期間增加貯存壓力,就會增大晶體顆粒形變的可能性和顆粒接觸面積,使晶體交聯(lián)的可能性加大,從而增加結(jié)塊的可能性。通過降低產(chǎn)品的堆積高度,可減小貯存壓力,從而減小結(jié)塊的可能性。
PAC粉料結(jié)塊主要原因為以上幾個方面,后面會著重以收料溫度為突破點(diǎn)進(jìn)行技改。目前成品倉庫已安裝一臺整包機(jī),結(jié)塊去除率在80%以上,對于結(jié)塊物料,要求裝車前在整包機(jī)上過一遍,以降低結(jié)塊對產(chǎn)品品相的影響。
結(jié)塊是由晶橋?qū)⒕ЯEc晶粒之間連接起來的而形成的,如果PAC固體粉料中的含水量比較多的話,就為晶體的產(chǎn)生提供了條件,因此,控制PAC固體粉料的含水量可以控制晶體的產(chǎn)生。通過多次實驗表明,在權(quán)衡了干燥塔出風(fēng)溫度、固體含水量、結(jié)塊現(xiàn)象改善情況和產(chǎn)量幾個方面的要素之后,我們得出了一個比較適合的控制PAC固體粉料含水量的方法:將車間的出風(fēng)溫度控制在115~118度,固體水分就會維持在3%~5%之間。為了在源頭上解決PAC固體粉料結(jié)塊的現(xiàn)象,有必要在車間推行這個生產(chǎn)方案。
很多結(jié)塊現(xiàn)象是在板包裝之后出現(xiàn)的,因此,控制PAC固體粉料的包裝技術(shù)也是非常重要的一環(huán)。從包裝材料方面來說,目前所用到的PAC固體材料包裝袋分為內(nèi)外兩層。這兩層是不同材質(zhì)的包裝袋:外層是一種鍍膜聚丙烯編織的外袋,內(nèi)袋所用的是PE材料。兩種不同材料的包裝袋組合而成可以很好地防止PAC固體材料與外界空氣、水分接觸,這樣可以有效避免結(jié)塊現(xiàn)象的發(fā)生。除了要使用符合標(biāo)準(zhǔn)的包裝袋進(jìn)行包裝之外,還要在包裝封袋之前將袋內(nèi)多元的空氣排出來,因為,空氣的存在會使得PAC固體材料更加容易結(jié)塊。在保證袋內(nèi)沒有多余的空氣之后,用熱塑技術(shù)進(jìn)行PE內(nèi)袋的封口,鍍膜聚丙烯編織的外袋采取折邊線縫的技術(shù)進(jìn)行封袋,這樣一來就可以完美隔絕PAC固體材料與外部空氣的接觸。一般來說,除了封袋本身的質(zhì)量問題以及設(shè)備的異常之外,包裝程序造成結(jié)塊現(xiàn)象的可能性是很小的。
溫度對PAC固體粉料的影響是非常明顯的。在包裝過程中,為了避免由于溫度過高,晶體冷卻之后發(fā)生溶解,形成了鹽橋,從而發(fā)生結(jié)塊。在包裝前就應(yīng)該將晶體進(jìn)行徹底地冷卻,使得產(chǎn)品的溫度與環(huán)境的溫度相適應(yīng)。這是非常重要的一環(huán),經(jīng)過車間的實驗表明,在實際操作過程中,工作人員在將PAC粉料裝進(jìn)袋子里之后,暫時先不進(jìn)行封口環(huán)節(jié),等待粉料的溫度降低至室內(nèi)溫度之后,進(jìn)行封裝。封裝之后采取碼垛的方式進(jìn)行物料的堆放,在堆放一周之后,拆封查看。發(fā)現(xiàn)冷卻之后再進(jìn)行封袋的PAC物料均沒有發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象,所以,降溫是預(yù)防粉料結(jié)塊的一個非常有效的辦法。但是先將粉料降溫至室溫再進(jìn)行包裝工作,會使得企業(yè)生產(chǎn)效率大大降低。因此,筆者結(jié)合了實際工作以及降溫原理,設(shè)計出來一個更加行得通的方案,具體的降溫方案如下:粉料從干燥塔出來的時候,溫度大約為90℃以上,在收料系統(tǒng)上安裝表冷器,這個器具的作用是給空氣降溫除濕,一方面可以預(yù)防粉料粘在收料系統(tǒng)壁上,另一方面,可以降低空氣中的濕度,上文提到了含水量過高會導(dǎo)致晶粒產(chǎn)重結(jié)晶,極易發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象。然后,在長距離的運(yùn)輸過程中,包裝的溫度會降低到40℃到50℃之間。這樣一來,通過是預(yù)裝表冷器以及通過在長途運(yùn)輸中的自然冷卻,就可以達(dá)到一個降溫效果。
除了包裝過程以及運(yùn)輸過程的降溫,還應(yīng)該注意PAC粉料的儲存環(huán)境。經(jīng)驗表明,夏季倉庫中的PAC粉料會比冬季更加容易結(jié)塊。因為夏季不光是溫度高,而且晝夜溫差大。溫度的變化會導(dǎo)致晶粒發(fā)生變化。除了溫度的保持,還要注意倉庫環(huán)境的通風(fēng)效果是否良好,經(jīng)常通風(fēng),保持倉庫的干燥陰涼,更加有利于PAC的存放。還有一點(diǎn)非常重要,就是在儲存堆放的時候,要注意PAC的堆放高度不宜過高,過高的話會增加物料的壓力,這樣也容易造成晶粒的結(jié)塊。
PAC本身的晶粒大小如果不合適的話,也會影響結(jié)塊。顆粒大的晶體比表面積小,這樣的狀態(tài)不容易吸收空氣中國的水分;同時顆粒均勻的粉料相互接觸的面積比較小,就不容易連接在一起。那么如何控制PAC晶體的顆粒大小在一個合適的范圍之內(nèi)?筆者通過實驗研究發(fā)現(xiàn),本企業(yè)所生產(chǎn)的PAC粉料晶體顆粒大小在100~120目之間,可以通過降低進(jìn)入干燥塔的液體的溫度和調(diào)整霧化器的轉(zhuǎn)速兩種方式來將PAC晶體顆粒大小控制在合理的范圍之內(nèi)。
如果結(jié)塊不嚴(yán)重的情況下,可以將已經(jīng)結(jié)塊的PAC固體粉料放置在陽光之下曝曬,通過蒸發(fā)將PAC固體粉料中包含的水分曬干,在水分曬干之后進(jìn)行粉碎,將結(jié)塊狀的PAC粉料粉碎還原成粉末狀,就可以繼續(xù)使用了。但是,值得注意的一點(diǎn),如果結(jié)塊現(xiàn)象比較嚴(yán)重,就不宜繼續(xù)使用了,因為有很大的可能會造成溶解不開的現(xiàn)象。對于那些由于運(yùn)輸過程中擠壓作用造成的結(jié)塊,可以直接投放進(jìn)水中,是可以完全溶解的。