PAC 固体粉料包装后结块原因及解决办法

江西理文化工 邓冰

一、PAC晶体结块的机理

关于PAC晶体结块的理论,目前公认的有晶桥理论和毛细管吸附理论.

（一）晶桥理论(或结晶理论)

此理论认为由于晶体自身因素(晶体的性质、化学组成、粒度、粒度分布及晶体的几何形状)和外界因素(湿度、温度、压力和杂质等)的影响，使晶体表面溶解并发生重结晶，从而在晶粒之间的相互接触点上形成晶桥，使晶粒粘接在一起，逐渐形成巨大的团块。

（二）毛细管吸附理论

此理论认为由于微细晶粒间毛细管吸附力的存在,使毛细管弯月面上的饱和蒸汽压低于外部的饱和蒸汽压,这就为水蒸汽在晶粒间的扩散造成条件,使离子向颗粒接触点处移动，导致相邻颗粒间形成交联和粘结使晶体易于吸潮，最后导致结块。

二、PAC结块的因素

影响PAC结块的因素比较多，主要因素有晶体的含水量、晶体的颗粒大小、晶体的吸湿性以及贮存温度、贮存压力等。

（一）PAC固体粉料的含水量

聚铝化铝的溶解度随着温度的升高而增加。当温度降低时溶解度也随之降低，晶粒表面发生重结晶，晶粒之间形成晶桥从而结块。因此，在任何情况下，降低水含量，可以减少晶体结块。实验表明，将干燥塔出风温度控制在115℃左右，固体水分在指标范围内（指标≤5%），若将出风温度控制在125以上，固体水分可降至3%以下，但此时粉料蓬松体积大，包装物肥硕，不利于码垛，且对结块现象无实质改善，出风温度过高对除尘系统玻璃钢设备寿命造成影响，水膜除尘器水温过高不利于酸性尾气的吸收，同时在进塔总热量不变的情况下，出风温度高意味着产量的降低，所以目前车间出风温度控制在115℃-118℃，固体水分保持在3%-5%。

（二）吸湿性

PAC晶体的吸湿性与其自身性质有关。若晶体具有很强的吸湿性（能吸附水分子），则易将晶粒表面溶解，这时一旦外界条件有变化极易重结晶形成晶粒，从而凝聚在一起形成结块，目前PAC固体粉料包装为镀膜聚丙烯编织外袋加PE内袋，包装袋在封口前会挤出袋内多余空气，内袋热塑封口，外袋折边线缝，除设备异常或包装袋质量问题外，包装程序对物料的结块不造成影响。

（三）温度

温度对结块的影响主要体现在贮存和包装两方面。

包装温度对PAC结块影响特别显著，如果包装时温度过高，晶体冷却后溶解的晶体部分重结晶形成盐桥，从而结块，因此在包装前最好先将晶体充分冷却，使产品温度尽量接近环境温度。车间实验表明，收料后暂不封口，待料温冷却至室温后封包码垛一周，拆开查看基本无团状结块，干燥塔粉体出料温度在90℃以上，收料系统为防止物料吸潮结壁造成堵塞，安装了表冷器，先将湿空气降温除湿，用相对湿度15%以下的空气进行收料，通过长距离输送，包装温度会降至40℃-50℃，因固体平均95吨/天的产量，包装流水作业，目前暂无条件将料温降至室温后再包装。

在贮存过程中，若有温度变化，在水分存在下，会引起溶解、结晶重复发生，促使晶桥生成形成结块。实验表明，PAC仓库中存料夏季比冬季结块现象更为明显，因此，在贮存过程中，应尽量减少温度的变化，贮存环境也不宜过于阴暗，并保持良好的通风。

（四）PAC晶体颗粒大小

PAC晶体颗粒大小对结块有着重要的影响。晶体颗粒大，晶粒表面积小，则不容易吸湿；颗粒均匀，造型好，带有很少的细料，相邻颗粒间接触点较少，结块的倾向性也就相对减小。车间通过对雾化器转速的调整，由原来的12000r/min降至8000r/min，当雾化器转速低于8000r/min时会明显影响固体产量；同时进塔液体温度对颗粒度大小的影响也非常显著，当料温高时，颗粒度小，料温低时，颗粒度大，通过以上两方面调整，PAC晶体大小由最初的100-120目降至80-100目。

（五）贮存压力

贮存期间增加贮存压力，就会增大晶体颗粒形变的可能性和颗粒接触面积，使晶体交联的可能性加大，从而增加结块的可能性。通过降低产品的堆积高度，可减小贮存压力，从而减小结块的可能性。

PAC粉料结块主要原因为以上几个方面，后面会着重以收料温度为突破点进行技改。目前成品仓库已安装一台整包机，结块去除率在80%以上，对于结块物料，要求装车前在整包机上过一遍，以降低结块对产品品相的影响。

三、PAC结块的解决办法

（一）控制PAC固体粉料的含水量

结块是由晶桥将晶粒与晶粒之间连接起来的而形成的，如果PAC固体粉料中的含水量比较多的话，就为晶体的产生提供了条件，因此，控制PAC固体粉料的含水量可以控制晶体的产生。通过多次实验表明，在权衡了干燥塔出风温度、固体含水量、结块现象改善情况和产量几个方面的要素之后，我们得出了一个比较适合的控制PAC固体粉料含水量的方法：将车间的出风温度控制在115～118度，固体水分就会维持在3%～5%之间。为了在源头上解决PAC固体粉料结块的现象，有必要在车间推行这个生产方案。

（二）规范PAC固体粉料包装流程

很多结块现象是在板包装之后出现的，因此，控制PAC固体粉料的包装技术也是非常重要的一环。从包装材料方面来说，目前所用到的PAC固体材料包装袋分为内外两层。这两层是不同材质的包装袋：外层是一种镀膜聚丙烯编织的外袋，内袋所用的是PE材料。两种不同材料的包装袋组合而成可以很好地防止PAC固体材料与外界空气、水分接触，这样可以有效避免结块现象的发生。除了要使用符合标准的包装袋进行包装之外，还要在包装封袋之前将袋内多元的空气排出来，因为，空气的存在会使得PAC固体材料更加容易结块。在保证袋内没有多余的空气之后，用热塑技术进行PE内袋的封口，镀膜聚丙烯编织的外袋采取折边线缝的技术进行封袋，这样一来就可以完美隔绝PAC固体材料与外部空气的接触。一般来说，除了封袋本身的质量问题以及设备的异常之外，包装程序造成结块现象的可能性是很小的。

（三）降低PAC固体粉料包装和储存时的温度

温度对PAC固体粉料的影响是非常明显的。在包装过程中，为了避免由于温度过高，晶体冷却之后发生溶解，形成了盐桥，从而发生结块。在包装前就应该将晶体进行彻底地冷却，使得产品的温度与环境的温度相适应。这是非常重要的一环，经过车间的实验表明，在实际操作过程中，工作人员在将PAC粉料装进袋子里之后，暂时先不进行封口环节，等待粉料的温度降低至室内温度之后，进行封装。封装之后采取码垛的方式进行物料的堆放，在堆放一周之后，拆封查看。发现冷却之后再进行封袋的PAC物料均没有发生结块现象，所以，降温是预防粉料结块的一个非常有效的办法。但是先将粉料降温至室温再进行包装工作，会使得企业生产效率大大降低。因此，笔者结合了实际工作以及降温原理，设计出来一个更加行得通的方案，具体的降温方案如下：粉料从干燥塔出来的时候，温度大约为90℃以上，在收料系统上安装表冷器，这个器具的作用是给空气降温除湿，一方面可以预防粉料粘在收料系统壁上，另一方面，可以降低空气中的湿度，上文提到了含水量过高会导致晶粒产重结晶，极易发生结块现象。然后，在长距离的运输过程中，包装的温度会降低到40℃到50℃之间。这样一来，通过是预装表冷器以及通过在长途运输中的自然冷却，就可以达到一个降温效果。

除了包装过程以及运输过程的降温，还应该注意PAC粉料的储存环境。经验表明，夏季仓库中的PAC粉料会比冬季更加容易结块。因为夏季不光是温度高，而且昼夜温差大。温度的变化会导致晶粒发生变化。除了温度的保持，还要注意仓库环境的通风效果是否良好，经常通风，保持仓库的干燥阴凉，更加有利于PAC的存放。还有一点非常重要，就是在储存堆放的时候，要注意PAC的堆放高度不宜过高，过高的话会增加物料的压力，这样也容易造成晶粒的结块。

（四）控制PAC晶体颗粒大小

PAC本身的晶粒大小如果不合适的话，也会影响结块。颗粒大的晶体比表面积小，这样的状态不容易吸收空气中国的水分；同时颗粒均匀的粉料相互接触的面积比较小，就不容易连接在一起。那么如何控制PAC晶体的颗粒大小在一个合适的范围之内？笔者通过实验研究发现，本企业所生产的PAC粉料晶体颗粒大小在100～120目之间，可以通过降低进入干燥塔的液体的温度和调整雾化器的转速两种方式来将PAC晶体颗粒大小控制在合理的范围之内。

（五）对已经生成的结块采取敲打方式

如果结块不严重的情况下，可以将已经结块的PAC固体粉料放置在阳光之下曝晒，通过蒸发将PAC固体粉料中包含的水分晒干，在水分晒干之后进行粉碎，将结块状的PAC粉料粉碎还原成粉末状，就可以继续使用了。但是，值得注意的一点，如果结块现象比较严重，就不宜继续使用了，因为有很大的可能会造成溶解不开的现象。对于那些由于运输过程中挤压作用造成的结块，可以直接投放进水中，是可以完全溶解的。