天华院干燥与造粒技术助力世界首套万吨级煤基可降解材料示范项目投产
近日，中国化工装备所属天华院参与的国家能源集团榆林化工5万吨/年聚乙醇酸(PGA)可降解材料示范项目打通全部生产流程，正式建成投产。作为该煤制烯烃产业链延伸项目的参与者和亲历者，天华院两个专业院所参与其中，并提供了先进的干燥技术和造粒技术等关键工艺以及核心设备的研发设计与技术支持。
该项目的投产，标志着世界首套万吨级煤基可降解材料示范项目实现工业化生产，实现了我国在PGA可降解塑料领域零的突破，对促进我国煤化工产业向高端化、多元化、低碳化方向转型发展有重要示范意义。
在环保要求日益严峻的大环境下，越来越多的可降解塑料投入市场。PGA作为一种单元碳量最少、具有可完全分解的酯结构、降解速度很快的脂肪族聚酯类高分子材料，因具有气体阻隔性优良、生物相容性极佳、力学强度大、耐高温等性能，且能在土壤、海水等环境中完全无害降解等性能优点，广泛应用于石油、天然气开采，医用缝合线，骨折固定材料，组织工程支架等医学、农林业、食品包装等诸多领域。目前世界产能仅为需求量的1%，市场发展前景广阔。
为确保项目产出合格产品，天华院专业团队聚焦该项目工艺新、材料新、物料复杂等难点，以敢于啃硬骨头的研发创新精神，充分发挥在干燥、挤压造粒领域的专业优势，在所承担的关键工艺及核心设备上进行突破和创新。
天华院干燥专业团队针对物料粘度高、流动性差及低温高真空干燥的特殊要求，成立了紧急攻关小组，历时一年，先后完成了该项目乙交酯干燥单元工艺以及装备技术的攻关，成功设计制造了一套能满足绝压500Pa.A的低温连续干燥装置。
该装置几乎对不同性质、不同状态的物料都能适应，特别适应于易燃易爆、易高温氧化有触变性物料和浆状、粘稠状、膏状物料的干燥。
在干燥过程中，该工艺通过耙齿的不断正反转动，使得物料得到最大限度的搅拌、混合，有效改善了物料传热状态，避免了物料过热，使物料中的湿份更容易蒸发。
设计上，该装置采用了结构简单的管壳式冷凝器等附属设备，加大了对溶剂蒸发气的冷凝回收，且溶剂回收率可达95%以上。
合理的结构设计和大端板整体加工工艺和轴端密封结构及密封材料的选用，既保证了静密封的密封效果，又确保了动密封的密封效果。
其独特的介质流体通道，确保了介质流体不会短路、无死区，强化了介质流体与物料间的传热，使热效率利用率显著提高。
多种调速技术更是可以根据用户要求，选用变频、电磁、机械无级变速，便捷了空心轴管转速的调节。
天华院橡塑专业团队承担了该项目乙交酯造粒单元这一关键设备的设计制造任务。该项目乙交酯造粒单元要求将产量为2300kg/h的 PGA树脂从DN100的管道平均分布到1100mm宽的70个平铺模孔均匀挤出，并且将料条在风冷钢带上从230℃冷却到70℃以下，从而达到切粒要求。
针对乙交酯冷却造粒单元物料的复杂性，天华院橡塑专业团队组织精兵强将，借助40余年的挤出造粒经验积累，结合先进的计算机仿真模拟对设备核心部件进行设计，经多次实验验证和优化改进，成功研制出一种具有独特的衣架式流道的造粒单元，实现了出料均匀性和成品颗粒品质稳定性的双保证。
同时，通过精确的计算和模拟分析，为业主确定了一套挤出料条冷却装置及工艺的操作流程，并设定了合理的操作温度参数，既能保证物料充分冷却，又可以避免造粒钢带结露后使物料受潮降解。
安装调试期间，天华院工程技术人员在严密做好疫情防控的同时，克服工期紧、多专业交叉、难度大等难题，24小时坚守现场，对调试过程中出现的问题，连夜讨论分析并解决问题。经过多个昼夜的连续奋战，终于打通乙交酯干燥单元生产流程，顺利完成设备及成套工艺的交付。
