李艷芬，馬法赫，李大偉

（1.摩恩達（集團）上海流體設(shè)備工程有限公司，上海 200051；2.太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇 太倉 225433；3.凡閏司（上海）流體技術(shù)有限公司，上海 201616）

隨著PTA 行業(yè)的迅猛發(fā)展，PTA 已處于快速發(fā)展的高潮期，而不斷擴大的產(chǎn)能必將帶來激烈的競爭。近年來，各PTA 工廠都致力于節(jié)能降耗，提高企業(yè)的競爭力。而PTA 母固回收系統(tǒng)是整個PTA 行業(yè)降耗的經(jīng)典案例，原因在于PTA 工廠第一段固液分離所產(chǎn)生的母液是最大的一股工藝廢水量，該廢水含有0.2%～0.3%wt 的對苯二甲酸和0.2%～0.3%wt 的對甲基苯甲酸，回收價值高；同時該股廢水是廢水處理廠最大的一股COD 來源。為回收該股廢水中的對甲基苯甲酸等有機固體，促使了PTA 母固回收技術(shù)的產(chǎn)生[1]。

1 母固回收技術(shù)簡介

1.1 過濾工藝原理

過濾系統(tǒng)采用進口多孔金屬燒結(jié)濾芯，濾芯分對稱結(jié)構(gòu)和不對稱結(jié)構(gòu)，孔徑為0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10、20、40、100μm 不等?；诙嗄甑腜TA 應(yīng)用工藝經(jīng)驗以及大量的實驗測試結(jié)果，選用0.5μm 濾芯能過濾出大量的TA 固體，并形成均質(zhì)的濾餅，且很容易反洗掉。

過濾器分內(nèi)過濾和外過濾兩種設(shè)計。過濾過程，母液經(jīng)進料閥由過濾器底部進入過濾器，在錐形物料收集器中環(huán)向循環(huán)，使得固體顆粒在液相中均勻分布。液體在濾芯中均勻流動，由于表面過濾作用，絕大多數(shù)TA 固體顆粒會在金屬粉末燒結(jié)濾芯的表面被截留，過濾工序完成后形成質(zhì)量均等的濾餅，而濾清液經(jīng)濾芯流出過濾器。過濾器特有的流體動力學設(shè)計使得固體非常均勻地形成濾餅，因此反洗效果好，從而保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運行。

由于溫度對TA在水溶液中的溶解性影響很大，溫度變化速率與溶解/結(jié)晶速率線性關(guān)系上不一致，系統(tǒng)采用精確溫度與動力學溫度相轉(zhuǎn)化的工藝技術(shù)來控制過濾、反洗工序中的溫度趨勢，以確保在濾芯內(nèi)部無TA 晶體殘留。

由于多孔金屬濾芯很薄，可能偶爾會有小顆粒堵塞濾孔，但是使用反洗工序能很容易地清理濾芯并解決堵塞的問題。過濾系統(tǒng)采用全自動控制，成本低而且效率高。

根據(jù)金屬粉末燒結(jié)過濾器的性能及過濾原理進行設(shè)計[2]：

（1）采用表面過濾技術(shù)，TA 固體顆粒停留在多孔金屬濾芯的表面，從而避免了因TA 固體顆粒比較黏容易滲透到過濾孔中，減少粘性有機固體漿料對過濾元件的堵塞。

（2）預(yù)涂敷“搭橋”，利用控制初始流速確保濾芯表面形成初濾層，作為過濾過程中的第一層濾膜，防止固體顆粒滲透到過濾介質(zhì)內(nèi)部造成堵塞，導致過濾器運行周期縮短。

（3）采用適當壓力的惰性氣體進行濾餅干燥，減少濾餅含水率，以保證回收的固體漿料對氧化單元不產(chǎn)生影響。

（4）采用氣體加壓和酸洗的方式進行反沖洗，確保濾芯表面的濾餅脫離，延長母固回收系統(tǒng)程序的運行周期，減少堿洗的頻率。

1.2 工藝流程簡述

母液中含有微量TA 固體和PT 酸顆粒的懸浮液，一般懸浮液固體濃度為：精制段0.5%～1.0%，氧化段0.8%～1.5%，通過過濾，回收母液中的懸浮有機固體以降低物耗。懸浮液中的固體過濾下來，濾液送至母液蒸發(fā)罐，濾餅送至漿料接收罐。

根據(jù)處理物料量，過濾系統(tǒng)可以采用單臺過濾器運行或多臺過濾器并聯(lián)運行，過濾器采用間歇操作。多臺并聯(lián)運行時，若有1 臺處于反洗或待過濾階段時，其余處于在線過濾狀態(tài)。整個工藝過程可分為3個階段：預(yù)涂敷，過濾，加壓反洗和酸洗。

第一步：預(yù)涂敷。母液經(jīng)泵提升，以較小流速從過濾器底部引入，直至充滿罐體。

第二步：過濾。母液按照設(shè)定的流量引入過濾器，濾清液從過濾器頂部排入下一工序。濾餅在濾芯內(nèi)表面形成。隨著濾餅厚度的增加，管板兩側(cè)的壓差上升，當過濾器壓差或時間達到設(shè)定值時，關(guān)閉進料閥，停止母液進料。

第三步：加壓反洗和酸洗。過濾完成后關(guān)閉濾清液出口閥，打開上部反洗進氣閥，引入惰性氣體，當壓力達到設(shè)定值時，打開底部卸料閥，用惰性氣體推動濾清液或醋酸將濾餅反沖進入下面的漿料接受罐，由泵送至氧化單元回用。

過濾器運行一段時間后，金屬膜受到一定程度的污染，過濾效率降低，此時，需要通過堿洗再生。整個堿洗過程包括堿洗、除鹽水清洗和酸洗。所排的堿液、清洗水進廢水處理系統(tǒng)。整個堿洗過程均為全自動控制。

2 金屬粉末燒結(jié)過濾器的優(yōu)點

（1）過濾精度高，99.99%以上的固體顆粒會被留在介質(zhì)表面；

（2）耐溫性能好，金屬燒結(jié)粉末可以承受極高的溫度，特種高溫合金耐溫可以達到982℃；

（3）過濾元件的材質(zhì)種類多，有鈦、鎳、銅、SUS304L、SUS316L、蒙 乃 爾 合 金、INCONEL、HASTELLOY 等40 多種；

（4）抗腐蝕性能強，可以耐強酸強堿；

（5）超強的機械強度，具有一定的抗壓、抗拉伸強度、不易損壞，性能穩(wěn)定；

（6）再生效果好，使用壽命長：部分特種合金產(chǎn)品質(zhì)量保證期為10年；

（7）通過加壓干燥，金屬粉末燒結(jié)過濾器過濾效果能夠確保濾餅含水率滿足生產(chǎn)要求。

3 母固回收效益評估

按照母液進水指標300t·h-1，固含量0.6%計算，其中含TA 和PT 酸等可以回用的有機物為1.8t·h-1，一年運行8000h，可以回收有機物14400t。回收的有機物價格按7000 元·t-1，一年的回收收益為1 億元人民幣。

輔助經(jīng)濟效益：可回用70%左右的水量，既減少了后續(xù)生化處理的水量和COD 排放量，也減少了純水系統(tǒng)的投資。

[1]趙會玉，袁乃金.翔鷺石化PTA 精制母固回收系統(tǒng)應(yīng)用[C].中國PTA 行業(yè)2011年年會論文集.

[2]李海潮.PTA 精制母液新過濾工藝技術(shù)探討[C].PTA 行業(yè)協(xié)會論文集，2006.