劉貴銀

（逸盛大化石化有限公司，遼寧 大連 116600）

對于現(xiàn)代紡織化纖以及石油化工行業(yè)來說，精對苯二甲酸( PTA)是非常關(guān)鍵的原材料之一，其被大量應(yīng)用到多個(gè)行業(yè)當(dāng)中，例如電子行業(yè)、化工行業(yè)、建筑行業(yè)等等，這些都涉及到社會經(jīng)濟(jì)的各個(gè)層面，已經(jīng)成為了影響化工行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，和人們的生產(chǎn)生活具有非常緊密的聯(lián)系。通過相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，現(xiàn)階段我國已經(jīng)成為了PTA 最大的生產(chǎn)基地，無論是對于上游的原材料還是對于下流的產(chǎn)品加工來說，我國都在世界市場中占據(jù)非常重要的地位。PTA的生產(chǎn)也相對復(fù)雜，其工藝方面涉及到的內(nèi)容較多，首先要通過高溫氧化的方式使得二甲苯轉(zhuǎn)變成為粗對苯二甲酸，之后利用加氫精制的方式將粗對苯二甲酸轉(zhuǎn)變成為精對苯二甲酸（PTA）。近些年隨著整個(gè)PTA 產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，其生產(chǎn)工藝也有了快速創(chuàng)新發(fā)展，但還是存在一定問題，其中不可回收廢料就是最為嚴(yán)重的問題之一，而且隨著PTA 產(chǎn)量的增加，所產(chǎn)生的廢料量也在不斷增加，若是不對其加以控制就會產(chǎn)生較大的浪費(fèi)。針對此問題，文章對于PTA 裝置中反應(yīng)釜及地溝結(jié)晶廢料回收方法進(jìn)行了分析研究，希望借此能夠解決PTA 生產(chǎn)過程中對于廢棄物料回收利用方面的問題，從而形成非常好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益。

1 PTA 廢料的相關(guān)概述

1.1 PTA 廢料的產(chǎn)生

近些年來說隨著市場需求量的不斷上升，我國PTA 生產(chǎn)的規(guī)模也在快速上漲，所建設(shè)的相應(yīng)裝置數(shù)量呈幾何倍數(shù)增加，生產(chǎn)工藝也有了較大發(fā)展。雖然生產(chǎn)工藝的發(fā)展推動了PTA 生產(chǎn)的質(zhì)量，但是PTA裝置在運(yùn)行過程中還是會產(chǎn)生非常多的浪費(fèi)物料，這些物料無法充分回收，產(chǎn)生較大浪費(fèi)，所以如何對這些廢料進(jìn)行有效回收就成為了整個(gè)行業(yè)中最為重要的問題之一。人們也加強(qiáng)了PTA 生產(chǎn)過程中廢料的回收利用，目前針對反應(yīng)釜中產(chǎn)生的殘?jiān)呀?jīng)制定了多種不同的回收方案，但是實(shí)際生產(chǎn)時(shí)還是會產(chǎn)生非常多的釜壁結(jié)晶物料以及地溝沉淀廢料，這些廢料并沒有引起人們的重視，往往按照化工廢料或殘次品進(jìn)行處理。若是將其按照化工廢料的方式進(jìn)行處理，最主要的方式都是采取高溫焚燒來處理，但是此種處理方式的問題相對較多，主要集中在如下幾方面，包括：燃燒效率不足影響燃燒充分性、相關(guān)設(shè)備容易受到腐蝕等，另外，焚燒過程會形成非常多的溫室氣體以及有毒氣體，不僅無法產(chǎn)生良好經(jīng)濟(jì)效益，也會產(chǎn)生非常大的能源浪費(fèi)以及環(huán)境污染。隨著PTA 生產(chǎn)規(guī)模的不斷上升，反應(yīng)釜壁結(jié)晶和地溝沖洗物的價(jià)值也越來越高，對其進(jìn)行回收利用是非常具有經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益的。

1.2 PTA 結(jié)晶廢料的來源以及特性分析

PTA 裝置運(yùn)行時(shí)受到其物質(zhì)反應(yīng)的作用，往往會在反應(yīng)釜壁上形成大量塊狀的結(jié)晶料，由于這些結(jié)晶料內(nèi)部包含著大量水分，所以其很難循環(huán)利用。因此不得不將這些物料按照廢料的標(biāo)準(zhǔn)來處理，這樣必然會形成非常大的浪費(fèi)。另外，在對PTA 裝置進(jìn)行維修過程中，需要對每個(gè)工段進(jìn)行拆卸排料，在此過程中會有非常多的成品、半成品物料被清洗掉入地溝中，這些物料無法被回收再次應(yīng)用到反應(yīng)裝置中，也會形成非常多的物料結(jié)晶，若是不對這些物料進(jìn)行重復(fù)利用就會造成浪費(fèi)。物料的兩種形式（結(jié)晶物、沉淀物）主體上都是塊狀的結(jié)構(gòu)，并且其硬度非常大，具有較高的含濕率，很難進(jìn)行回收利用，所以往往都按照工業(yè)污泥或者廢料進(jìn)行處理。針對此，文章主要探討處理結(jié)晶物料由于濕份大、粘性大、呈塊狀的物料特性下無法回收利用的問題。

2 PTA 結(jié)晶廢料的回收方法

對于PTA 結(jié)晶廢料進(jìn)行回收利用具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，回收利用時(shí)主要是針對塊狀結(jié)晶物、沉淀物等采取創(chuàng)新工藝進(jìn)行處理。雖然反應(yīng)釜壁所結(jié)晶的物料以及地溝沉淀物料并沒有受到污染，屬于較結(jié)晶的物料，但是受到結(jié)晶以及固化之后會轉(zhuǎn)變成為較大的塊狀顆粒，很難對其直接回收應(yīng)用。因此要加強(qiáng)工藝的創(chuàng)新、采取全新方法來對物料進(jìn)行溶解，轉(zhuǎn)變成為漿液化狀態(tài)，之后將其重新投入到反應(yīng)釜當(dāng)中，再次進(jìn)入反應(yīng)過程。但是此種重新溶解的工藝較為復(fù)雜，并且成本相對較高，經(jīng)濟(jì)效益不佳。而利用物理的方式對塊狀物料進(jìn)行處理（將物料進(jìn)行溶解），其可行性更好，因此按照此種思路可以確定出最終的工藝方式（研磨、粉碎），確保物料得到有效的回收利用。

為了達(dá)到如上設(shè)定目標(biāo)，主要采取以下方案：將廢料收集之后重新將其研磨粉碎，之后再次將其投入到反應(yīng)釜當(dāng)中重新利用。以此種方案為基礎(chǔ)要提供完整的設(shè)備，能夠可以對廢料進(jìn)行重新利用。此種設(shè)備應(yīng)用的具體工藝按照如下流程來進(jìn)行：廢料集中（地溝廢料先進(jìn)行沉淀回收）→料斗→攪拌→螺旋輸送→粉碎、研磨→沖洗→打漿灌反應(yīng)回收。

將收集到的廢料總體投入到料斗當(dāng)中，在此過程中需要投入30%工藝水，以此來確保物料具有足夠的含水量，同時(shí)要在料斗中設(shè)置相應(yīng)的攪拌設(shè)備，確保廢料和水能夠均勻融合，并且避免物料長期停滯而發(fā)生積料的情況。首先對物料和水進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，保證其混合的均勻性。之后利用螺旋輸送機(jī)將其推動道磨盤的合適位置，為了保證其研磨的均勻性一般都是位于中心區(qū)域。在研磨機(jī)的磨盤中存在著倒流槽、合金刀頭等部件，隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，受到離心力的影響，物料會從磨盤中心被甩出，并且受到刀頭等部件作用發(fā)生粉碎，最終將物料顆粒研磨到500 μm 的標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足打漿反應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)。另外，為了確保物料能夠順暢地出料，需要在磨盤的出料面設(shè)置噴淋以及沖洗口，并且向其中投入20%工藝水，以此來保證打漿含水量的基本要求，從而確保廢料能夠順利流入到裝置內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。具體實(shí)施時(shí)要利用臥式研磨粉碎裝置來進(jìn)行，由于其特殊結(jié)構(gòu)所以能夠更好地對結(jié)晶廢料以及沉淀物進(jìn)行處理，此種裝置可以對顆粒較大、硬度較高且含水量較大的物料實(shí)施研磨粉碎，并且在物料研磨過程中能夠始終保持物料和水分的均勻融合，可以保證其能夠順利輸送到反應(yīng)釜當(dāng)中發(fā)生反應(yīng)。一般情況下顆粒相對較大的物料會從進(jìn)料漏斗進(jìn)入到螺旋給料裝置螺旋殼體當(dāng)中，通過電機(jī)減速機(jī)來驅(qū)動螺旋軸將物料。

推入到靜磨盤與動磨盤所形成的通道之間，動磨盤在驅(qū)動力的作用下會發(fā)生偏心轉(zhuǎn)動，這樣就會造成通道縫隙的改變，就會造成不同頻次、不同角度對塊狀物料的擠壓研磨。在經(jīng)過首道研磨之后，相對較大的粒徑塊狀物會從通道被排出，之后會受到設(shè)置在動靜磨盤上的合金刀片切割而發(fā)生更加細(xì)致的粉碎，經(jīng)過多次的研磨之后最終顆粒大小滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并且可以從出料口順利排出。為了保證顆粒的粒徑、含水量等標(biāo)準(zhǔn)，需要在粉碎過程中加入一定量的水分。此種臥式淹沒粉碎裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等特點(diǎn)，同時(shí)可以確保進(jìn)出料的連續(xù)性，能夠?qū)ζ扑榱竭M(jìn)行調(diào)節(jié)，具有節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。

采用此種工藝流程所用設(shè)備的核心部件為螺旋給料裝置，此裝置主要包括如下幾部分機(jī)構(gòu)：螺旋給料裝置、螺旋軸驅(qū)動電機(jī)減速機(jī)，連接電機(jī)減速機(jī)與螺旋軸的聯(lián)軸器， 給料螺旋殼體， 安裝在給料螺旋殼體之上的進(jìn)料漏斗、安裝在螺旋軸之上的支撐軸承等機(jī)構(gòu)等等，其中螺旋給料裝置主要包括螺旋葉片、螺旋軸等等，可以按照物料之間的差異來設(shè)定針對性的進(jìn)料斗，對于常規(guī)物料來說，由于其粘度相對較小因此能夠直接進(jìn)料，而粘度較大的物料進(jìn)料時(shí)則需要設(shè)置攪拌裝置，對于進(jìn)入到料斗內(nèi)的物料進(jìn)行不斷攪拌，保證其流動性。另外，在給料螺旋殼體上要設(shè)置靜磨盤，并且在其對面設(shè)置動磨盤，兩者之間設(shè)置出料箱，要將出料箱和靜磨盤之間進(jìn)行固定，為了避免發(fā)生滲漏，需要在出料箱和動磨盤間設(shè)置填料密封。同時(shí)，驅(qū)動軸是整個(gè)裝置的核心部分，其一端尾部連接有帶輪，動磨盤通過固定裝置安裝到驅(qū)動軸上，之后將其整體安裝到動磨盤調(diào)節(jié)裝置上。

動磨盤調(diào)節(jié)裝置主要包括如下幾部分：外殼、可旋螺紋套（設(shè)置在外殼上）、鎖緊螺母、支撐軸承等等。動磨盤驅(qū)動裝置會產(chǎn)生驅(qū)動力，帶動皮帶使得驅(qū)動軸發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動動磨盤的運(yùn)動。整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖

利用此種結(jié)構(gòu)的粉碎裝置可以充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)特性，從而對大粒徑塊狀物料進(jìn)行粉碎，較大顆粒的廢料可以從進(jìn)料口投入到螺旋給料裝置殼體中，通過螺旋軸的作用使得物料被推入到靜磨盤與動磨盤所形成的通道之間，動磨盤在驅(qū)動力的作用下會發(fā)生偏心轉(zhuǎn)動，這樣就會造成通道縫隙的改變，就會造成不同頻次、不同角度對塊狀物料的擠壓研磨。在經(jīng)過首道研磨之后，相對較大的粒徑塊狀物會從通道被排出，之后會受到設(shè)置在動靜磨盤上的合金刀片切割而發(fā)生更加細(xì)致的粉碎，經(jīng)過多次的研磨之后最終顆粒大小滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并且可以從出料口順利排出。在運(yùn)行過程中，靜磨盤始終保持靜止，而動磨盤受到皮帶輪帶動產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，從而造成物料的擠壓研磨。為了能夠針對不同粒徑的顆粒進(jìn)行研磨，往往通過調(diào)節(jié)動磨盤螺紋套來達(dá)到想要設(shè)定的通道尺寸，并且能夠保證合金刀片的標(biāo)準(zhǔn)間隙，最終實(shí)現(xiàn)想要達(dá)到的粒徑尺寸。正是采取了較為特殊的結(jié)構(gòu)，所以此研磨機(jī)可以對多種物料進(jìn)行研磨，并且能夠滿足干、濕物料的粉碎研磨要求。相對有傳統(tǒng)設(shè)備來說，此研磨破碎裝置主要利用的是動靜磨盤相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)研磨的目標(biāo)，其整體結(jié)構(gòu)較為簡單，運(yùn)行過程不會受到過多因素的影響，具有較好的粉碎效果。可以保證完成粉碎的物料可以順利從出料箱排除，并且通過簡單的調(diào)節(jié)就能夠得到不同粒徑的顆粒，具有較大的靈活性。通過該裝置的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)物料的回收利用，能夠有效解決PTA物料不便粉碎研磨的問題。

3 結(jié)束語

上述所述工藝方法已經(jīng)應(yīng)用到很多PTA 的生產(chǎn)當(dāng)中，從相應(yīng)調(diào)查數(shù)據(jù)可知，1.2×106t 的PTA裝置需要配置20 臺以上的反應(yīng)釜，按照結(jié)晶厚度20～100 mm、檢修期12 個(gè)月進(jìn)行計(jì)算，可知每一年需要清理150 t 積料，而在設(shè)備檢修時(shí)被沖走的物料能夠達(dá)到100 t/年，所以每一年要處理廢料250 t。采用上述措施能夠有效回收利用這些廢料，大大降低成本，同時(shí)也能夠避免廢料排出而引發(fā)的環(huán)境污染。