劉貴銀

（逸盛大化石化有限公司，遼寧 大連 116600）

對(duì)于現(xiàn)代紡織化纖以及石油化工行業(yè)來(lái)說(shuō)，精對(duì)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(huì)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(guò)相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)成為了PTA 最大的生產(chǎn)基地，無(wú)論是對(duì)于上游的原材料還是對(duì)于下流的產(chǎn)品加工來(lái)說(shuō)，我國(guó)都在世界市場(chǎng)中占據(jù)非常重要的地位。PTA的生產(chǎn)也相對(duì)復(fù)雜，其工藝方面涉及到的內(nèi)容較多，首先要通過(guò)高溫氧化的方式使得二甲苯轉(zhuǎn)變成為粗對(duì)苯二甲酸，之后利用加氫精制的方式將粗對(duì)苯二甲酸轉(zhuǎn)變成為精對(duì)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(wèn)題，其中不可回收廢料就是最為嚴(yán)重的問(wèn)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(duì)其加以控制就會(huì)產(chǎn)生較大的浪費(fèi)。針對(duì)此問(wèn)題，文章對(duì)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(guò)程中對(duì)于廢棄物料回收利用方面的問(wèn)題，從而形成非常好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)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(lái)說(shuō)隨著市場(chǎng)需求量的不斷上升，我國(guó)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(dòng)了PTA 生產(chǎn)的質(zhì)量，但是PTA裝置在運(yùn)行過(guò)程中還是會(huì)產(chǎn)生非常多的浪費(fèi)物料，這些物料無(wú)法充分回收，產(chǎn)生較大浪費(fèi)，所以如何對(duì)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(wèn)題之一。人們也加強(qiáng)了PTA 生產(chǎn)過(guò)程中廢料的回收利用，目前針對(duì)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(huì)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(méi)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(lái)處理，但是此種處理方式的問(wèn)題相對(duì)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(guò)程會(huì)形成非常多的溫室氣體以及有毒氣體，不僅無(wú)法產(chǎn)生良好經(jīng)濟(jì)效益，也會(huì)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(lái)越高，對(duì)其進(jìn)行回收利用是非常具有經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的。

1.2 PTA 結(jié)晶廢料的來(lái)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(huì)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(lái)處理，這樣必然會(huì)形成非常大的浪費(fèi)。另外，在對(duì)PTA 裝置進(jìn)行維修過(guò)程中，需要對(duì)每個(gè)工段進(jìn)行拆卸排料，在此過(guò)程中會(huì)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(wú)法被回收再次應(yīng)用到反應(yīng)裝置中，也會(huì)形成非常多的物料結(jié)晶，若是不對(duì)這些物料進(jìn)行重復(fù)利用就會(huì)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(duì)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(wú)法回收利用的問(wèn)題。

2 PTA 結(jié)晶廢料的回收方法

對(duì)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(duì)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(méi)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(huì)轉(zhuǎn)變成為較大的塊狀顆粒，很難對(duì)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(lái)對(duì)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(guò)程。但是此種重新溶解的工藝較為復(fù)雜，并且成本相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)效益不佳。而利用物理的方式對(duì)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(duì)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(lái)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(guò)程中需要投入30%工藝水，以此來(lái)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(zhǎng)期停滯而發(fā)生積料的情況。首先對(duì)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(dòng)道磨盤(pán)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(pán)中存在著倒流槽、合金刀頭等部件，隨著轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，受到離心力的影響，物料會(huì)從磨盤(pán)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(mǎn)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(pán)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(lái)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(lái)進(jìn)行，由于其特殊結(jié)構(gòu)所以能夠更好地對(duì)結(jié)晶廢料以及沉淀物進(jìn)行處理，此種裝置可以對(duì)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(guò)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(duì)較大的物料會(huì)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(guò)電機(jī)減速機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)螺旋軸將物料。

推入到靜磨盤(pán)與動(dòng)磨盤(pán)所形成的通道之間，動(dòng)磨盤(pán)在驅(qū)動(dòng)力的作用下會(huì)發(fā)生偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就會(huì)造成通道縫隙的改變，就會(huì)造成不同頻次、不同角度對(duì)塊狀物料的擠壓研磨。在經(jīng)過(guò)首道研磨之后，相對(duì)較大的粒徑塊狀物會(huì)從通道被排出，之后會(huì)受到設(shè)置在動(dòng)靜磨盤(pán)上的合金刀片切割而發(fā)生更加細(xì)致的粉碎，經(jīng)過(guò)多次的研磨之后最終顆粒大小滿(mǎn)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(guò)程中加入一定量的水分。此種臥式淹沒(méi)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(dòng)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(lái)設(shè)定針對(duì)性的進(jìn)料斗，對(duì)于常規(guī)物料來(lái)說(shuō)，由于其粘度相對(duì)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(duì)于進(jìn)入到料斗內(nèi)的物料進(jìn)行不斷攪拌，保證其流動(dòng)性。另外，在給料螺旋殼體上要設(shè)置靜磨盤(pán)，并且在其對(duì)面設(shè)置動(dòng)磨盤(pán)，兩者之間設(shè)置出料箱，要將出料箱和靜磨盤(pán)之間進(jìn)行固定，為了避免發(fā)生滲漏，需要在出料箱和動(dòng)磨盤(pán)間設(shè)置填料密封。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸是整個(gè)裝置的核心部分，其一端尾部連接有帶輪，動(dòng)磨盤(pán)通過(guò)固定裝置安裝到驅(qū)動(dòng)軸上，之后將其整體安裝到動(dòng)磨盤(pán)調(diào)節(jié)裝置上。

動(dòng)磨盤(pán)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(dòng)磨盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，帶動(dòng)皮帶使得驅(qū)動(dòng)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)磨盤(pán)的運(yùn)動(dòng)。整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)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(guò)螺旋軸的作用使得物料被推入到靜磨盤(pán)與動(dòng)磨盤(pán)所形成的通道之間，動(dòng)磨盤(pán)在驅(qū)動(dòng)力的作用下會(huì)發(fā)生偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就會(huì)造成通道縫隙的改變，就會(huì)造成不同頻次、不同角度對(duì)塊狀物料的擠壓研磨。在經(jīng)過(guò)首道研磨之后，相對(duì)較大的粒徑塊狀物會(huì)從通道被排出，之后會(huì)受到設(shè)置在動(dòng)靜磨盤(pán)上的合金刀片切割而發(fā)生更加細(xì)致的粉碎，經(jīng)過(guò)多次的研磨之后最終顆粒大小滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，并且可以從出料口順利排出。在運(yùn)行過(guò)程中，靜磨盤(pán)始終保持靜止，而動(dòng)磨盤(pán)受到皮帶輪帶動(dòng)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(duì)不同粒徑的顆粒進(jìn)行研磨，往往通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)磨盤(pán)螺紋套來(lái)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(duì)多種物料進(jìn)行研磨，并且能夠滿(mǎn)足干、濕物料的粉碎研磨要求。相對(duì)有傳統(tǒng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，此研磨破碎裝置主要利用的是動(dòng)靜磨盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)研磨的目標(biāo)，其整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，運(yùn)行過(guò)程不會(huì)受到過(guò)多因素的影響，具有較好的粉碎效果?？梢员ＷC完成粉碎的物料可以順利從出料箱排除，并且通過(guò)簡(jiǎn)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(guò)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(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

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(tái)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。