PTA料浆真空过滤特性与工业试验研究

2022-09-11

纤维是天然、人工合成的丝状物, 纺织纤维是用来纺织布的纤维。化纤是纤维中的一大类。精对苯二甲酸是生产聚酯纤维、聚酯瓶片、聚脂薄膜的重要有机原料之一, 广泛的应用于化纤纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面, 与人民生活水平的高低有着非常密切的关系。PTA生产工艺复杂, 存在易燃、易爆物料, 属于甲类火灾危险性区域, 生产运行技术性强, 操作难度大, 自动化程度要求高。在PTA生产工艺中, 过滤分离是非常重要的环节, 当前, 我国主要利用转鼓式真空过滤机对其进行过滤分离精制, 本文就PTA料将真空过滤特性及工业试验进行了深入探讨, 希望对PTA的实际生产有一定的指导作用。

一、转鼓真空过滤机简介及使用中存在的问题

转鼓真空过滤机是真空过滤机的一种, 能够对悬浮颗粒粗细不均匀的悬浮液进行过滤。转鼓真空过滤机的过滤动力主要依靠真空压力, 此外还有一部分是借助物料沉降过程中产生的动力和固体颗粒自身的重力作用。在沉降过程中, 直径比较大的固体颗粒首先被停留在滤布上面, 而较小的颗粒则依附在较大颗粒的表面, 这样可以保持滤布的通透性, 不易发生堵塞现象, 并且对于滤布的清洗方面也比较方便。

在利用转鼓式真空过滤机精制PTA的工艺中, 存在一些问题。首先过滤机转鼓容易出现弯曲变形、扁塌以及剪切扭曲变形等现象, 其次滤布使用寿命不长, 需要经常更换, 造成了更换维修的工作量比较大。再次, 过滤效率不高, 并且能耗比较大。因此在很大程度上制约了PTA装置成套设备国产化和扩容改造工作。

二、PTA浆料真空过滤特性

1. 滤饼比阻的影响因素

滤饼比阻能够代表过滤的难易程度, 这是滤饼最基本的特征。如果物料性质确定, 孔隙率则是滤饼比阻的重要参数。据滤叶试验研究表明, 影响滤饼比阻的因素主要有过滤压差、料浆浓度、料浆粘度、料浆密度、过滤时间等。其中, 对滤饼比阻影响最小的因素是过滤时间, 这主要是因为在一定的过滤压差之下, 仅仅在过滤的开始阶段, 过滤时间对比阻产生一定的影响, 随着过滤过程的进行, 滤饼的结构逐渐趋于稳定, 这是过滤时间对滤饼比阻的影响就很小了。当给定料浆时, 料浆的密度、粘度等因素对滤饼的影响都包含在料浆的浓度之中, 因此可以忽略过滤时间产生的微小影响。通常, 滤饼比阻会随着料浆浓度的增大而降低, 随着过滤压差的增大而提高。这主要是因为料浆浓度增加之后, 能够使固体颗粒迅速在过滤介质上架桥而形成滤饼, 颗粒不稳定并且不能够达到孔隙率最小的堆积状态。料浆浓度越高, 颗粒的不规则性也就越大, 从而滤饼的孔隙率也就越大。而过滤压差对滤饼比阻的影响主要体现在对破坏滤饼结构重组上, 过滤压差越大, 浆料颗粒越容易发生滑动, 从而增加滤饼的密度, 降低孔隙率, 提高比阻值。可见, 过滤压差和浆料浓度都是对滤饼孔隙率造成影响而影响滤饼比阻的。

2. 滤饼脱水的影响因素

滤饼脱水过程又称作脱液或者干燥, 指通过对滤饼施加去饱和力置换滤饼孔隙中的滤液的过程。常见的脱水方法有机械压榨法、离心法、气体置换法、液体脱水法等等。气体置换法在PTA生产工艺中最为常见, 能够减少滤饼中溶解的对甲基苯甲酸和对羧基苯甲醛等杂志的含量。

(1) 脱水时间的影响

实验研究表面, 在脱水最初的几秒中, 以脱除孔隙水为主, 因此含湿率会突降。之后以脱除薄膜水和毛细水位住, 含湿率趋于平缓。脱水一定时间之后, 滤饼含湿率不再改变, 说明粘附在滤饼表面的水分很难再排出, 毛细力与排液力达到了平衡。因此, 通常在实际生产中, 企业会将脱水时间控制在含湿率稳定区之前, 以降低能耗。