金屬燒結過濾器在PTA母液回收系統(tǒng)的應用
    隨著PTA精對苯二甲酸行業(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。PTA母固回收系統(tǒng)是整個PTA行業(yè)降耗的經(jīng)典案例，其原因在于PTA工廠首段固液分離所產(chǎn)生的母液是比較大的一股工藝廢水量，該股廢水含有0.2%~0.3%的對苯二甲酸和0.2%~0.3%的對甲基苯甲酸，其回收價值高；同時該股廢水是廢水處理廠較大的一股COD來源。由于回收該股廢水中的對甲基苯甲酸等有機固體的需求，促使了 TA母固回收技術的產(chǎn)生。
    1·母固回收技術簡介
    1.1 過濾工藝原理
    過濾系統(tǒng)采用進口多孔金屬燒結濾芯，濾芯分對稱結構和不對稱結構，孔徑分0.1，0. 2，0.5，1.0，2 .0，5.0，10，20，40，100μm不等。基于多年的PTA應用工藝經(jīng)驗以及大量的實驗測試結果，選用0.5μm濾芯能過濾大量的TA(對二甲苯)固體，并形成均質的濾餅，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濾芯的表面被截留，過濾工序完成后形成質量均等的濾餅，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)定地運行。
    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/結晶速率線性關系上不一致，系統(tǒng)采用準確溫度與動力學溫度相轉化的工藝技術來控制過濾、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)金屬粉末燒結過濾器的性能及過濾原理進行設計：
    （1）采用表面過濾技術，TA固體顆粒停留在多孔金屬濾芯的表面，從而解決了因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，作為過濾過程中的首層濾膜，防止固體顆粒滲透到過濾介質內(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%（wt），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，若有一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三個階段：預涂敷；過濾；加壓反洗和酸洗。
    首 步：預涂敷。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，管板兩側的壓差上升，當過濾器壓差或時間達到設定值時，關閉進料閥，停止母液進料。
    第三步：加壓反洗和酸洗。過濾完成后關閉濾清液出口閥，打開上部反洗進氣閥，引入惰性氣體氣，當壓力達到設定值時，打開底部卸料閥，用惰性氣體氣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。
    堿洗：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·金屬粉末燒結過濾器的優(yōu)點
    （1）過濾精度高，99. 99%以上的固體顆粒會被在介質表面；
    （2）耐溫性能好，金屬燒結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）過濾元件的材質種類多，有鈦、鎳、銅、SUS30 4 L、SUS316L、蒙乃爾合金、I NCONEL、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)品質量保證期為10年；
    （7）通過加壓干燥，金屬粉末燒結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，固含量0.6%計算，其中含TA和PTA等可以回用的有機物為1.8t/h，一年運行8000h，可以回收有機物14400t?；厥盏挠袡C物價格按7000元/t，一年的回收收益為1億元。
    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。
    4·結束語
    在PTA裝置精制段和氧化段母固回收中，采用金屬粉末燒結濾芯回收母液中的TA和其他有機物，不但可以降低系統(tǒng)中PX消耗，同時也可以減少廢水中的COD含量。
    節(jié)能減排是全人民共同面對的問題，只有樹立科學的發(fā)展觀，通過創(chuàng)新技術合理改進工藝不斷節(jié)約資源，減污增效，才能使PTA行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。