1、概述
PTA即精对苯二甲酸，是生产聚酯薄膜、纤维及包装树酯的主要原料，也是一种应用十分广阔的基础化工原料。本中试装置是通过∮1000×8000mm干燥烘干机及其附属工艺系统设备，模拟实际生产中PTA在不同工况下的干燥过程，研究PTA物料在干燥过程中的物性变化规律，从而优化选取工艺条件、设计参数、结构型式，确定不同条件下干燥的数学模型、热力学模型及相关参数的变化规律，为PTA干燥烘干机的放大提供依据，为完成“十一五”国家重大技术装置-60万吨／年PTA装置干燥烘干机的国产化积累经验。
3、中试装置方案的确定
根据技术开发协议的要求，2005年8月，中国纺织工业设计院与北京化工大学提出了中试装置的放大原则、工艺流程、工艺参数、试验方案及测试方法，锦化机承担了中试装置的全部设机械设计、制造、安装调试及试验任务。
3、中试干燥烘干机结构设计特点
中试干燥烘干机是PTA中试装置中的核心设备，其结构设计只有满足工艺条件的要求，才能确保试验结果的准确性和完整性，富通新能源销售生产木屑颗�；�、木屑烘干机等生物质燃料成型、木屑烘干等机械设备。
3.1进料部分
PTA湿物料通过喂料机进入干燥烘干机内进行干燥。喂料机采用减速机与传动轴直连，联轴器为弹性套柱销联轴器，能吸收一定的震动与冲击；传动轴为双支点悬壁轴，轴伸入机体内部，轴末端没有轴承支承，消除了末端轴承不易维护的缺点传动轴上焊有连续螺带，有利于PTA湿物料的输送；采用进料与载气通道分开的设计方式，最大限度保证载气畅通。轴与壳体法兰之间为填料密
封，同时向密封内吹入带有一定压力的密封氮气，尽量减少密封的泄漏。
3.2进料密封部分
该进料密封是一种新型密封装置。它采用大型回转支承轴承，保证了V型填料处的旋转精度，降低了填料的磨损及干燥烘干机驱动功率的消耗；采用压力氮气通入密封填料处，降低了干燥烘干机转筒的泄漏，防止外部空气进入筒内及筒内物料的泄漏，避免了易燃易爆气体爆炸的可能性。同时填料密封处有单独的润滑系统、水冷却系统，减少了填料密封的摩擦阻力，延长了密封填料的使用寿命。
3.3机体部分
机体规格∮1000×8000mm，壁厚lOmm，其中前后滚圈处壁厚20mm�；芳肮潭ǘ斯鋈Ω浇写富髌鳎跎傥锪险潮�。在机尾部设有手动翻转阀，控制调整物料的停留时间及出料量。同时，在机体的侧壁上有如下装置：10个测温热电隅（其中两个同时具有湿度显示的功能），随时显示机体内各段物料的温度及湿度；9个手动取样口，能够在每组工艺参数试验过程中抽取机体内物料样品；3对视镜，便于试验人员直接观察机体内物料的状态，上述结构使干燥烘干机可进行不同物料或同一物料不同工艺参数的干燥试验，并得出可靠的试验数据。
3.4传动部分
考虑到中试干燥烘干机直径比较小，大齿圈采用整体形式，其传动平稳，精度高。减速机与电机直联，体积紧凑，同时直连的电机为变频调速电机，通过变频器实现不同工艺条件下的转速要求。
3.5托挡轮部分
托轮装置承受整个回转部分的重量，不仅工作在重负荷下，而且还要确保筒体滚圈在托轮上转动平稳。该干燥烘干机滚圈下的每对托轮中心线夹角为60°，托轮装置的轴承采用滚动轴承，托轮结构设计为心轴式，结构紧凑。
3.6汽室及出料部分
加热管与汽室管板采用强度胀+密封焊。加热管末端采用针形阀自动排出不凝汽。加热管与机头端板之间采用填料型密封，密封可靠。采用重力中心出料形式，汽室中心为出料管，出料管带有螺旋叶片，依靠机体转动将物料排出。出料与汽室之间密封采用与进料密封相同的结构。
4研制过程中解决的技术难题
4.1进料密封及冷凝水排放系统设计
由于中试干燥烘干机与工业化干燥烘干机相比外形尺寸较小、结构紧凑，设计、制造难度大。为此在设计上运用了锦化机两项新型专利技术，较好地解决中试干燥烘干机进料密封及冷凝水排放系统两大技术难题，试验过程表明密封性能安全可靠，动密封点磨损轻，摩擦功率消耗��；冷凝水排放顺畅，气水分离效果明显。图1为进料密封结构图，图2为冷凝水排放结构图。
4.2工艺气源蒸汽、氮气管线的设计
以往锦化机开发设计的蒸汽加热管式回转干燥烘干机，在工厂内只能做空负荷冷态试运转，合格后交付用户，由用户在现场进行热态负荷试运转。显而易见，完成中试必须解决工艺气源供给这一难题，为此我们结合锦化机现有的基础条件，经过数次论证，最终确定利用现有35t蒸汽锅炉及空压站提供蒸汽及氮气，并架设了专用管线。按照工艺条件的要求，通过理论计算，优化设计了蒸汽、氮气管线的直径及结构形式。图3为蒸汽管线布置简图，图4为氮气管线布置简图。
4.2.1针对冬季试验的特点，在蒸汽管线上加装旁路排空装置，使中试干燥烘干机开、停机时管线排空顺畅，避免了蒸汽管线被冻现象的发生。
4.2.2考虑到氮气管线压力、流量波动较大的客观现实，在氮气进入中试装置管线前设计安装了氮气缓冲罐，有效地解决氮气压力、流量不稳定的现象。
试验过程表明：采用上述两项措施，确保了蒸汽、氮气管线压力平稳，流量调节灵活，保证了试验的顺利进行。
4.3电器控制系统设计
中试装置上有大小电机、减速机、变频器共计11台，每一台电器设备的开启正确与否，都直接影响到试验的正常进行。因此我们对中试装置上所有电器设备，按开启的先后顺序进行连锁控制设计，并应用钥匙开关启动干燥烘干机，作为安全防范措施对设备进行了静电接地处理，所有电器设备的操作控制均在控制室内完成，为试验的顺利进行提供了安全技术保障。
5、技术调查分析
从目前掌握的信息，日本TSK月岛机械株式会社对PTA物料干燥有较深的研究，干燥过程中的基础数据均来源于实验，具有完善的冷模和热模试验条件，能进行中间试验和工业试验。
据了解国内仅一些重点大学能做PTA物料的冷模试验，如此规模的中试装置在国内尚属首次。
6、中试过程及出现问题的解决措施
6.1第一阶段试验
6.1.1试验内容见表一。
6.1.2采用间歇式投料方式。每次投300kgPTA干粉，按比例加水后混料，时间8—10分钟，然后进行投料，待料投完后将手动放料阀关闭，再混下一次料，共进行5组，每组重复做5～7次。每组取2～3次样品，循环投PTA干粉量8100kg。
6.1.3采集的试验数据：
6.1.3.1氮气、蒸汽压力、温度、流量；
6.1.3.2喂料机、主电机电流、电压；
6.1.3.3各测点物料温度、湿度；
6.1.3.4干燥烘干机表面温度。
6.1.4出现的问题及解决措施
由于对PTA湿物料的物性认识不深，进料旋转阀内湿物料粘壁现象严重，旋转阀不能正常落料，为不影响试验的进行，现场决定采取临时措施，拆下旋转阀，改用双层不透气的编织袋直接连接，确保了试验的正常进行。图5为进料旋转阀拆除前后比较图。
6.2第二阶段试验
6.2.1试验内容主要对表一中的4个参数进行了调整，分别做正交试验、氮气流量比较试验及120%超负荷试验。
6.2.2采用连续投料方式。每组按投料速度1500kg/h连续均匀投PTA干粉，同时按比例加水混料，共进行18组，每组取样一次，循环投PTA干粉量27300kg。
6.2.3采集的试验数据：
6.2.3.1—4同6.1.3.1~4；
6.2.3.5取样及称重；
6.2.3.6测2组物料停留时间；
6.2.3.7测2组氮气流量比较；
6.2.3.8测1组120%超负荷；
6.2.3.9测3组冷凝水排放量；
6.2.3.10测2组出料旋转阀排料量。
6.2.4出现的问题及解决措施
6.2.4.1由于采用连续投料方式，原混料机放料阀的结构不能满足落料速度，经仔细分析后决定，将原扇形孔落料改为插板式手动调节落料，增大落料口尺寸，提高了落料能力，改进后效果显著，满足了试验要求。
6.2.4.2随着试验的进一步深入，从已完成的几组试验取样分析后得知，靠近加料端一侧第三个取样口湿含量偏大，影响试验的准确性，经现场分析对比，问题可能出在加水混料这一环节上，当即决定将原来的人工控制加水混料改为旋转喷淋加水混料，控制好投料速度，并采取相应措施（如：每次试验前进行充分地暧机，试验后使干燥烘干机内物料充分干燥），解决了混料不均造成的取样处物料湿含量波动较大的难题。图6为旋转喷淋混料图。
7、结束语
实践证明该中试装置设计合理、结构新颖，能够完成PTA中试的全部内容，各项技术指标达到了设计要求，通过对PTA中试装置的设计与开发，使我们对PTA干燥烘干机设计有了全新的认识，积累了经验，增强了自主开发60万吨／年PTA干燥烘干机的信心。
