PTA母液管袋式过滤技术研究

论文摘要

精对苯二甲酸(PTA)是重要的石油化工产品,是生产聚酯(PET)的主要原料。而在PTA精制生产过程中将产生大量的PTA母液,母液中PTA颗粒的存在一方面会造成资源浪费,另一方面增大了母液的COD含量,加剧了水的污染,增加了后续水处理工艺的负担。故对PTA母液进行处理,回收其中的PTA颗粒,降低COD含量,无论从经济角度还是环境角度考虑都是极其必要的。本次研究过程利用管袋式过滤的方法对PTA母液进行回收处理,母液中的PTA颗粒截留在管袋外表面形成滤饼。过滤完成后对滤饼进行脱水干燥,获得含湿率符合要求的PTA颗粒。为保证管袋的过滤性能,滤饼卸除后对管袋进行反冲洗处理,使管袋过滤性能获得再生。研究了PTA母液过滤机理,滤饼脱水机理,过滤介质反冲洗机理;考察了不同过滤操作参数对母液过滤特性的影响,不同脱水操作参数对PTA滤饼含湿率的影响,不同反冲洗操作参数对管袋性能再生的影响;根据达西过滤理论,结合试验数据,推导出了两种过滤元件过滤的数学模型,利用该模型可对PTA母液过滤过程进行预测;对试验用两种过滤元件各项性能进行了对比。研究发现:采用管袋式过滤方法可以回收PTA母液中95%以上的固体颗粒。过滤过程中,过滤速度越大,过滤压差增长速度越大;料浆浓度越大,过滤压差增长速度越大;料浆过滤温度越高、粘度越小,越有利于过滤的进行。滤饼脱水过程中,仅依靠退料过程中压缩空气对滤饼的脱水作用,即可将含湿率控制在30%以下。为了进一步降低含湿率,获得质量更高的滤饼,脱水的压力最好控制在0.08 MPa～0.15 MPa之间,脱水总时间(包括退料与退料后的干燥)最好控制在5分钟左右。用蒸汽或者温度较高的压缩空气或氮气进行滤饼脱水,效果会更好。过滤介质反冲洗过程,气体反冲压力越大,次数越多,反吹效果越好;反吹气体压力最好在0.2 MPa到0.4 MPa之间。反吹次数不小于3次为宜;管袋的液体反冲洗可以进一步降低其阻力压降,反冲洗压力越大、次数越多,效果越好。由于气体反冲已经使滤布性能得到较好的再生,所以液体反冲洗过程,滤芯压降降低幅度较小。反冲洗压力最好在0.25 MPa至0.4 MPa之间,次数不少于2次。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 PTA 母液处理技术的研究背景
• 1.1.1 PTA 简介
• 1.1.2 PTA 的生产工艺
• 1.1.3 国内外PTA 生产情况
• 1.1.4 研究PTA 母液处理技术的必要性
• 1.2 PTA 废液处理技术研究现状
• 1.2.1 物化处理法
• 1.2.2 生化处理方法
• 1.3 滤布过滤技术简介
• 1.4 本文主要研究内容及目标
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 预期研究目标
• 第二章 滤饼过滤与滤饼脱水理论
• 2.1 滤饼过滤机理
• 2.2 滤饼过滤理论
• 2.2.1 非压缩性滤饼过滤的基本方程式
• 2.2.2 压缩性滤饼过滤的基本方程式
• 2.3 滤饼脱水理论
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 机械压榨脱水
• 2.3.3 气体置换脱水
• 2.3.4 液力脱水
• 第三章 PTA 母液过滤试验基础
• 3.1 试验装置与流程
• 3.2 过滤元件规格
• 3.3 PTA 母液特性分析
• 3.4 试验参数测量
• 第四章 PTA 母液过滤特性研究
• 4.1 PTA 母液的配制
• 4.2 试验方法
• 4.3 PTA 母液过滤特性分析
• 4.3.1 过滤速度对过滤特性的影响
• 4.3.2 料浆浓度对母液过滤特性的影响
• 4.3.3 料浆粘度对过滤特性的影响
• 4.3.4 温度对过滤特性的影响
• 4.4 过滤介质的阻力压降试验
• 4.5 PTA 母液过滤过程模型的推导
• 4.5.1 模型推导
• 4.5.2 模型的回归效果检验
• 4.5.3 模型准确度
• 4.6 两种过滤元件过滤性能对比
• 4.7 本章小结
• 第五章 PTA 滤饼脱水特性研究
• 5.1 试验过程脱水方式的选择
• 5.2 滤饼脱水特性研究
• 5.2.1 无脱水操作滤饼含湿率计算
• 5.2.2 脱水时间对滤饼含湿率的影响分析
• 5.2.3 脱水压力对滤饼含湿率的影响
• 5.2.4 压缩空气的温度对滤饼含湿率的影响分析
• 5.2.5 PTA 母液浓度对滤饼含湿率的影响
• 5.3 脱水用压缩空气量计算
• 5.4 两种过滤元件滤饼脱水性能对比
• 5.5 本章小结
• 第六章 过滤元件反冲洗技术研究
• 6.1 概述
• 6.2 反冲洗方式选择
• 6.3 气体反冲洗卸饼研究
• 6.3.1 气体反冲次数的影响分析
• 6.3.2 反冲气体压力的影响分析
• 6.4 液体反冲湿洗滤袋试验研究
• 6.4.1 反冲洗次数的影响
• 6.4.2 液体反冲湿洗压力的影响
• 6.5 反冲洗用气量的计算
• 6.6 两种管袋反冲洗性能对比
• 6.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢