一种精对苯二甲酸节能干燥系统

技术领域

本发明涉及干燥技术领域，具体涉及一种精对苯二甲酸节能干燥系统。

背景技术

精对苯二甲酸（PTA）是纺织化纤和石油化工两大行业的重要中间体，是聚酯纤维生产的核心原料，也是一种应用十分广泛的基础化工原料，目前PTA主要用于与乙二醇酯化生产聚酯切片，再熔融纺丝制得聚酯纤维，广泛用于纺织，此外聚酯还用于电影胶片、涂料、油漆及聚酯塑料的生产。

当前PTA生产的主流工艺为二步法的PX氧化加氢精制法，PTA生产工艺几乎涵盖了所有的典型化工单元，PTA生产分为氧化和精制两个部分，氧化过程采用液相催化氧化法，以醋酸(HAc)为溶剂辅助促进剂和催化剂的作用下，对二甲苯(PX)氧化生成粗对苯二甲酸(CTA)，之后经过二次氧化后进行结晶、分离、干燥；精制过程将溶解于水的CTA在高温高压的条件下进行选择性加氢反应，将杂质羧基苯甲醛(4－CBA)转化为易溶于水的对甲基苯甲酸(Pt酸)，之后经过处理完成PTA生产。

其中干燥过程中，杂质黏附在干燥机列管上会造成干燥机列管结垢，随着干燥机运行时间的延长，干燥机列管内壁黏附物会越来越多，污垢热阻越来越大，在运行一定周期后，需要对干燥机进行彻底碱洗，相应的运行周期短，启动停机次数较多能耗较高且影响产能，而且碱洗过程中，干燥机设备较大流程繁琐困难。

因此有必要提供一种精对苯二甲酸节能干燥系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种精对苯二甲酸节能干燥系统，包括：

筒体，倾斜设置，且所述筒体的两端分别为进料端和出料端，所述进料端高于出料端；

支撑组件，布置为两组，间隔设置在所述筒体上；

驱动组件，与所述筒体连接设置，且所述驱动组件位于两组所述支撑组件之间；

进料组件，设置在所述筒体的进料端，且所述进料组件上设置有连通所述筒体内部的载气输出接口；

且在所述筒体出料端设置有排料组件和蒸汽组件，且在所述排料组件上设置有连通所述筒体内部的载气输入接口，且所述蒸汽组件部分结构延伸至所述筒体内部；

所述蒸汽组件还包括设置在所述筒体内部的换热组件，所述换热组件包括换热管和支撑管架，所述换热管设置为多组，且所述换热管以同心圆的方式贴近所述筒体内壁排列成若干圈，且所述换热管通过沿着筒体轴向间隔固定设置的多个所述支撑管架进行固定。

所述蒸汽组件还包括聚垢组件，所述聚垢组件设置为多个，所述聚垢组件转动设置在相邻两个所述支撑管架之间，且所述聚垢组件同样位于相邻的两个换热管之间。

进一步，作为优选，所述支撑组件包括滚圈和支撑辊，所述滚圈套接在所述筒体的外壁，所述支撑辊对称设置为两个，所述支撑辊圆柱表面贴合所述滚圈圆柱表面，且所述支撑辊均位于所述滚圈下方。

进一步，作为优选，所述驱动组件包括驱动电机、齿环和减速器，其中所述齿环固定套接在所述筒体圆柱表面，且所述驱动电机通过所述减速器与所述齿环连接传动。

进一步，作为优选，所述进料组件包括：

进料筒，端部设置在所述筒体的进料端，且所述进料筒内部设置有连通所述筒体内部的料体输入机，且所述进料筒与所述筒体之间活动连接，且连接位置设置密封结构；

进料接口，固定设置在所述进料筒上，且所述进料接口连通所述料体输入机。

进一步，作为优选，所述排料组件包括：

排料筒，设置在所述筒体出料端，且所述排料筒内设置有连通所述筒体内部的料体输出机；

排料接口，固定设置在所述排料筒下方，且所述排料接口连通所述料体输出机。

进一步，作为优选，所述蒸汽组件包括：

汽室，设置在所述排料筒和所述筒体出料端之间，且所述汽室与所述排料筒固定连接，所述汽室与所述筒体出料端之间借助密封结构活动连接；

汽轴，固定设置在所述排料筒远离所述汽室的一端，且所述汽轴上固定设置有蒸汽输入接口和冷凝水输出口，且所述蒸汽输入接口和冷凝水输出口均通过管道贯穿所述排料筒连接至所述汽室。

进一步，作为优选，所述聚垢组件包括：

保温仓，整体为半圆柱形，且所述保温仓内部预留空间用于填充保温介质，且所述保温仓平面设置有密封口；

转轴，固定设置在所述保温仓两端，且所述转轴转动设置在所述支撑管架上，

限位钉，螺纹连接设置在所述转轴上；

丝网，贴合所述保温仓弧面设置，且所述保温仓安置丝网位置处开设有凹槽，且所述丝网同所述凹槽之间夹持有吸附棉。

进一步，作为优选，所述保温仓随所述转轴转动，且所述保温仓转动会贴合换热管，即所述保温仓为换热管限制下的有限范围内转动。

与现有技术相比，本发明提供一种精对苯二甲酸节能干燥系统，具有以下有益效果：

本发明中随着筒体转动，保温仓接触换热管在保温介质的作用下持续升温保温，CTA干燥过程中提供更大的热接触面，提高干燥效率，本申请通过丝网和吸附棉提供湿物料更易黏附的环境，即更好的结垢环境，整体改变结垢位置由换热管上到聚垢组件上，避免结垢覆盖换热管表面降低传热效果，以提高干燥系统热效率，减少能源消耗；

本发明中吸附棉随着附着结垢的增加逐渐硬化，吸附效果开始降低，此时换热管仍然与物料有足够的直接接触面，后续处理方式有如下两种：

方式一：不清理结垢继续运行，该方式可保证传热效果的前提下延长运行时效，后续换热管积附过多结垢影响传热效果时，再停机整体进行碱洗，该方式可减少停机频率，提高处理量，整体降低能源消耗；

方式二：及时停机清理结垢，该方式清理时只需单独拆卸聚垢组件进行更换，聚垢组件单个结构更小，且可排出保温仓内的保温介质减轻重量，使得相应的拆卸过程更为简便，便于后续单独更换或者清理，相比于整机碱洗更为便捷节能。

附图说明

图1为一种精对苯二甲酸节能干燥系统的整体结构示意图；

图2为一种精对苯二甲酸节能干燥系统中排料组件的结构示意图；

图3为一种精对苯二甲酸节能干燥系统中换热组件的部分结构示意图；

图4为一种精对苯二甲酸节能干燥系统中聚垢组件的位置示意图；

图5为一种精对苯二甲酸节能干燥系统中聚垢组件的结构示意图；

图6为一种精对苯二甲酸节能干燥系统中聚垢组件偏转状态示意图；

图7为图6中的A处放大结构示意图；

图中：1、筒体；2、支撑组件；21、滚圈；22、支撑辊；3、驱动组件；31、驱动电机；32、齿环；33、减速器；4、进料组件；41、进料筒；42、进料接口；5、排料组件；51、排料筒；52、排料接口；6、蒸汽组件；61、汽室；62、汽轴；63、蒸汽输入接口；64、冷凝水输出口；65、换热组件；651、换热管；652、支撑管架；66、聚垢组件；661、保温仓；662、转轴；663、限位钉；664、密封口；665、丝网；7、载气输入接口；8、载气输出接口。

具体实施方式

请参阅图1-图7，本发明实施例中，一种精对苯二甲酸节能干燥系统，包括：

筒体1，倾斜设置，且所述筒体1的两端分别为进料端和出料端，所述进料端高于出料端，具体使得CTA滤饼可自行在筒体1内由进料端向出料端移动；

支撑组件2，布置为两组，间隔设置在所述筒体1上；

驱动组件3，与所述筒体1连接设置，且所述驱动组件3位于两组所述支撑组件2之间，所述驱动组件3能够驱动筒体1进行转动；

进料组件4，设置在所述筒体1的进料端，且所述进料组件4上设置有连通所述筒体1内部的载气输出接口8；

且在所述筒体1出料端设置有排料组件5和蒸汽组件6，且在所述排料组件5上设置有连通所述筒体1内部的载气输入接口7，且所述蒸汽组件6部分结构延伸至所述筒体1内部。

需要解释的是，PTA生产过程中，经过粗对苯二甲酸（CTA）氧化和精制两个过程，其中在氧化过程中浆料经过真空过滤机过滤洗涤后形成CTA滤饼，CTA滤饼由螺旋输送机输送至本干燥系统中，蒸发其中挥发成分，CTA滤饼中挥发成分主要为来自溶剂中的质量分数为90%的醋酸和10%水，将滤饼的含湿率从12.0%~15.0%降至0.1%，再输送进行精制过程。

需要解释的是，整个工作过程为，通过进料组件4将CTA滤饼输送进入筒体1中，CTA在重力作用下向筒体1出料端移动，同时随着筒体1转动，CTA均匀接触蒸汽组件6被加热干燥，同时干燥惰性气体从载气输入接口7输入，干燥惰性气体本申请中选用氮气，逆CTA流动方向流动，携带蒸发的溶剂和杂质经由载气输出接口8排出输送至氮气洗涤塔中洗涤，CTA粉末经由排料组件5排出。

作为较佳的实施例，所述支撑组件2包括滚圈21和支撑辊22，所述滚圈21套接在所述筒体1的外壁，所述支撑辊22对称设置为两个，所述支撑辊22圆柱表面贴合所述滚圈21圆柱表面，且所述支撑辊22均位于所述滚圈21下方，支撑辊22支撑筒体1进行转动。

作为较佳的实施例，所述驱动组件3包括驱动电机31、齿环32和减速器33，其中所述齿环32固定套接在所述筒体1圆柱表面，且所述驱动电机31通过所述减速器33与所述齿环32连接传动。

本实施例中，如图1，所述进料组件4包括：

进料筒41，端部设置在所述筒体1的进料端，且所述进料筒41内部设置有连通所述筒体1内部的料体输入机，且所述进料筒41与所述筒体1之间活动连接，且连接位置设置密封结构，料体输入机可采用螺旋输送机，且料体输入机与进料筒41同轴固定设置，料体输入机的输出端延伸至筒体1，随着料体输入机的运行，CTA滤饼沿着进料筒41轴向向着筒体1运输，直至CTA滤饼进入筒体1内；

进料接口42，固定设置在所述进料筒41上，且所述进料接口42连通所述料体输入机，CTA滤饼通过进料接口42添加落在料体输入机的输入端上。

本实施例中，如图2，所述排料组件5包括：

排料筒51，设置在所述筒体1的出料端，且所述排料筒51内设置有连通所述筒体1内部的料体输出机，料体输出机同样可采用螺旋输送机，且料体输出机同轴固定设置在排料筒51内，且料体输出机的输入端延伸至筒体1，完成干燥的CTA粉末在自重的作用下，从筒体1进入料体输出机内，随着料体输出机的运行，辅助CTA粉末在排料筒51内轴向远离筒体1的方向运输；

排料接口52，固定设置在所述排料筒51下方，且所述排料接口52连通所述料体输出机，料体输出机的输出端对应在排料接口52上方，CTA粉末通过排料接口52排出。

本实施例中，如图2，所述蒸汽组件6包括：

汽室61，设置在所述排料筒51和所述筒体1出料端之间，汽室61为中空环形结构，其中间有料体输出机穿过，且所述汽室61与所述排料筒51固定连接，所述汽室61与所述筒体1出料端之间借助密封结构活动连接；

汽轴62，固定设置在所述排料筒51远离所述汽室61的一端，且所述汽轴62上固定设置有蒸汽输入接口63和冷凝水输出口64，且所述蒸汽输入接口63和冷凝水输出口64均通过管道贯穿所述排料筒51连接至所述汽室61，具体的，管道布置为多个，管道沿着排料筒51和汽轴62的轴向排布，且管道镶嵌在排料筒51内壁延伸至汽轴62中，管道的一端均与汽室61连通固定，管道的另一端分别与蒸汽输入接口63和冷凝水输出口64连通固定。

本实施例中，如图3，所述蒸汽组件6还包括设置在所述筒体1内部的换热组件65，所述换热组件65包括换热管651和支撑管架652，所述换热管651设置为多组，且所述换热管651以同心圆的方式贴近所述筒体1内壁排列成若干圈，且所述换热管651通过沿着筒体1轴向间隔固定设置的多个所述支撑管架652进行固定。

需要解释的是，通过蒸汽输入接口63将蒸汽输送至汽室61中，汽室61分配蒸汽至换热管651中，同时冷凝水回流至汽室61中，之后冷凝水经过冷凝水输出口64排出。

本实施例中，如图4，所述蒸汽组件6还包括聚垢组件66，所述聚垢组件66设置为多个，所述聚垢组件66转动设置在相邻两个所述支撑管架652之间，且所述聚垢组件66同样位于相邻的两个换热管651之间。

本实施例中，如图5，所述聚垢组件66包括：

保温仓661，整体为半圆柱形，且所述保温仓661内部预留空间用于填充保温介质，且所述保温仓661平面设置有密封口664；

转轴662，固定设置在所述保温仓661两端，且所述转轴662转动安装在所述支撑管架652上，

限位钉663，螺纹连接设置在所述转轴662上；

丝网665，贴合所述保温仓661弧面设置，且所述保温仓661安置丝网665位置处开设有凹槽，且所述丝网665同所述凹槽之间夹持有吸附棉。

作为较佳的实施例，由于所述转轴662转动安装在所述支撑管架652上，且所述保温仓661内部填充保温介质，在重力作用下使得所述保温仓661弧面能够始终有朝下的趋势；如图6和图7所示，所述保温仓661弧面到转轴662轴心之间的距离为D2，所述换热管651的轴心到转轴662的轴心之间的距离为D1，则D2>D1,即相应的保温仓661的弧面始终被限制位于换热管651形成的轨迹筒内部；当筒体1进行转动时，如图6所示，保温仓661竖直方向上的高度发生周期性变化，从竖直方向的最高位置到竖直方向的最低位置，保温仓661依托所述转轴662转动，由保温仓661弧形面保持竖直向下的状态变为保温仓661贴合换热管651的状态，且随着筒体1的继续转动下，所述保温仓661弧形面逐步脱离与换热管651的接触，反向落下，与另一侧换热管651发生碰撞，之后保温仓661与两侧换热管651逐步分离，所述保温仓661逐步变为竖直向下的状态，即为保温仓661在竖直方向上的一个周期过程，当物料进入筒体1内为块状且具有黏附性，在碰撞过程中，使得块状物料从换热管651或者保温仓661上脱落，并且使得大块物料在振动下分裂为小块，相应的可促进物料分散，促进干燥。

需要解释的是，在工作过程中，随着筒体1转动，保温仓661接触换热管651在保温介质的作用下持续升温保温，CTA干燥过程中提供更大的热接触面，提高干燥效率。

需要解释的是，结垢是因为湿物料进入至筒体1内，与换热管651多次直接接触黏附，出现杂质尚未随同溶剂蒸发，而溶剂已经被载气带走的情况，从而杂质残留附着在换热管651上，本申请通过丝网665和吸附棉提供湿物料更易黏附的环境，即更好的结垢环境，整体改变结垢位置由换热管651上到聚垢组件66上，避免结垢覆盖换热管651表面降低传热效果，以提高干燥系统热效率，减少能源消耗。

另外本申请可提供两种不同的处理方式，吸附棉随着附着结垢的增加逐渐硬化，吸附效果开始降低，此时换热管651仍然与物料有足够的直接接触面，后续处理方式有如下两种：

方式一：不清理结垢继续运行，该方式可保证传热效果的前提下延长运行时效，后续换热管651积附过多结垢影响传热效果时，再停机整体进行碱洗，该方式可减少停机频率，提高处理量，整体降低能源消耗；

方式二：及时停机清理结垢，该方式清理时只需单独拆卸聚垢组件66进行更换，聚垢组件66单个结构更小，且可排出保温仓661内的保温介质减轻重量，使得相应的拆卸过程更为简便，便于后续单独更换或者清理，相比于整机碱洗更为便捷节能。

在具体实施时，通过进料组件4将CTA滤饼输送进入筒体1中，CTA在重力作用下向筒体1出料端移动，同时随着筒体1转动，CTA均匀接触蒸汽组件6被加热干燥，同时干燥惰性气体从载气输入接口7输入，干燥惰性气体本申请中选用氮气，逆CTA流动方向流动，携带蒸发的溶剂和杂质经由载气输出接口8排出输送至氮气洗涤塔中洗涤，CTA粉末经由排料组件5排出。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。