PTA即精對苯二甲酸，是生產聚酯薄膜、纖維及包裝樹酯的主要原料，也是一種應用十分廣闊的基礎化工原料。本中試裝置是通過∮1000×8000mm干燥烘干機及其附屬工藝系統設備，模擬實際生產中PTA在不同工況下的干燥過程，研究PTA物料在干燥過程中的物性變化規律，從而優化選取工藝條件、設計參數、結構型式，確定不同條件下干燥的數學模型、熱力學模型及相關參數的變化規律，為PTA干燥烘干機的放大提供依據，為完成“十一五”國家重大技術裝置-60萬噸／年PTA裝置干燥烘干機的國產化積累經驗。
3、中試裝置方案的確定
根據技術開發協議的要求，2005年8月，中國紡織工業設計院與北京化工大學提出了中試裝置的放大原則、工藝流程、工藝參數、試驗方案及測試方法，錦化機承擔了中試裝置的全部設機械設計、制造、安裝調試及試驗任務。
3、中試干燥烘干機結構設計特點
中試干燥烘干機是PTA中試裝置中的核心設備，其結構設計只有滿足工藝條件的要求，才能確保試驗結果的準確性和完整性，富通新能源銷售生產木屑顆粒機、木屑烘干機等生物質燃料成型、木屑烘干等機械設備。
3.1進料部分PTA濕物料通過喂料機進入干燥烘干機內進行干燥。喂料機采用減速機與傳動軸直連，聯軸器為彈性套柱銷聯軸器，能吸收一定的震動與沖擊；傳動軸為雙支點懸壁軸，軸伸入機體內部，軸末端沒有軸承支承，消除了末端軸承不易維護的缺點傳動軸上焊有連續螺帶，有利于PTA濕物料的輸送；采用進料與載氣通道分開的設計方式，最大限度保證載氣暢通。軸與殼體法蘭之間為填料密
封，同時向密封內吹入帶有一定壓力的密封氮氣，盡量減少密封的泄漏。
3.2進料密封部分
該進料密封是一種新型密封裝置。它采用大型回轉支承軸承，保證了V型填料處的旋轉精度，降低了填料的磨損及干燥烘干機驅動功率的消耗；采用壓力氮氣通入密封填料處，降低了干燥烘干機轉筒的泄漏，防止外部空氣進入筒內及筒內物料的泄漏，避免了易燃易爆氣體爆炸的可能性。同時填料密封處有單獨的潤滑系統、水冷卻系統，減少了填料密封的摩擦阻力，延長了密封填料的使用壽命。
3.3機體部分
機體規格∮1000×8000mm，壁厚lOmm，其中前后滾圈處壁厚20mm。機頭及固定端滾圈附近帶有錘擊器，減少物料粘壁。在機尾部設有手動翻轉閥，控制調整物料的停留時間及出料量。同時，在機體的側壁上有如下裝置：10個測溫熱電隅（其中兩個同時具有濕度顯示的功能），隨時顯示機體內各段物料的溫度及濕度；9個手動取樣口，能夠在每組工藝參數試驗過程中抽取機體內物料樣品；3對視鏡，便于試驗人員直接觀察機體內物料的狀態，上述結構使干燥烘干機可進行不同物料或同一物料不同工藝參數的干燥試驗，并得出可靠的試驗數據。
3.4傳動部分
考慮到中試干燥烘干機直徑比較小，大齒圈采用整體形式，其傳動平穩，精度高。減速機與電機直聯，體積緊湊，同時直連的電機為變頻調速電機，通過變頻器實現不同工藝條件下的轉速要求。
3.5托擋輪部分
托輪裝置承受整個回轉部分的重量，不僅工作在重負荷下，而且還要確保筒體滾圈在托輪上轉動平穩。該干燥烘干機滾圈下的每對托輪中心線夾角為60°，托輪裝置的軸承采用滾動軸承，托輪結構設計為心軸式，結構緊湊。
3.6汽室及出料部分
加熱管與汽室管板采用強度脹+密封焊。加熱管末端采用針形閥自動排出不凝汽。加熱管與機頭端板之間采用填料型密封，密封可靠。采用重力中心出料形式，汽室中心為出料管，出料管帶有螺旋葉片，依靠機體轉動將物料排出。出料與汽室之間密封采用與進料密封相同的結構。
4研制過程中解決的技術難題
4.1進料密封及冷凝水排放系統設計
由于中試干燥烘干機與工業化干燥烘干機相比外形尺寸較小、結構緊湊，設計、制造難度大。為此在設計上運用了錦化機兩項新型專利技術，較好地解決中試干燥烘干機進料密封及冷凝水排放系統兩大技術難題，試驗過程表明密封性能安全可靠，動密封點磨損輕，摩擦功率消耗小；冷凝水排放順暢，氣水分離效果明顯。圖1為進料密封結構圖，圖2為冷凝水排放結構圖。
4.2工藝氣源蒸汽、氮氣管線的設計
以往錦化機開發設計的蒸汽加熱管式回轉干燥烘干機，在工廠內只能做空負荷冷態試運轉，合格后交付用戶，由用戶在現場進行熱態負荷試運轉。顯而易見，完成中試必須解決工藝氣源供給這一難題，為此我們結合錦化機現有的基礎條件，經過數次論證，最終確定利用現有35t蒸汽鍋爐及空壓站提供蒸汽及氮氣，并架設了專用管線。按照工藝條件的要求，通過理論計算，優化設計了蒸汽、氮氣管線的直徑及結構形式。圖3為蒸汽管線布置簡圖，圖4為氮氣管線布置簡圖。
4.2.1針對冬季試驗的特點，在蒸汽管線上加裝旁路排空裝置，使中試干燥烘干機開、停機時管線排空順暢，避免了蒸汽管線被凍現象的發生。
4.2.2考慮到氮氣管線壓力、流量波動較大的客觀現實，在氮氣進入中試裝置管線前設計安裝了氮氣緩沖罐，有效地解決氮氣壓力、流量不穩定的現象。
試驗過程表明：采用上述兩項措施，確保了蒸汽、氮氣管線壓力平穩，流量調節靈活，保證了試驗的順利進行。
4.3電器控制系統設計
中試裝置上有大小電機、減速機、變頻器共計11臺，每一臺電器設備的開啟正確與否，都直接影響到試驗的正常進行。因此我們對中試裝置上所有電器設備，按開啟的先后順序進行連鎖控制設計，并應用鑰匙開關啟動干燥烘干機，作為安全防范措施對設備進行了靜電接地處理，所有電器設備的操作控制均在控制室內完成，為試驗的順利進行提供了安全技術保障。
5、技術調查分析
從目前掌握的信息，日本TSK月島機械株式會社對PTA物料干燥有較深的研究，干燥過程中的基礎數據均來源于實驗，具有完善的冷模和熱模試驗條件，能進行中間試驗和工業試驗。
據了解國內僅一些重點大學能做PTA物料的冷模試驗，如此規模的中試裝置在國內尚屬首次。
6、中試過程及出現問題的解決措施
6.1第一階段試驗
6.1.1試驗內容見表一。
6.1.2采用間歇式投料方式。每次投300kgPTA干粉，按比例加水后混料，時間8—10分鐘，然后進行投料，待料投完后將手動放料閥關閉，再混下一次料，共進行5組，每組重復做5～7次。每組取2～3次樣品，循環投PTA干粉量8100kg。
6.1.3采集的試驗數據：
6.1.3.1氮氣、蒸汽壓力、溫度、流量；
6.1.3.2喂料機、主電機電流、電壓；
6.1.3.3各測點物料溫度、濕度；
6.1.3.4干燥烘干機表面溫度。
6.1.4出現的問題及解決措施
由于對PTA濕物料的物性認識不深，進料旋轉閥內濕物料粘壁現象嚴重，旋轉閥不能正常落料，為不影響試驗的進行，現場決定采取臨時措施，拆下旋轉閥，改用雙層不透氣的編織袋直接連接，確保了試驗的正常進行。圖5為進料旋轉閥拆除前后比較圖。
6.2第二階段試驗
6.2.1試驗內容主要對表一中的4個參數進行了調整，分別做正交試驗、氮氣流量比較試驗及120%超負荷試驗。
6.2.2采用連續投料方式。每組按投料速度1500kg/h連續均勻投PTA干粉，同時按比例加水混料，共進行18組，每組取樣一次，循環投PTA干粉量27300kg。
6.2.3采集的試驗數據：
6.2.3.1—4同6.1.3.1~4；
6.2.3.5取樣及稱重；
6.2.3.6測2組物料停留時間；
6.2.3.7測2組氮氣流量比較；
6.2.3.8測1組120%超負荷；
6.2.3.9測3組冷凝水排放量；
6.2.3.10測2組出料旋轉閥排料量。
6.2.4出現的問題及解決措施
6.2.4.1由于采用連續投料方式，原混料機放料閥的結構不能滿足落料速度，經仔細分析后決定，將原扇形孔落料改為插板式手動調節落料，增大落料口尺寸，提高了落料能力，改進后效果顯著，滿足了試驗要求。
6.2.4.2隨著試驗的進一步深入，從已完成的幾組試驗取樣分析后得知，靠近加料端一側第三個取樣口濕含量偏大，影響試驗的準確性，經現場分析對比，問題可能出在加水混料這一環節上，當即決定將原來的人工控制加水混料改為旋轉噴淋加水混料，控制好投料速度，并采取相應措施（如：每次試驗前進行充分地曖機，試驗后使干燥烘干機內物料充分干燥），解決了混料不均造成的取樣處物料濕含量波動較大的難題。圖6為旋轉噴淋混料圖。
7、結束語
實踐證明該中試裝置設計合理、結構新穎，能夠完成PTA中試的全部內容，各項技術指標達到了設計要求，通過對PTA中試裝置的設計與開發，使我們對PTA干燥烘干機設計有了全新的認識，積累了經驗，增強了自主開發60萬噸／年PTA干燥烘干機的信心。
