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    粗對苯二甲酸( CTA)通過加氫精制和離心分離制成精對苯二甲酸( PTA)，它是生產聚酯和纖維的主要原料。中國石化上海石油化工股份有限公司PI'A裝置1983年從日本引進，經過增量改造，生產能力從原設計的225 kt/a增至400 kt/a。原設計采用日本三井化學株式會社的專利技術，該技術特點是以醋酸為溶劑，醋酸鈷、錳及四溴乙烷為催化劑，對二甲苯( PX)氧化生成CTA，再經加氫精制，然后經過離心分離、真空過濾和干燥等過程，最終生成PTA。CTA回轉式干燥烘干機是生產CTA的關鍵設備，該設備的運行好壞直接影響到PTA裝置的生產能力和產品質量穩定，也是影響整個裝置運行成本的關鍵，富通新能源生產銷售木屑顆粒機、木屑烘干機等生物質燃料成型、木屑烘干等機械設備。
1、主要參數和工作原理
1.1結構與主要參數
    CTA回轉式干燥烘干機由筒體（包括殼體、蒸汽管、蒸汽分配器及錘擊器）、進料螺旋、進出料端密封、旋轉接頭及傳動系統（包括電機、減速機、齒輪、托輪等）組成。
CTA回轉式干燥烘干機中蒸汽管以同心圓方式沿筒體方向進行排管，蒸汽管一端與汽室端蓋的法蘭焊接固定，另一端為自由端，采用填料密封，運行時可補償管的熱膨脹。簡體成一定傾斜度安裝，一般斜度約為2 mm /100cm。
1.2工作原理
    CTA回轉式干燥烘干機是蒸汽列管臥式回轉型干燥烘干機，屬于密閉型間接加熱式回轉干燥烘干機范疇。與常規回轉干燥烘干機的差別在于筒內安置了蒸汽加熱管，進出料兩端安裝了特殊的密封結構，加熱管貫穿整個干燥烘干機機身，以同心圓方式排成4圈，干燥所需熱量主要由加熱管提供，簡體旋轉中通過金屬管壁將熱能傳遞給物料，同時存在著蒸汽列管與載氣、載氣與物料顆粒之間的對流換熱，該干燥烘干機加熱系統結構如圖1所示。
    CTA濕料從入料口進入進料螺旋腔體，由螺旋推進到干燥烘干機回轉筒體內，CTA濕料接觸管壁等吸收熱量增焓，CTA濕料中水、酸等組分不斷蒸發。同時在簡體內通有載氣(N2)，載氣從出料系統進入，與物料逆向動作，在加熱CTA的同時攜帶走蒸發出來的組分，使CTA濕料逐步干燥，隨著簡體的回轉CTA物料不斷翻動和向前傾方向逐步推進，到達筒體出料端的CTA已是具備指標要求的粉沫成品，再由靜止出料螺旋推出到出口回轉閥，然后進入氣送系統到料倉。
    其排液原理是：蒸汽從中心管內管經由“加熱蒸汽進入管”進入“汽室”；然后蒸汽再從“汽室”進入“加熱管”，在“加熱管”內冷凝放熱，變為凝液；凝液從“加熱管”流回“汽室”。當汽室轉動到適當位置時，凝液在“隔板”的作用下在“汽室”內匯聚到“凝液排出管”附近，當液位高于“凝液排出管”時排人中心管，最后凝液通過中心管外管流出干燥烘干機。其中汽室被隔板分成3個腔，在干燥烘干機轉動過程中，每二個腔依次按上述步驟工作，干燥烘干機每轉動一周，每根排液管排液一次。
2、結構分析與改進
2.1進料螺旋結構
    進料螺旋是干燥烘干機主要部件之一，是CTA濕料的推進器，原結構如圖2所示，其外端采用滾珠軸承，內端采用滑動軸承。因滑動軸承在進料腔的內部，與腔內介質酸氣、水、固體顆粒等接觸，溫度在90℃左右，所以一般的自潤滑軸承無法適用。當時采用材料為四氟的滑動軸承，在軸承支架上開通孔，通入冷的N2來冷卻潤滑摩擦副。但生產波動或載氣中夾帶的CTA粉塵，很容易堵住冷卻N2孔，造成軸承與軸異常磨損，從而經常導致螺旋中心下墜磨損進料腔和螺旋，嚴重時造成了輸送效率降低和軸斷裂等故障。進料腔內的工況對軸承來說是極其苛刻的，在這部位的軸承配對磨擦副必須同時具備良好自潤滑性、高防腐性能、耐磨性和一定強度，采用提高材料等級的選型辦法不可行。因此，應用懸臂梁原理，將螺旋軸設計成懸臂式，把軸承移到外端來改善運行工況，如圖3所示。設計成懸臂粱式時，因軸將受到扭矩載荷和垂直載荷的綜合作用，它比原簡支梁形式的軸徑會略有增加。但軸的最大撓度與軸的慣性矩(I)成反比，因為螺旋帶和支撐桿的作用，增加了軸的I，則在該工況下簡支梁與懸臂梁的y變化不大。
    在PTA項目技術改造時，在新制設備中采用了懸臂式螺旋。該結構使軸承既避免了進料腔內的苛刻工況，延長了運轉周期，又簡化了腔內結構，便于軸承的檢修與維護，5年的實際運行證明該結構穩定可靠。
2.2進料和出料端密封結構
    進出料端密封是保證該回轉式干燥烘干機長周期運行的主要因素之一。在改造之前，原干燥烘干機筒體與進、出口螺旋簡體的連接動密封是全填料結構加彈簧補償的結構，見圖4所示，該結構雖然簡單，但安裝的對中難度大，而且填料函間隙穩定性差，容易泄漏造成填料失效，影響生產。該結構中填料還要承擔一定的筒體間偏心引起的載荷，從而加劇了填料的磨損。
    因此，對進出料端密封結構進行了優化，優化結構如圖5所示；這種結構稱它為大軸承定位的填料密封結構。其中定位大軸承是結構的關鍵部件。定位大軸承結構的引入，使進、出料輸送器殼體和干燥烘干機簡體間的對中性能好而且穩定，同時克服了筒體對填料產生的附加載荷，使填料在較小的徑向載荷下均勻運轉，提高了其運行周期。一般該結構中軸承有滾動軸承和滑動軸承兩種，滾動軸承由軸承內外圈、定位板、滾珠組成；而滑動軸承結構較簡單。雖然滾動軸承和滑動軸承在密閉型蒸汽管回轉干燥烘干機中的使用均比較成熟，但滾動軸承更利于大型化。因此，認為CTA回轉式干燥烘干機采用滾動大軸承結構是可靠的。
2.3托輪的結構
    托輪是回轉式干燥烘干機的主要支撐部件，其運行的穩定性和長周期性是關鍵。隨著制造業和煉鋼技術的發展，在材料的選用方面已相對成熟。目前，國外引進干燥烘干機的滾圈、托輪材質主要為SCM440和FCD700。根據國內外材質分析對比，滾圈材質SCM440相當于國內的42CrMo，托輪FCD700相當于國內的球墨鑄鐵QT700-2。在多年的運行紀錄中發現，因托輪故障引起該干燥烘干機非計劃停車搶修的次數最多，其主要表現為軸承失效為主。軸承損傷的主要因素有變形、不同軸、配合不當、潤滑不良、外部振動、腐蝕、材料缺陷和裝配工藝不當等。發現結構不合理主要原因是在日常運行中托輪表面溫度平均一般在75℃左右，從原結構（如圖6所示）中可見，即軸承外殼的環境溫度就不會低于75℃。此外，原結構的潤滑脂添加入口距離軸承較遠，對兩軸承的潤滑狀況判斷要求高，在實際運行維護中易出現軸承中潤滑脂的補給和更新不及時，而降低潤滑效果，嚴重時就出現了軸承的短期失效。
    綜上所述，改進該托輪的結構來改善軸承的使用工況是解決問題的關鍵。在增量改造項目引進新設備時，采用了托輪新結構，如圖7所示。它潤滑脂補給較直接，易判斷。同時，軸承腔外殼直接露裸在大氣中，散熱效果好，易于降低軸承的使用溫度。實際使用中，測得新結構軸承腔表面溫度在40—50℃，使用工況明顯好轉。
    此外，從另一個角度對比定性分析這兩種結構形式的利弊。當旋轉轉速相同時，軸承的外圈和內圈的線速度是不一樣的，當值越大，則線速度越大。從原結構中可以看到，托輪和軸承的外圈是運動件，而軸承的內圈和軸是固定的。但新結構中，軸承內圈、軸和托輪是旋轉件，而軸承外殼是靜止件。很明顯，雖然滾珠軸承滾珠存在一定的自轉，但其繞軸的線速度原結構大于新結構，產生的摩擦熱前者大于后者。因此，新結構中的軸承運行工況得到了明顯改善，運轉5年來，軸承未出現過早期失效。
3、結論
    干燥烘干機托輪采用軸承兩端支撐，軸與托輪同步一體旋轉的結構合理穩定和可靠。進料螺旋采用懸臂式結構安全可靠，減少因螺旋和進料筒體磨損引起的非計劃停車或輸送效率的降低。采用大軸承定位方式的簡體結構，確保填料函的間隙的均勻性和運轉穩定性，減少了填料的偏心磨損，延長了填料的使用壽命，從而軸封穩定性大大提高。但大軸承的維護保養是至關重要的。確保其潤滑的穩定性，定期注入足夠的耐高溫潤滑脂，加強巡檢維護，周期可達5年以上，富通新能源生產銷售木屑顆粒機、木屑烘干機等生物質燃料成型、木屑烘干機等機械設備。