一種固體催化劑加料器的製作方法

2023-06-26 12:47:01

專利名稱：一種固體催化劑加料器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於固體催化劑的計量和連續輸送的裝置，主要應用於石油化工行業的試驗和生產中，具體的說涉及一種固體催化劑加料器。
背景技術：
石油化工行業的試驗和生產中，很多化學反應需要在線添加固體顆粒狀催化劑。實驗室模擬煉廠煙氣試驗中，需要連續定量的向煙氣中加入一定量的固定顆粒催化劑，因此試驗裝置中需要增設一套催化劑加料器，根據試驗的需要，添加量要持續穩定，並且能實現多個計量的試驗內容，改變計量時需要簡便快捷準確；煉廠催化裂化操作單元中，原料油和催化劑在提升管內充分接觸並發生反應，在沉降器中催化劑和反應生成的油氣分離，油氣去分餾塔冷卻成產品，催化劑進入汽提段，經汽提蒸汽置換出催化劑所夾帶的部分油氣，然後進入再生器燒掉催化劑上的積炭，從而恢復催化劑的活性，隨後返回提升管繼續參與反應。隨著催化劑的循環使用，催化劑的活性逐漸降低，為保證反應過程中的催化劑活性基 本恆定，需要不斷加入新鮮催化劑，也需要催化劑加料器。目前實驗室和工業上採用的催化劑加料器有三種定量加料方式容積式定量、稱重式定量和混合式定量。容積式定量的特點是速度快而準確度較低，只適用於對計量準確度要求不高的場合；稱重式定量的準確度較高，但是定量準確度越高其速度越慢，不能二者兼顧；混合式定量綜合了容積式與稱重式定量的優點，在一定程度上解決了速度與準確度不能同時提高的矛盾，其定量裝置結構簡單、造價低廉，只要對結構進行適當改進就能滿足各種物料的不同定量要求。三種定量方式都有自身的使用條件，應該根據需要選擇。不同加料方法的選擇主要取決於不同的定量方式。此外的影響因素還包括所要定量處理的物料性質、試驗和生產對定量性能的要求。加料方法可以分為人工加料和自動加料兩大類，具體包括以下幾種螺旋加料器加料、柱塞式加料、計量泵(轉鼓)加料、電磁振動給料器加料、改進的皮帶秤和電子秤、插管和定量孔加料等其它方法。上述的每一種加料方法都具有各自的優點與缺點，其中加料速度與準確度的矛盾是不能完全調和的，具體選擇加料方法的時候要綜合考慮多種因素的影響，以實際情況為依據，選擇最優的加料方法。201020156433. 3專利採用倒置圓臺面形收集板，底板孔口直徑變小，在通入流化罐內的流化風風量保持不變的情況下，通過流化風分布器的流化風風速會得到提高，內稱重桶的設計容量利用率可以達到95%，提高了加料器的使用效率，本專利是典型的稱重定量方式，適用於工業生產中對催化劑需求量較大的情況。稱重定量方式計量準確，效率較高，但是內稱重筒長期置於稱重傳感器之上，長期使用會有一定的測量漂移。200910209544. 8專利介紹一種加料器在結構上不同於現有的加料器，採用全新的計量閥芯進行計量，具有結構簡單、設計合理的特點，該專利是典型的體積計量方式。該結構中計量閥芯在驅動機構的推動下，來迴旋轉實現加料，閥芯體積是一定的，通過加料次數便可以進行計量，結構簡單，操作方便。通過程序改變驅動機構的動作頻率，從而可以控制固體催化劑的用量，但是該結構的加料過程是間歇的，計量閥多次旋轉摩擦極易損壞。200820148220. 9專利介紹一種自動計量加料器，計量料倉內設置有用以測量進入計量料倉催化劑藏量的物位儀表，採用流態化的方法測量催化劑的藏量，消除旋轉機構引起的故障，用壓縮空氣來控制催化劑的開關和計量，改善催化劑加料的操作方式，操作簡單，使用周期長且設備的維修和更換方便。該加料器雖說採用了先進的物位儀表，但是流態化並不是一個十分穩定的過程，受很多因素影響，難以精確控制。

實用新型內容為了解決現有技術中存在的催化劑加料器控制不夠精確及計量閥旋轉摩擦極易損壞等技術問題，本實用新型提供了一種催化劑加料器，該催化劑加料器適用於對固體顆粒催化劑進行連續定量加注，結構簡單，簡便高效，能夠實現多個工況下催化劑的連續定量 加注。 本實用新型提供的固體催化劑加料器主要由螺旋輸送部分、催化劑儲存部分和高壓氣輸送部分三部分組成；螺旋輸送部分主要包括螺旋輸送泵，螺旋輸送泵主要由調頻電機、管狀螺旋葉片、螺旋管殼、上法蘭管和下法蘭管組成，管狀螺旋葉片位於螺旋管殼內，上法蘭管設置於螺旋管殼靠近步進電機的一端，下法蘭管設置於螺旋管殼遠離步進電機的一端；催化劑儲存部分主要包括進料管、洩壓管、催化劑罐和卸料閥，進料管和洩壓管設置於催化劑罐頂部，卸料閥設置於催化劑罐底部並與螺旋輸送泵的上法蘭管相連接；高壓氣輸送部分主要包括空氣過濾減壓閥、高壓總管、輸送支管、流化支管、氣體分布器、三通和出口管，空氣過濾減壓閥設置於高壓總管上，高壓總管分成輸送支管和流化支管兩個支路，輸送支管與催化劑罐上部相連接，流化支管與氣體分布器相連接，氣體分布器設置於三通直路的下端，三通直路的上端與螺旋輸送泵的下法蘭管相連接，三通旁路與出口管相連接。所述的氣體分布器為環管分布器，呈輪轂狀，包括一根圓形環管和3 5根輻管，輪轂狀環管分布器的中心連接一根進氣管，進氣管與聚集於輪轂狀環管分布器中心的輻管一端相連通且垂直於輻管和圓形環管所在的平面，呈輻射狀的輻管的另一端與圓形環管相連通，圓形環管和輻管的下側開有均勻分布的氣孔，氣孔的開孔方向可以垂直向下，也可以與垂直方向的夾角為10° 45°。為了觀察管路內物料的流動狀況，以便更好地調節高壓管路內的氣體壓力，在加料器的管路上還可以設置石英視窗。本實用新型的固體催化劑加料器實現的基本功能是把催化劑罐中的催化劑連續定量的輸送到另外的混合罐中。引入的高壓風在高壓總管中分為兩路，一路通過輸送支管去催化劑罐，流化催化劑，起到輸送物料作用，同時防止三通中物料沿支路逆流，另一路通過流化支管直接接到三通直路的下端，用於流化螺旋輸送泵下來的催化劑，推動催化劑進入低壓區(三通旁路)。三通的兩個直路方向垂直於地面，旁路處於水平方向，在三通下部直路內部設有開孔向下氣體分布器，有助於催化劑的流化；催化劑通過進料管進入催化劑罐，在高壓風的推動下通過催化劑罐下面的卸料閥進入螺旋輸送泵。螺旋輸送泵是一種非標動設備，可以根據需要進行結構參數調整，靠管狀螺旋葉片推動顆粒體物料在螺旋管殼中前進形成料柱進行給料，同時防止空氣竄流，排料均勻，可以方便地進行調節給料的速度和流量。可以根據需要調整螺旋輸送泵的供給速度，滿足工藝需要，由於調頻電機較好控制，因此可以方便的控制催化劑的供給量。同時可以通過試驗標定轉速和供給量的數值關係，編制調頻電機控制程序，通過轉速調節快捷地實現定量供給。螺旋輸送泵輸出的催化劑進入三通，在兩股高壓風的推動下進入低壓區，流出加料器，進人後續的混合罐。加料器管路上可以增加石英視窗，觀察內部物料的流動狀況。本實用新型的固體催化劑加料器功能齊全，操作方便，定量準確，連續穩定，在一些固體催化劑加料領域應用價值明顯。I)功能齊全本實用新型通過螺旋輸送泵實現固體催化劑的輸送，螺旋輸送泵由調頻電機帶動管狀螺旋葉片實現輸運功能，催化劑加料器採用螺旋輸送泵可以實現連續定量加料，同時可以快捷的進行多工況的變換，實現不同計量間的連續加料；2)操作方便本實用新型可以根據需要標定某一具體葉片結構下轉速和加料量之間的數學關係，通過PLC編程控制調頻電機，實現由控制調頻電機的轉速來控制加料量，操作非常方便；3)定量準確本實用新型中輸送量主要由管狀螺旋葉片的旋轉速度、葉片的結構形式和螺距的大小決定，調頻電機可以根據調節管狀螺旋葉片的速度，葉片的結構和螺距的大小可以根據催化劑的物性進行調整；通過標定的葉片轉速和加料量之間的 關係，定量輸送十分準確；4)連續穩定本實用新型加料過程由調頻電機控制，響應速度較快，可以保證工況變化過渡期定量輸送的準確性；葉片的連續性可以保證不同工況進料連續性，調節方便，響應迅速，節約操作時間，充分保證試驗和生產的連續性，從而保證裝置的平穩運行。

圖I為本實用新型的固體催化劑加料器的結構示意圖；圖2為本實用新型的固體催化劑加料器的氣體分布器的結構示意圖；圖3為圖2中的A向結構示意圖。圖中1-空氣過濾減壓閥，2-高壓總管，3-流化支管，4-氣體分布器，5-石英視窗，6-三通，7-石英視窗，8-出口管，9-下法蘭管，10-管狀螺旋葉片，11-螺旋管殼，12-上法蘭管，13-調頻電機，14-卸料閥，15-催化劑罐，16-洩壓管，17-進料管，18-輸送支管，19-進氣管，20-氣孔，21-圓形環管，22-輻管。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。如圖I所示，本實用新型提供的固體催化劑加料器主要由螺旋輸送部分、催化劑儲存部分和高壓氣輸送部分三部分組成；螺旋輸送部分主要包括螺旋輸送泵，螺旋輸送泵主要由調頻電機13、管狀螺旋葉片10、螺旋管殼11、上法蘭管12和下法蘭管9組成，管狀螺旋葉片10位於螺旋管殼11內，上法蘭管12設置於螺旋管殼11靠近調頻電機13的一端，下法蘭管9設置於螺旋管殼11遠離調頻電機13的一端；催化劑儲存部分主要包括進料管17、洩壓管16、催化劑罐15和卸料閥14，進料管17和洩壓管16設置於催化劑罐15頂部，卸料閥14設置於催化劑罐15底部並與螺旋輸送泵的上法蘭管12相連接，卸料閥14為蝶閥；高壓氣輸送部分主要包括空氣過濾減壓閥I、高壓總管2、輸送支管18、流化支管3、氣體分布器4、石英視窗5、三通6、石英視窗7和出口管8，空氣過濾減壓閥I設置於高壓總管2上，高壓總管2分成輸送支管18和流化支管3兩個支路，輸送支管18與催化劑罐15上部相連接，流化支管3從石英視窗5的下端穿入與設在石英視窗5內的氣體分布器4的進氣管19 (見圖3)相連接，石英視窗5的上端與三通6直路的下端相連接，三通6直路的上端與螺旋輸送泵的下法蘭管9相連接，三通6旁路與石英視窗7的一端相連接，石英視窗7的另一端與出口管8相連接。通過設置的石英視窗5和石英視窗7可以方便的觀察管路內物料的流動狀況，以便更好地調節高壓管路內的氣體壓力。當然也可以不設置石英視窗5和石英視窗7，將氣體分布器4直接設置於三通6直路下端，流化支管3從三通6直路下端穿入與氣體分布器4的進氣管19 (見圖3)相連接，三通6旁路與出口管8直接連接。如圖2和圖3所示，所述的氣體分布器4為環管分布器，呈輪轂狀，包括一根圓形環管21和4根輻管22，輪轂狀環管分布器的中心連接一根進氣管19，進氣管19與聚集於輪轂狀環管分布器中心的輻管22 —端相連通且垂直於輻管22和圓形環管21所在的平面，呈輻射狀的輻管22的另一端與圓形環管21相連通，圓形環管21和輻管22的下側開有均勻分布的氣孔20，氣孔20的開孔方向垂直向下，當然氣孔20的開孔方向也可以與垂直方向呈10° 45°的夾角。在本實用新型的加料器中，螺旋輸送泵為加料器的核心部分，起 到輸送催化劑和催化劑定量作用。催化劑通過進料管17輸送到催化劑罐15中儲存，催化劑罐15上部設有洩壓管16，防止壓力過高造成設備損壞；加料器中需要採用高壓風起到輸送功能，在進風的高壓總管2上設有空氣過濾減壓閥1，一方面起到調節進氣壓力的作用，另一方面起到過濾空氣的作用；經過空氣過濾減壓閥I的高壓風分為兩路，一路經輸送支管18、過催化劑罐15和螺旋輸送泵到達三通6的直路上端，另一路經流化支管3接到三通6的直路下端；經過催化劑罐15的這一路高壓風主要用於平衡催化劑罐內壓力，保證輸送物料的順暢，同時防止三通6中物料沿直路逆流；接到三通6直路下端的高壓風，主要用於流化物料並推動物料進入低壓區，氣體分布器4 一方面充分流化螺旋輸送泵下來的催化齊U，另一方面防止催化劑直接進入氣體管道；催化劑罐15中的催化劑在高壓風的推動下通過設在其下面的蝶閥14進入螺旋輸送泵。螺旋輸送泵是一種非標動設備，可以根據需要進行結構參數調整，靠管狀螺旋葉片推進顆粒體物料在管殼中前進形成料柱進行給料，同時防止空氣竄流，排料均勻，可以方便地進行調節給料的速度和流量。可以根據需要調整螺旋輸送泵的供給速度，滿足工藝需要，由於調頻電機較好控制，因此可以方便的控制催化劑的供給量。同時可以通過試驗標定轉速和供給量的數值關係，編制電機控制程序，通過轉速調節快捷地實現定量供給。螺旋輸送泵輸出的催化劑進入三通6，在兩股高壓風的推動下進入低壓區，經過三通6的旁路流出加料器，進入後續的混合罐。
權利要求1.一種固體催化劑加料器，其特徵在於主要由螺旋輸送部分、催化劑儲存部分和高壓氣輸送部分三部分組成；螺旋輸送部分主要包括螺旋輸送泵，螺旋輸送泵主要由調頻電機、管狀螺旋葉片、螺旋管殼、上法蘭管和下法蘭管組成，管狀螺旋葉片位於螺旋管殼內，上法蘭管設置於螺旋管殼靠近步進電機的一端，下法蘭管設置於螺旋管殼遠離步進電機的一端；催化劑儲存部分主要包括進料管、洩壓管、催化劑罐和卸料閥，進料管和洩壓管設置於催化劑罐頂部，卸料閥設置於催化劑罐底部並與螺旋輸送泵的上法蘭管相連接；高壓氣輸送部分主要包括空氣過濾減壓閥、高壓總管、輸送支管、流化支管、氣體分布器、三通和出口管，空氣過濾減壓閥設置於高壓總管上，高壓總管分成輸送支管和流化支管兩個支路，輸送支管與催化劑罐上部相連接，流化支管與氣體分布器相連接，氣體分布器設置於三通直路的下端，三通直路的上端與螺旋輸送泵的下法蘭管相連接，三通旁路與出口管相連接。
2.根據權利要求I所述的加料器，其特徵在於所述的氣體分布器為環管分布器，呈輪轂狀，包括一根圓形環管和3 5根輻管，輪轂狀環管分布器的中心連接一根進氣管，進氣管與聚集於輪轂狀環管分布器中心的輻管一端相連通且垂直於輻管和圓形環管所在的平面，呈輻射狀的輻管的另一端與圓形環管相連通，圓形環管和輻管的下側開有均勻分布的氣孔，氣孔的開孔方向垂直向下。
3.根據權利要求2所述的加料器，其特徵在於所述的氣孔的開孔方向與垂直方向的夾角為10。 45。。
4.根據權利要求I 3所述的任一種加料器，其特徵在於所述的卸料閥為蝶閥。
5.根據權利要求I 3所述的任一種加料器，其特徵在於所述的三通直路下端連接有石英視窗，氣體分布器設在石英視窗內，流化支管從石英視窗的下端穿入與氣體分布器的進氣管相連接。
6.根據權利要求I 3所述的任一種加料器，其特徵在於所述的三通旁路連接有石英視窗，石英視窗的另一端與出口管相連接。
7.根據權利要求4所述的加料器，其特徵在於所述的三通直路下端連接有石英視窗，氣體分布器設在石英視窗內，流化支管從石英視窗的下端穿入與氣體分布器的進氣管相連接。
專利摘要本實用新型提供的固體催化劑加料器主要由螺旋輸送、催化劑儲存和高壓氣輸送三部分組成；螺旋輸送部分主要包括螺旋輸送泵，其主要由調頻電機、管狀螺旋葉片、螺旋管殼、上法蘭管和下法蘭管組成；催化劑儲存部分主要包括進料管、洩壓管、催化劑罐和卸料閥，卸料閥與上法蘭管相連接；高壓氣輸送部分主要包括空氣過濾減壓閥、高壓總管、輸送支管、流化支管、氣體分布器、三通和出口管；高壓總管的輸送支管與催化劑罐上部相連接，高壓總管的流化支管與氣體分布器相連接，氣體分布器設置於三通直路的下端，三通直路的上端與下法蘭管相連接，三通旁路與出口管相連接。本實用新型操作方便，定量準確，可以通過調節變頻電機進行不同參數的連續供料。
文檔編號B01J4/02GK202538738SQ201220144898
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者王長嶺, 翁甲壯, 趙敏潔, 陳強, 高有飛 申請人:中國石化集團洛陽石油化工工程公司, 中國石油化工股份有限公司