[实用新型]一种固体颗粒流动管线锁气排料非机械装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种固体颗粒流动管线上具有锁气和排料双重功能的非机械装置，属于能源和化工及其相关领域流化床装置中立管、斜管输送固体物料技术领域，尤其适用于石油催化裂化、煤燃烧和气化等涉及高温、高压固体颗粒返料、固体颗粒在循环、输送管线以及反应、再生提升管中的循环与控制过程。

背景技术

散状固体物料的输送及控制涉及到能源、环境、石油、化工、冶金、煤炭、电力、轻工、医药和食品等诸多过程工业。以煤燃烧或气化和石油化工行业等能源及其相关领域广为应用的旋风分离器为例，为了保证系统的正常循环，旋风分离器捕获的固体颗粒需要经料腿和循环管线返回到流化床或反应器、燃烧炉)。这一过程既要将旋风分离器分离下来的固体物料顺畅地沿一定方向送回流化床，更要防止流化床内气体和固体颗粒倒窜进入旋风分离器。如果发生窜气、窜料现象，轻则影响循环倍率的提高，重则严重破坏旋风分离器正常操作，使固体回收率大大降低。对固体颗粒的输送和控制并不仅仅局限于旋风分离器料腿的返料，还适用于其它固体颗粒输送管线。以石油催化裂化为例，催化剂需要在提升管反应器、再生器之间输送，也需要在再生器两个密相床之间输送，这一过程不但要保证固体颗粒的顺畅流动、颗粒流量的自由调节，更要严格禁止气体、催化剂的反窜。若形成在反应器、再生器之间气体、催化剂的反窜，将有可能引发灾难性后果。另外，在输送过程中对催化剂流量进行调节也是除操作条件控制外，流化床变负荷运行的一种有效调解手段。

一般固体物料的输送和控制装置可分为机械阀和非机械阀两大类。机械阀靠机械构件动作来达到控制和调节固体颗粒流量的目的，如球阀、闸阀、翼阀、滑阀和塞阀等。不论是煤燃烧或气化的循环飞灰或焦炭/半焦，还是石油催化裂化的固体催化剂，通常温度较高，因此，机械阀的使用通常会带来一系列问题，如：机械装置在高温下会产生膨胀和高温氧化；运动部件极易进入固体颗粒，从而产生堵塞、失灵等现象，难以实现更换、长周期运行的目的；此外，由于固体颗粒的运动，在高温状态下工作部件的磨损也相当严重。为了避免这些缺陷，机械阀往往需要配备一系列复杂而昂贵的机构，如阀板的特殊设计、特殊处理、阀杆设置反吹风等。因此，适用于固体物料输送和控制装置的机械阀往往结构复杂、投资巨大。而且，有一些问题是机械阀难以解决的，如：不能避免气体的倒窜、无法根据料腿内料位高度而实时调节颗粒流量等。

非机械阀依其功能分为两大类，第一类为可控阀，包括L型阀、J型阀和V型阀，这种阀不仅可以将颗粒输送到主床层、关闭和开启颗粒流，还能通过调节气体流量产生不同的阻力，来调节颗粒流的流量。第二类为流通阀，主要形式有密封输送阀、流动密封阀等。这种阀主要是经过一个压力屏障，将固体颗粒从低压输送到高压处，而对固体颗粒流量的调解作用很小。与机械阀相比较，非机械阀具有以下优点：(1)结构简单，内构件少，因此制造方便、成本相对较低；(2)不存在高温变形、磨损等问题，因此也不需要一系列辅助机构，可在高温、高压环境下长期工作；(3)自平衡调节，可根据固体颗粒流动管线内料位高度自动调节颗粒流量，以保证固体颗粒的顺畅流动和装置的平稳运行；(4)锁气功能，气体反窜的几率极小。