[实用新型]自动化固体催化助剂添加系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型自动化固体催化剂自动添加系统，涉及到化工、冶金、水泥陶瓷及能源等工业门类。

背景技术

许多工业过程（尤其是化工过程）都需要使用催化剂或助剂（以下统称为催化剂），催化剂按照形态可分为液态催化剂和固态催化剂，而固体催化剂又可按形态分为粉状（或粉体）催化剂和成型催化剂两种。粉状催化剂一般无定形、颗粒大小在几百微米以下,而成型催化剂颗粒的大小在几个毫米以上,而且形状呈球型、柱状型、或蜂窝型等。粉状催化剂由于其比表面积大及其与反应物混合均匀等优点在石油化工行业使用得最为广泛。如在石油炼制行业催化裂化装置所使用的主催化剂及其助燃剂、硫转移剂及脱硝助剂等辅助催化剂就是粉状催化剂。由于粉状催化剂颗粒小，使用过程中会出现跑损现象，同时催化剂使用一段时间后会失去活性，因此必须不断地向反应装置中添加新鲜催化剂。

由于反应装置大多具有一定温度和压力，所以粉状催化剂的添加需要借助某种加料装置来进行。由于添加的物料为固体粉体，同时必须添加准确可靠，故加料装置加料时多采用气力传输；一般选择空气作为载气（也称作输送风），让粉料先以一定比例混入到空气中，并随空气一起进入到反应装置中去。用风力输送固体物料根据固体在风中所含的浓度分为密相输送和稀相输送。工业上料仓的补充一般使用密相输送，而固体催化剂添加至反应装置则一般使用稀相输送。

在炼油厂，催化裂化装置是关键的设备之一，其反应--再生体系的压力一般为3-5个大气压，温度一般为500-700℃，其中主催化剂的添加量每天可达数吨，而副助催化剂的添加量每天一般只有几十公斤。目前国内主剂的添加多采用高位储罐和流化罐所组成的添加系统，储罐的体积大（高度甚至达到几十米，一般要求储存几十吨甚至上百吨的催化剂），流化罐一般设在储罐的下方，储罐的下部一般有一管路通至流化罐，管路上设置手动或电动调节阀门以便控制从储罐进入流化罐的催化剂流量；催化剂一般依赖重力从储罐落入流化罐。为了方便对储罐中的催化剂进行补充，一般的储罐都附有一个采用密相输送的气力提升输运系统，输送风在输运管路中形成真空，把处于低位储槽中的催化剂吸入输送风中，并随输送风一起进入高位储罐内；在高位储罐顶部一般设置气固分离装置进行气固分离，脱固后的干净风被排出高位储罐，而催化剂则存留在罐内供储备使用。流化罐（或称添加计量仓）供少量粉体物料的暂存及其与载气混合，一般都配有计量系统以便准确地计量和控制催化剂的添加量，并通过多个电/气动或手动阀门来控制计量仓内的压力及载气的流动。除此之外，添加装置还配有电控柜（箱）用于监控系统的压力以及各电/气动阀门、开关等执行器件的工作运行状态。

现有的催化剂添加系统（尤其是流化罐）的设计虽然大致采用相同的气动输送原理，但由于不同制造商对添加计量的精确性、添加的连续性、安全可靠性、及添加装置的使用对象等的不同考虑，具有不同的特征。

美国专利US2004/0099572A1揭示了一种催化剂自动加料系统，该系统主要由料仓、催化剂计量注入设备和控制系统组成。催化剂计量注入设备有连续式和批序式两种形式。连续式采用一种特殊设计的进料调节阀，该阀门通过电机驱动的连杆带动一与弹簧连接的圆盘做偏心运动，能够控制向压力体系的投料。系统工作时，通过置于料仓支架底部的压力传感器结合控制系统控制调节阀的加料量，使催化剂定量地从储罐落入阀体中，阀体底部一侧与载气风管相连，另一侧与输料管相连，落入阀体中的催化剂被输送风连续的吹入再生装置中。连续式加料主要适于投加量较大的主剂的添加，该系统对调节阀的要求很高，需要阀门在满足精确调节的基础上不易堵塞、密封性良好。序批式采用一球型压力罐作为流化罐，该压力罐通过多个阀门控制物料及输送风的进出。系统工作时，首先料仓中的催化剂通过阀门控制加入球形压力罐，通过料仓支架底部的称重传感器计量加料量。加料完成后对压力罐进行加压，当达到设定压力后，由高压输送风将压力罐中的高压固气混合物输送至再生装置。序批式加料的特点是通过多个阀门的开启和关闭控制加料程序的进行。