CN115672205B - 一种颗粒型催化剂加注设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒型催化剂加注设备，该颗粒型催化剂加注设备包括：一催化剂推送装置和一文丘里管送料装置。一催化剂推送装置包括一压力结构、一箱盖、一连接杆、一推料板、一搅拌结构以及一储料箱；箱盖设于储料箱的顶部，连接杆的一端穿过箱盖并与推料板和搅拌结构连接，连接杆的另一端与压力结构连接；压力结构用于提供连接杆上下运动的一作用力，搅拌结构用于搅拌储料箱内的催化剂。一文丘里管送料装置与催化剂推送装置通过一送料管连接，文丘里管送料装置进一步包括：一文丘里管，送料管与文丘里管的中间连通。本发明的颗粒型催化剂加注设备以气体压力为动力源，能实现催化剂精确加注的目标。

Description

一种颗粒型催化剂加注设备

技术领域

本发明涉及一种依靠气力输送催化剂的在线加注设备，属于化工领域，适用于向反应器内加注催化剂，特别是用于向沸腾床反应器内在线加注催化剂。

背景技术

石油化工、环保、矿山冶金，电力等领域均存在固体颗粒输送问题。一般地，固体颗粒输送方式有机械传送、气流输送和液流输送；给密闭系统输送固体颗粒时，可以采用气流输送和液流输送这两种方法。

在液流输送方式中，通常需进行制浆工序，并采用渣浆泵注入设备内，存在工序繁杂、设备台数多，动力消耗大、机泵磨损严重、运行周期短、检修量大、运行费用高等缺点。在液体输送方式中，常用的设备为量计和电磁阀控制，如论文《多路药剂高精度加注装置设计与实现》中介绍了药剂加注方案；论文《长庆气田甲醇回收预处理药剂加注机理及改进措施》介绍了加料泵在实际生产中，频繁调节流量，加药泵容易损坏，调节后加药泵流量也出现不稳定现象；论文《钻井泥浆药剂存储及加注装置研制》介绍了钻井泥浆药剂存储及加注装置是通过三台电动可计量柱塞泵提供动力将各舱内的药液加注和排出。当开启自循环工作状态，可实现舱内液体搅拌功能。管汇上液体的流通由电磁阀控制，以按钮形式集成于控制间的操作平台上。

在气流输送方式中，细小的固体颗粒物会随着高速气流流动，从而完成固体颗粒的运送；其中流化床一般采用这种方式加注催化。为了了解这个细分领域的技术发展情况，作者查阅了大量论文和文献资料，发现很多技术人员使用文丘里管作为这一技术方案的主要部件，如专利《一种气相接种和补料的纯种培养的固体发酵装置及方法》(CN200910241984.1)介绍了一种装置，在料管下面设置了文丘里管，高速气流通过文丘里管的喉部会形成负压，将物料吸出；但是对于文丘里管的具体结构没有改进，也没有提及；专利《一种纯干法脱硫设备》(CN201810141152.1)介绍了及一种纯干法脱硫设备，包括烟气管道输送系统、吸附除尘系统和脱硫剂加注系统，其中脱硫剂加注系统与吸附除尘系统形成文丘里管送料-负压吸料系统。很多技术人员虽然认识到了文丘里管的喉管处有高速气流通过，产生的负压可以对颗粒物产生一定的吸引力，提高系统性能；但是没有对文丘里管进行其它深入研究，相关文献中也没有提及如何精确定量加注催化剂，没有提及如何防止细小颗粒状催化剂堵塞，气流不稳时如何控制催化剂的加注量，如何给料箱中输送催化剂等问题。

现有的加注装置要无法解决两大难题：一是催化剂在料管中堵塞，造成下料不畅通，文丘里管喉道的高速气流无法带走定量的催化剂，造成催化剂加注量不足；二是供气部分工作不稳定，供应气流时大时小，造成催化剂加注量不稳定；其中催化剂加注量过大的危害要大于催化剂加注不足的危害，具体原因如下：

催化剂在加注时需要通过送料管持续加入流化床反应器中，催化剂的加注量的变化能直接影响生产效率，通常设计人员在生产过程中会根据实际情况标定催化剂的最佳加入数量，使流化床反应器效率达到最高、各项指标达到最好。但是在实际生产中，如果催化剂加注设备气流发生波动(变大或变小)，就会造成催化剂加入量和加注速度发生波动，从而影响流化床反应器的正常生产。

在催化剂加注量方面：如果催化剂注入量小于装置设计生产能力所需的催化剂注入量，则会降低装置的生产能力，但对产品的质量没有影响；如果催化剂加入量过多，大于装置设计生产能力所需的催化剂注入量，聚合反应产生的热量大于流化床反应器换热器的撤热能力，则流化床反应器内部发生过热反应，产生结块，堵塞分布板和出料口，造成装置停车。此外，超过设计生产能力会造成流化床反应器的原料进料和粉料出料能力无法与之匹配，使装置运行无法进行。

在论文《C9冷聚树脂软化点优化及工业试生产》中，作者详细论述了怎样精确加注催化剂，可以得到质量较好的产品。由此可见“如何精确定量加注催化剂？如何在气流不稳时如何控制催化剂的加注量？”关系到树脂产品质量的一个关键技术点，相关技术方案具有较强实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种以气体压力为动力源的催化剂在线加注装置，尤其是实现催化剂精确加注的目标，要实现催化剂精确加注的关键是解决两大难题：一是催化剂在料管中堵塞，造成下料不畅通，文丘里管喉道的高速气流无法带走定量的催化剂，造成催化剂加注量不足；二是供气部分工作不稳定，供应气流时大时小，造成催化剂加注量不稳定。本发明可以解决以上两个技术难题，从而保证催化剂加注量稳定，保证流化床各项反应指标平稳；此外本发明还解决了储料管中添加催化剂的问题。因为流化反应器(流化床)的催化剂的加注点一般设反应器的顶部位置，本设计可以通过气流，方便的将大量催化剂运送到位于高处的储料管内。

为解决上述问题，本发明提供一种颗粒型催化剂加注设备，该颗粒型催化剂加注设备包括：一催化剂推送装置和一文丘里管送料装置。一催化剂推送装置包括一压力结构、一箱盖、一连接杆、一推料板、一搅拌结构以及一储料箱；箱盖设于储料箱的顶部，连接杆的一端穿过箱盖并与推料板和搅拌结构连接，连接杆的另一端与压力结构连接；压力结构用于提供连接杆上下运动的一作用力，搅拌结构用于搅拌储料箱内的催化剂。一文丘里管送料装置与催化剂推送装置通过一送料管连接，文丘里管送料装置进一步包括：一文丘里管，送料管与文丘里管的中间连通。

在一实施例中，文丘里管送料装置还包括一气囊；气囊位于文丘里管的中间且正对送料管的出口，气囊设有一通孔；文丘里管为插入式文丘里管，包括依次连接的第一锥形管以及第二锥形管，第一锥形管具有一延伸出的第一直管，第二锥形管具有延伸的第二直管，第二直管的内径小于第一直管以使第二直管插入第一直管内，第二直管插入第一直管形成一喉道，第二直管连接气囊，气囊位于喉道处。

在一实施例中，送料管于靠近文丘里管的一端设有一送料调节阀。

在一实施例中，连接杆与搅拌结构之间还设有一推力盘，推力盘通过至少一滑轨与推料板的上表面连接。

在一实施例中，滑轨为环状突起，包括一第一滑轨和一第二滑轨；第一滑轨落入推料板上的一第一环装凹槽，以此实现推力盘和推料板之间的自由滑动；第二滑轨落入推料板上的一第二环装凹槽，且两者之间安装有密封环，以此实现密封作用。

在一实施例中，连接杆为螺杆，螺杆与箱盖螺纹连接，螺纹为低阻力、大螺距且无自锁功能的螺纹。

在一实施例中，压力结构为压块。

在一实施例中，压力结构为一永磁体，永磁体的磁极不变；箱盖的上表面设有一电磁体，电磁体与一导线连接，导线内的电流方向改变，进而改变电磁体的极性。

在一实施例中，连接杆为连杆，连杆于靠近文丘里管的一端设有一螺纹，螺纹与一螺帽连接并形成一空腔，以此实现连杆与推料板固定连接；搅拌结构于空腔内连接有一球体，连杆于空腔内的一端设有一凹槽，凹槽用于球体在其内自由转动。

在一实施例中，储料箱的一侧设有一催化剂输送管，催化剂输送管用于向储料箱内输送催化剂；储料箱的另一侧设有一通孔，通孔上设有一过滤网，过滤网的外侧设有一密封板，通孔用于平衡在输送催化剂过程中储料箱和外界的压力。

在一实施例中，搅拌结构包括一搅拌杆和一搅拌片，搅拌片具有一倾角。

在一实施例中，气囊为半球形，气囊中的一气体体积与送料管的一遮挡面积呈现幂函数关系，幂函数关系如下公式：

其中，S_阴影为遮挡面积，r为气囊的半径，m为一常量，V_气为气囊中的气体体积。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.新型催化剂加注设备结构简单，方便应用。

2.新型催化剂加注设备的控制原理：通过文丘里管的气体流量恒定的，那么单位时间内吹入反应器的催化剂的量就是确定的；这样可以简化控制指标，对于提高装置的控制水平具有好处。

3.因为没有取剂和测量机构，使设备密封点少，所以不会出现漏催化剂的情况，减少环境污染。

4.新型催化剂加注设备中文丘里管内的气体发生波动时，通过气囊来动态调整第二根管道内的流体的大小，加注设备能实现动态调整。

附图说明

图1为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明的推力盘与推料板的连接位置的一实施例的局部结构放大示意图。

图3为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第二实施例的结构示意图。

图4为本发明的颗粒型催化剂加注设备正常工作时喉道的一实施例的局部结构放大示意图。

图5为本发明的颗粒型催化剂加注设备气流过大时喉道的一实施例的局部结构放大示意图。

图6为本发明的储料箱的另一侧的一实施例的局部结构放大示意图。

图7为本发明的气囊遮挡面积的线性关系图。

图8为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第三实施例的结构示意图。

图9为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第四实施例的结构示意图。

图10为本发明的搅拌杆与连杆的一实施例的连接处的局部结构放大示意图。

其中，附图标记：

箱盖 1

推料板 3

储料箱 4

催化剂 5

送料管 6

文丘里管 7

螺杆 8

压块 9

搅拌杆 10

螺纹孔 11

通孔 32

密封环 33

密封板 41

过滤网 42

催化剂输送管 46

送料调节阀 61

喉道 71

第二锥形管 72

气囊 73

推力盘 81

滑轨 82

连杆 86

永磁体 95

电磁体 96

导线 961

搅拌片 101

螺帽 102

球体 105

螺帽 106

叶片 108

气囊半径 r

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下：下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此限制本发明的保护范围。

本发明要解决的技术问题是：提供一种以气体压力为动力源的催化剂在线加注装置，尤其是实现催化剂精确加注的目标，要实现催化剂精确加注的关键是解决两大难题：一是催化剂在料管中堵塞，造成下料不畅通，文丘里管喉道的高速气流无法带走定量的催化剂，造成催化剂加注量不足；二是供气部分工作不稳定，供应气流时大时小，造成催化剂加注量不稳定。本发明可以解决以上两个技术难题，从而保证催化剂加注量稳定，保证流化床各项反应指标平稳；此外本发明还解决了储料管中添加催化剂的问题。因为流化反应器(流化床)的催化剂的加注点一般设反应器的顶部位置，本设计可以通过气流，方便的将大量催化剂运送到位于高处的储料管内。

为解决上述问题，本发明提供一种颗粒型催化剂加注设备，该颗粒型催化剂加注设备包括催化剂推送装置和文丘里管送料装置。

请参照图1，图1为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第一实施例的结构示意图。本实施例的颗粒型催化剂加注设备能依靠重力进行催化剂加注，该颗粒型催化剂加注设备包括压力结构、箱盖1、连接杆、推力盘81、推料板3、搅拌结构以及储料箱4。箱盖1设于储料箱4的顶部，箱盖1与储料箱4为可拆卸连接，箱盖1的中心位置设有螺纹孔11。

在本实施例中，连接杆为螺杆8，螺杆8的一端穿过箱盖1的中心并与推力盘81固定连接；螺杆8与箱盖1通过螺纹孔11螺纹连接，该螺纹为低阻力、大螺距且无自锁功能的螺纹，以此保证螺杆8能上下轻松滑动，优选矩形或梯形螺纹。螺杆8的另一端与压力结构连接，压力结构用于提供螺杆8上下运动的一作用力。在本实施例中，压力结构为压块9，在压块9的作用力下，螺杆8可以不断向下旋转。

请同时参照图1和图2，图2为本发明的推力盘与推料板的连接位置的一实施例的局部结构放大示意图。推力盘81通过至少一滑轨82与推料板3的上表面连接；在本实施例中，滑轨82的数量为两个，分别为第一滑轨和第二滑轨，优选地，滑轨82的态样为环状突起。推料板3的上表面的上表面设有第一环装凹槽和第二环装凹槽，第一滑轨落入推料板3上的第一环装凹槽，以此实现推力盘81和推料板3之间的自由滑动；第二滑轨落入推料板3上的第二环装凹槽，且两者之间安装有密封环33，以此实现密封作用，防止空气进入引起催化剂失去活性。

在本实施例中，搅拌结构的包括搅拌杆10和搅拌片101。推料板3的中心具有通孔32处，搅拌杆10由通孔32穿过并与推力盘81的下表面固定连接。搅拌片101安装于搅拌杆10的末端，搅拌片101与搅拌杆10通过螺帽102固定连接；当然本发明并不特别限制搅拌片101的态样，只要搅拌片101能起到搅拌作用即可；同时本发明也并不特别限制搅拌片101与搅拌杆10的连接方式，其他实施例中，搅拌片101与搅拌杆10也可以通过其他方式进行连接。

请同时参照图1和图6，图6为本发明的储料箱的另一侧的一实施例的局部结构放大示意图。储料箱4的一侧连接有催化剂输送管，本发明可以通过高速气流将催化剂由催化剂输送管输送至储料箱4内；储料箱4的另一侧有一通孔，通孔上固定安装有过滤网42，过滤网42的外侧设有密封板41，密封板41与储料箱4为活动连接。当储料箱4内的催化剂使用完后，可以通过打开密封板41，并从另一侧的催化剂输送管输送含有催化剂的气流，通孔用于平衡在输送催化剂过程中储料箱4和外界的压力，在过滤网42过滤作用下，大量催化剂被滞留在储料箱4中，从而完成储料箱4中催化剂装填工作；装填完成后，将密封板41重新固定在储料箱4上，以此保证储料箱4内的催化剂与空气隔绝。

催化剂推送装置与文丘里管送料装置通过送料管6连接，文丘里管送料装置进一步包括文丘里管7。送料管6的一端与储料箱4的底部连通，送料管6的另一端与文丘里管7的中间连通。在本发明的颗粒型催化剂加注设备工作期间，储料箱4内的催化剂通过送料管6输送至文丘里管7的中间位置，在文丘里管7中间位置的催化剂被高速气流带走，最终进入反应器中。

优选地，送料管6于靠近文丘里管7的一端设有送料调节阀61，当本发明的颗粒型催化剂加注设备停止工作时，文丘里管7内没有高速气流时，此时可以关闭送料调节阀61，调节阀61的设计可以更好地控制本发明的颗粒型催化剂加注设备。

储料箱4中的催化剂不断通过文丘里管7进入反应器内，催化剂顶部的推料板3逐渐下移，推料板3上表面的推力盘81逐渐失去支撑，与推力盘81固定连接的螺杆8在螺纹孔11和压块9的作用下，就会不断旋转下降，进而带动推力盘81和搅拌杆10一起旋转下降，搅拌杆10再带动搅拌片101一起旋转下降，从而使搅拌片101对催化剂起到搅拌作用，防止催化剂粘连在一起无法顺利通过送料管6，最终造成注入反应器内的催化剂数量不足，影响反应器正常生产。

请同时参照图3至图5，图3为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第二实施例的结构示意图，图4为本发明的颗粒型催化剂加注设备正常工作时喉道的一实施例的局部结构放大示意图，图5为本发明的颗粒型催化剂加注设备气流过大时喉道的一实施例的局部结构放大示意图。与第一实施例不同的是，本实施例的颗粒型催化剂加注设备并非依靠重力进行催化剂加注，而是通过自动调节功能进行催化剂加注。

在本实施例中，在送料管6上并不设置送料调节阀61，文丘里管送料装置还包括气囊73；气囊73位于文丘里管7的中间且正对送料管6的出口，气囊73设有一通孔；文丘里管7为插入式文丘里管，包括依次连接的第一锥形管以及第二锥形管72，第一锥形管具有一延伸出的第一直管，第二锥形管72具有延伸的第二直管，第二直管的内径小于第一直管以使第二直管插入第一直管内，第二直管插入第一直管形成喉道71，第二直管连接气囊73，气囊73位于喉道处。

喉道71中的气流从第二锥形管72吹来，气流选用什么气体根据催化剂和反应器内部环境决定，通常优选氮气来输送催化剂。第二锥形管72与喉道71活动连接，连接方式可以选用螺纹连接或焊接，优选螺纹连接；在第二锥形管72上连接有气囊73，气囊73正好位于送料管6的出口下方，气囊73的中央有一个通孔，孔径的大小根据橡胶材质和设计要求确定。当气流大小符合设计要求时，从第二锥形管72通过的气流可以从通孔中通过，且动能损失较小；如果从第二锥形管72通过的气流过大，因为风压的作用，会使气囊73迅速膨胀，将送料管6的出口慢慢堵住，从送料管6中输出的催化剂也会减少；如果从第二锥形管72通过的气流过小，气囊73就会塌陷下去，从而使送料管6的出口变大，从送料管6输出的催化剂就会变多，从而使进入反应器的催化剂数量保持在设计范围内。

本发明借助气囊73可以随气流大小膨胀与收缩的功能，使送料管6下端出口大小发生变化，从而避免气流大幅变化后，吹入反应器内的催化剂数量发生较大变化；实现了文丘里管7可以在气流突然发生变化时，对催化剂的供给量实现动态调整。这一设计还可以应用在其它场合，例如在管道交叉处加装气囊73，如果一根管道A中介质加入量过大，可以加大另一根管线B的通气量，从而使气囊73膨胀，进而挡住管线A的出口，从而间接减少管道A中的介质加入量，最终起到调整管线A和管线B流体介质掺混比例的目标，为加注设备动态调整介质掺混比例提供新的控制手段。

本实施例中，气囊73为半球形，气囊73膨胀后，会对送料管6出口下方处于垂直方向的细管部位造成遮挡，遮挡面积为气囊73水平方向的最大横截面积，该遮挡面积可通过以下方式进行计算：

由

可得

其中，V_球为气囊体积，V_半球为气囊半球体积，r为气囊半径。

则气囊73的遮挡面积的计算公式为：

其中S_阴影为遮挡面积，V_半球为气囊半球体积，r为气囊半径。

由于气囊73是由选定的橡胶制成，其弹性模量为定值，那么气囊73的膨胀体积符合线性规律，即进入气囊73中的气体体积与气囊73体积之比为某一常数k，具体为：

0＜k＜1

其中，V_半球为气囊半球体积，V_气为进入气囊中的气体体积，k为进入气囊中的气体体积与气囊体积之比。

由此可进一步得到：

其中S_阴影为遮挡面积，V_气为进入气囊中的气体体积，r为气囊半径，k为进入气囊中的气体体积与气囊体积之比。

将设定为一常量m：

那么可得：

查阅数学手册可知：其为幂函数的一种变形(在自变量V_气不变的情况下，因变量S_阴影成比例的放大或缩小)，具体表现为：

当0<m<1时，因变量S_阴影缩小m倍；

当m>1时，因变量S_阴影放大m倍。

虽然上述函数的曲线在Y轴上有所变化，但曲线的增长趋势依然符合幂函数的曲线规律。

根据上述公式对本发明的颗粒型催化剂加注设备作如下性能分析：

由于0<k<1，因此0<m<1。

在幂函数中，其中指数x≥0，0<m<1，可以得到如图7所示的线性关系图。

如图7所示，τ为流化床反应器正常运行时的最佳进气量，此时催化剂加注量为最佳加入量。

可知，从送料管6出口下方处于垂直方向的细管部位落下的催化剂Q_落越多，则被气流V_气吹入流化床反应器的催化剂则越多；影响催化剂Q_落的因素为气囊73大小，即气囊73对送料管6出口下方处于垂直方向的细管部位的遮挡作用。

根据图7中的曲线趋势可知，当V_气变小时，S_阴影会快速下降(气囊73快速收缩)，从而使气囊73对送料管6出口下方处于垂直方向的细管部位的遮挡作用明显减弱，进一步使更多的催化剂落下。那么虽然V_气变小了，但是落下的催化剂数量却增加了，从而保证了加入流化床反应器的催化剂总量保持稳定；实现加注设备的动态调整功能。

根据图7的曲线的增长趋势可知，当V_气增大时，S_阴影增长缓慢(气囊73体积增长缓慢)；虽然气囊73对(垂直方向)细管的遮挡作用略微增强(催化剂加入量会略微减少)，但催化剂下落量Q_落并未明显减少，其与V_气增大前大致相同。由此可知虽然V_气增大了不少，但是落下的催化剂量却没有明显增多，从而保证加入流化床反应器的催化剂总量并没有大幅增加。本发明通过上述原理保证催化剂的加注量稳定。

本实施例的其他元件和连接方式与第一实施例相同，于此不再赘述。

图8为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第三实施例的结构示意图。与第二实施例不同的是，本实施例的压力结构为永磁体95，永磁体95的磁极保持不变，优选条形磁铁；箱盖1的上表面固定安装有电磁体96，电磁体96通过导线961与外部控制电路连接，外部控制电路可以改变导线961内的电流方向，从而进一步改变电磁体96内电磁线圈上的电流方向，进而改变电磁体96的极性。

当颗粒型催化剂加注设备处于工作阶段时，电磁体96通入某一方向的电流，使电磁体96吸引永磁体95，从而使永磁体95受到向下的吸引力，该吸引力会进一步传递给螺杆8，使螺杆8不断向下旋转，进而带动推力盘81和搅拌杆10一起旋转下降，搅拌杆10再带动搅拌片101一起旋转下降，从而使搅拌片101对催化剂起到搅拌作用，防止催化剂粘连在一起无法顺利通过送料管6，最终造成注入反应器内的催化剂数量不足，影响反应器正常生产。

当储料箱4内的催化剂5使用完后，可以通过外部控制电路改变导线961内的电流方向，向在储料箱4内重新装填催化剂5，这时导线961内的电流方向与催化剂加注设备处于工作阶段时的电流方向相反，使电磁体96上的N级和S级发生互换，使电磁体96排斥永磁体95，从而使永磁体95受到一个向上的排斥力；从而带动螺杆8向上转动，进一步使推料板3在搅拌片101的作用下，一起向箱盖1的方向运动。当推料板3的位置高于催化剂输送管46时，可以通过催化剂输送管46向储料箱4内加注催化剂，从而完成催化剂加装工作。由于催化剂加注设备一般位于反应器框架上部，通过这种方式将催化剂由地面转移到储料箱4中，可以节省大量人力；并且通过增大电磁体96内的电流，可以克服电磁体96与永磁体95之间距离增大后，磁力消减的问题，从而实现远程、平稳控制。

需特别注意的是，螺杆8的螺纹必须选择低阻力、无自锁功能的螺纹，否则无法完成此设计功能。

本实施例的其他元件和连接方式与第二实施例相同，于此不再赘述。

请同时参照图9和图10，图9为本发明的颗粒型催化剂加注设备的第四实施例的结构示意图，图10为本发明的搅拌杆与连杆的一实施例的连接处的局部结构放大示意图。与第三实施例不同的是，本实施例的颗粒型催化剂加注设备不设置推力盘81、连接杆为连杆86、连杆86与推料板3为固定连接、搅拌杆与连杆86的连接方式与第三实施例不同、搅拌片具有一倾角，详细叙述如下文。

在本实施例中，使用连杆86来替代第三实施例的螺杆8，连杆86靠近文丘里管7的一端设置有螺纹，螺纹穿过通孔32与推料板3固定连接，连杆86与一端封闭的螺帽106通过螺纹固定连接并形成一空腔，以此推料板3与连杆86实现固定连接。螺帽106的封闭端开有中心孔，搅拌杆10靠近推料板3的一端固定连接有球体105，球体105位于空腔内，搅拌杆10从中心孔穿过。作为优选地，连杆86的螺纹端面设有一凹槽，凹槽与球体105接触，以此使球体105在空腔内自由转动。

当颗粒型催化剂加注设备处于工作状态时，电磁体96通入某一方向的电流，使电磁体96吸引永磁体95，从而使永磁体95受到一个向下的吸引力，这个吸引力会进一步传递给连杆86，连杆86会将压力传递给推料板3，推料板3进一步将催化剂5压实，使催化剂5能不断进入送料管6中，从而保证文丘里管7能正常工作。

远离球体105的一端与叶片108连接，两者通过螺帽102被固定，以上各部件均可拆卸，以方便安装与检修。其中叶片108具有倾角，当连杆86向下运动时，会带动搅拌杆10一起向下运动，搅拌杆10一端被固定的叶片108会受到催化剂5的反作用力，此反作用力会进一步分解为叶片108上的径向力，从而使叶片108与搅拌杆10一起转动，转动的叶片108便起到了搅拌催化剂的作用。

本实施例的其他元件和连接方式与第三实施例相同，于此不再赘述。

在设计阶段，设计人员会根据具体情况，标定一个催化剂最佳加入量，同时也会设计一个催化剂加注设备的最佳进气量τ，从而保证流化床反应器性能最佳。但在实际应用中，催化剂加注设备的进气量难免发生波动，这就要求催化剂加注设备具有一定的调节能力，保证催化剂的加入量不随气流大小的变化而出现大幅波动。

本发明的颗粒型催化剂加注设备的气囊体积变化对送料管的阻挡面积呈现幂函数关系，具体表现为：

当气流变小时，气囊体积迅速变小，此时气囊的阻挡作用快速减弱，使送料管落下的催化剂迅速增多，从而快速调节催化剂加入量，进而保证催化剂的加注量总体趋于稳定，而且这种结构的气囊对于气流变小反应灵敏，调节余量较大。

当气流变大时，气囊体积缓慢增大，此时气囊的阻挡作用缓慢增加，使送料管落下的催化剂并未明显增多，从而保证催化剂的加注量总体趋于稳定。

本发明的气囊体积变化符合幂函数关系，这是本发明的重要发现。这种结构的气囊对于气流减小非常敏感，能够做出快速响应，起到很好的动态调节作用；但是它对气流增大并不敏感，保证催化剂的加注量不会随着气流增大而无限制增加，为设备平稳运行增加了安全保证，有效避免了反应器因为催化剂加入过量而发生严重故障。因为当气流增大较多时，气囊仅有少量膨胀，所以落下的催化剂数量与之前基本相同；从而巧妙避免了气流过大时，流化床反应器催化剂将加注过量的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当说明：对本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干改进，这下改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，包括：

一催化剂推送装置，包括：一压力结构、一箱盖、一连接杆、一推料板、一搅拌结构以及一储料箱；所述箱盖设于所述储料箱的顶部，所述连接杆的一端穿过所述箱盖并与所述推料板和所述搅拌结构连接，所述连接杆的另一端与所述压力结构连接；所述压力结构用于提供所述连接杆上下运动的一作用力，所述搅拌结构用于搅拌所述储料箱内的催化剂；以及

一文丘里管送料装置，与所述催化剂推送装置通过一送料管连接，所述文丘里管送料装置进一步包括：一文丘里管，所述送料管与所述文丘里管的中间连通；

所述文丘里管送料装置还包括一气囊；所述气囊位于所述文丘里管的中间且正对所述送料管的出口，所述气囊设有一通孔；所述文丘里管为插入式文丘里管，包括依次连接的第一锥形管以及第二锥形管；

所述第一锥形管具有一延伸出的第一直管，所述第二锥形管具有延伸的第二直管，所述第二直管的内径小于第一直管以使所述第二直管插入所述第一直管内，所述第二直管插入所述第一直管形成一喉道，所述第二直管连接所述气囊，所述气囊位于所述喉道处；

所述气囊为半球形，所述气囊中的一气体体积与所述送料管的一遮挡面积呈现幂函数关系，所述幂函数关系如下公式：

其中，S_阴影为遮挡面积，r为所述气囊的半径，m为一常量，V_气为所述气囊中的气体体积。

2.根据权利要求1所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述送料管于靠近所述文丘里管的一端设有一送料调节阀。

3.根据权利要求1-2任一项所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述连接杆与所述搅拌结构之间还设有一推力盘，所述推力盘通过至少一滑轨与所述推料板的上表面连接。

4.根据权利要求3所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，至少一所述滑轨为环状突起，包括一第一滑轨和一第二滑轨；所述第一滑轨落入所述推料板上的一第一环装凹槽，以此实现所述推力盘和所述推料板之间的自由滑动；所述第二滑轨落入所述推料板上的一第二环装凹槽，且两者之间安装有密封环，以此实现密封作用。

5.根据权利要求1所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述连接杆为螺杆，所述螺杆与所述箱盖螺纹连接，所述螺纹为低阻力、大螺距且无自锁功能的螺纹。

6.根据权利要求1所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述压力结构为压块。

7.根据权利要求1所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述压力结构为一永磁体，所述永磁体的磁极不变；所述箱盖的上表面设有一电磁体，所述电磁体与一导线连接，所述导线内的电流方向改变，进而改变电磁体的极性。

8.根据权利要求7所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述连接杆为连杆，所述连杆于靠近所述文丘里管的一端设有一螺纹，所述螺纹与一螺帽连接并形成一空腔，以此实现所述连杆与所述推料板固定连接；所述搅拌结构于所述空腔内连接有一球体，所述连杆于所述空腔内的一端设有一凹槽，所述凹槽用于所述球体在其内自由转动。

9.根据权利要求1所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述储料箱的一侧设有一催化剂输送管，所述催化剂输送管用于向所述储料箱内输送催化剂；所述储料箱的另一侧设有一通孔，所述通孔上设有一过滤网，所述过滤网的外侧设有一密封板，所述通孔用于平衡在输送催化剂过程中所述储料箱和外界的压力。

10.根据权利要求1所述的颗粒型催化剂加注设备，其特征在于，所述搅拌结构包括一搅拌杆和一搅拌片，所述搅拌片具有一倾角。