CN202124343U - 用于列管反应器的颗粒物料装填机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于列管反应器的颗粒物料装填机，包括安置于支撑底座上的料斗，料斗顶部设有进口、下部侧面设有出口；料斗的出口与竖直的导向管连通；导向管下端外接反应器列管；支撑底座上固定有与料斗底面连接的振动器；料斗下部具有倾向料斗出口的斜板，斜板的低端与料斗出口下边缘平齐；导向管上方设有升降装置，导向管内设有吊索、及一组沿吊索轴向间隔设置的缓冲器，各缓冲器经吊索与升降装置相连；各缓冲器表面由柔性材料制成。本实用新型可将颗粒物料低速均匀装填于列管内，装填效果好、效率高，可有效提高颗粒物料的装填密度和均匀度，并降低颗粒物料在装填过程中的破碎率。

Description

用于列管反应器的颗粒物料装填机

技术领域

本实用新型涉及一种装填机，尤其是一种用于列管反应器的颗粒物料装填机。

背景技术

在化工领域，列管反应器的物料装填，尤其是催化剂装填越来越受到重视。催化剂在化工行业中必不可少，其价格昂贵，而且可以产生巨大的经济效益。在使用过程中，将催化剂均匀装填到反应器的过程极为重要，因为催化剂床层是否架桥，床层高度是否一致将会影响到床层的堆密度和压力降的均一性，从而影响到催化剂的效率和反应器的操作安全性。良好的装填可以防止催化剂破裂，延长催化剂使用寿命；可以最大限度发挥反应器内催化剂性能，提高反应器的实际处理能力；可以改善流动气相的分布状况，抑制局部压差上升和热点形成；可以提高产品回收率；还可以节能；等等。

目前国内外普遍采用的催化剂装填方法有漏斗装填法和普通机械装填法，其缺陷有：速度慢，易架桥、压力降不均匀、返工多、效率低、破碎严重等。随着化工设备产能的不断扩大，反应器直径不断增大，催化剂用量逐渐加大，迫切需要可适应现有需求的先进装填方法和设备。

经检索发现，申请号为94113082.7的中国发明专利公开了一种均匀装填催化剂管的方法和设备，其方法包括通过两个或多个分流步骤将进料流和每个得到的分流分成至少两股流，以若干颗粒流量和速度基本相等的分流将催化剂颗粒的进料流引入管板上；其设备包括许多彼此间隔的水平板，每个板上开有若干等尺寸且相隔一定距离和间距的孔，以便这些孔在相邻板上的垂直投影不与该板上的孔同心，随后板中孔的数量至少增加一个孔，从而催化剂颗粒的入流通过这些孔增加分流。但是该设备并不能保证均匀分流，更没有提供防止催化剂破裂的任何措施。

申请号为200410078601.0的中国发明专利申请公开了一种装填催化剂的方法，该方法包括：在反应管(即列管)内插入一种链式物质，使得链式物质的低端位置高于催化剂层的上端；以及在固定床多管反应器的反应管内装填催化剂。虽然该专利指出链式物质可以降低催化剂的下落速率，但事实上该链式物质的主要作用是分割空间，并不能实现有效缓冲作用，更不能起到均匀填装的作用。

申请号为200480023666.3的中国发明专利公开了一种用催化剂颗粒装填内径小于或等于50mm的立管(即列管)的方法，包括将填充辅助装置引入立管，其中填充辅助装置包括柔性伸长体，并且柔性伸长体的横截面与立管横截面之比为0.003-0.08；以及将催化剂颗粒引入立管。该方法引入的柔性伸长体主要起分割空间的作用，同样不能实现有效缓冲作用，也不能起到均匀填装的作用。

申请号为200780009292.3的中国发明专利申请公开了一种将固体颗粒分布到管中的装填工具，包括中心元件，沿中心元件放置的多个基本上相同的减震器元件，每个减震器元件包括至少两个刚性且相反的臂，该臂在至少两个相反方向以基本上90度从中心元件向外伸出并且每个减震器元件与相邻的减震器元件的转动不同。由于该工具减震器伸出的是臂形部件，只能对落至臂形部件上的催化剂起到减震作用，那些没有落至臂形部件上的催化剂会继续下落，直至遇到某减震器的臂形部件或者直接落至管底，因此，该工具并不能对同一横截面上的所有催化剂进行减震，无法起到完全保护作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种可以使物料(尤其是催化剂)低速均匀填装的用于列管反应器的颗粒物料装填机。

本实用新型解决其技术问题的技术方案如下：一种用于列管反应器的颗粒物料装填机，包括安置于支撑底座上的料斗，所述料斗顶部设有进口、下部侧面设有出口；所述料斗的出口与竖直的导向管连通；所述导向管下端外接反应器列管；其特征是，所述支撑底座上固定有与料斗底面连接的振动器；所述料斗下部具有倾向料斗出口的斜板，所述斜板的低端与料斗出口下边缘平齐；所述导向管上方设有升降装置，所述导向管内设有吊索、及沿吊索轴向间隔设置的一组缓冲器，所述各缓冲器经吊索与升降装置相连；所述各缓冲器表面由柔性材料制成。

本实用新型采用可随振动器上下轻微振动的活动式料斗，在料斗底部的斜板配合下可将物料源源不断地由出口送出、并防止物料在出口处堵塞，从而控制物料均匀下料，且下料速率由振动器振动幅度决定、可以按需调节，这些都是实现均匀装填效果的先决条件；导向管内吊索上的一组表面由柔性材料制成的缓冲器可以形成多级缓冲，能有效降低物料下落速率，并使物料以足够低的速率均匀填入列管，是实现均匀装填效果的进一步保障；升降装置可以提升吊索及缓冲器，使缓冲器与物料床顶面保持一定距离，避免缓冲器被物料掩埋，进一步确保物料的均匀装填。同时，采用上述结构可以防止物料颗粒破碎，从而降低物料颗粒的破碎率。

使用时，先将导向管下端伸入相应列管内、并将两者中心对齐，再将导向管内的吊索连同缓冲器下降至列管中，并使最低端缓冲器与列管底部保持一定距离；然后将颗粒物料(尤其是催化剂)从进口装入料斗，同时，料斗在振动器作用下上下轻微振动，物料随料斗振动运动至出口、并进入导向管；在吊索及缓冲器的层层缓冲下，物料徐徐落入列管内；装填过程中，升降装置匀速或间歇提升吊索，使最低端缓冲器与列管内物料床顶面始终保持一定距离，直至装填结束。

本实用新型进一步完善的技术方案如下：

1、所述各缓冲器呈喇叭形状，所述各缓冲器远离升降装置的部分的横截面面积大于靠近升降装置的部分的横截面面积；所述各缓冲器与吊索同轴固定连接，所述各缓冲器的侧面向该缓冲器中轴线对称凹陷成曲面。

采用上述结构的缓冲器可以显著提高缓冲效果，还能避免物料在缓冲器表面积聚，可以进一步提高物料的装填效果。

2、所述各缓冲器表面还具有一组与该缓冲器同轴的环状凸起、或一组沿该缓冲器径向分布的带状凸起、或一组粒状凸起。

3、所述吊索表面具有螺旋状凸起。

上述缓冲器表面和吊索表面的凸起均可以进一步降低物料下落速率，均具有显著的减速效果。

4、所述料斗内沿斜板倾斜方向设有一组竖直隔板，所述隔板将料斗分隔成一组容料腔；所述料斗出口与容料腔数量相等、并分别与相应容料腔连通；所述导向管与料斗出口数量相等、并分别与相应料斗出口连通；所述导向管和升降装置均安置在与支撑底座固定连接的外壳内，所述外壳与料斗出口相对；所述吊索与导向管数量相等、并分别位于相应导向管内，所述各吊索与同一升降装置连接。

采用该结构可使本实用新型装填机同时装填若干个反应器列管，实现规模化填装，可显著提高工作效率。

5、所述各缓冲器尺寸相同；所述各缓冲器上部最小直径为0.4-1.0mm、下部最大直径是列管直径的0.3-0.6倍，所述各缓冲器下边缘与列管内壁的距离为所装填物料颗粒直径的1.2-2倍。

采用该尺寸的缓冲器，可以实现更好的均匀填装效果。

6、所述各缓冲器等间隔分布；所述各缓冲器底面与相邻下方缓冲器底面的距离为0.6-2.0m。

采用该结构，逐级减速效果最优，可实现更好的均匀填装效果。

7、所述吊索直径为0.5-3mm。

经研究发现，该直径范围的吊索对物料颗粒减速效果显著。

8、所述料斗出口经加料漏斗与导向管连通；所述加料漏斗具有闸板。加料漏斗可对物料起到保护作用，闸板可以控制物料放行，从而进一步保证均匀装填。

9、所述斜板与料斗底面的夹角为5-25°；所述斜板靠近料斗出口的部分具有筛孔，所述筛孔孔径为1-3mm；所述斜板下方设有集尘抽屉。

采用该结构可将物料颗粒中的粉尘或破碎的物料颗粒筛除，并且筛除效率高，可进一步降低物料床中物料颗粒的破碎率、降低列管内物料床中无效组分的含量，并进一步保证均匀填装效果。

本实用新型结构简单，设计巧妙，易于搬运和拆装，操作简单；可将颗粒物料低速均匀装填于列管内，装填效果好、效率高，可有效提高颗粒物料的装填密度和均匀度，并降低颗粒物料在装填过程中的破碎率；还可避免将粉尘和破碎物料颗粒装入列管。采用本实用新型的结构后，可以确保反应器列管中物料床(特别是催化剂床)具有优良的装填效果，达到优化列管反应器工作性能和延长使用寿命的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例装填机的立体示意图。

图2为图1实施例装填机的俯视图。

图3为图1实施例装填机的主视剖视图。

图4为图1实施例导向管的结构示意图。

图5为图1实施例缓冲器的立体示意图。

图6为图1实施例缓冲器的俯视图，A为具有环状凸起，B为具有带状凸起，C为具有粒状凸起。

图7为图1实施例吊索的示意图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。

实施例

本实施例的用于列管反应器的颗粒物料装填机基本结构如图1-7所示，包括底部装有滚轮11的支撑底座1，其上安置有料斗2(本实施例料斗为长方体，也可选择圆柱体、球体、不规则体等其它形状)；支撑底座1上固定有振动器12(可为电动或气动振动装置)，振动器12与料斗2底面连接，可使料斗2上下轻微振动。

料斗2顶部设有进口21、下部侧面设有出口22；料斗2下部具有倾向料斗出口22的斜板23，斜板23的低端与料斗出口22下边缘平齐；斜板23与料斗2底面之间的夹角为5-25°(优选10-20°，更优选15°)；料斗2内沿斜板23倾斜方向设有一组竖直隔板24，隔板24将料斗2分隔成一组容料腔25；料斗出口22的数量与容料腔25数量相等，并分别与相应容料腔25连通；斜板23靠近料斗出口22的部分具有筛孔231；筛孔231的孔径为1-3mm，具体孔径可根据需要而定；斜板23下方设有集尘抽屉26。调整振动器12的振动幅度可以控制下料速度：振动幅度大下料快，振动幅度小下料慢；此外，振动器12可以防止物料堵塞出口22导致下料不畅。

料斗出口22经加料漏斗27与竖直导向管3连通；加料漏斗27具有闸板(图中未示)；导向管3的数量与料斗出口22数量相等、并分别与相应料斗出口22连通；各导向管3上方设有升降装置32、各导向管3内分别设有吊索31、及一组沿吊索31轴向间隔设置的缓冲器33，各缓冲器33经吊索31与升降装置32相连；各导向管3、升降装置32均安置在与支撑底座1固定连接的外壳4内，外壳4与料斗出口22相对；各导向管3的下端可分别伸入相应反应器列管；吊索31的数量与导向管3数量相等、并分别位于相应导向管3内，各吊索31与同一升降装置32连接；各吊索31上设有一组间隔分布、可容纳于导向管3内的缓冲器33。

需要说明的是，升降装置32采用现有装置，比如受微型电机控制的定位卷筒，或手动控制的定滑轮等，只要能实现升降吊索的功能即可。

各缓冲器33表面由柔性材料(如柔性塑料、柔性橡胶等现有柔性材料)制成；各缓冲器33呈喇叭形状，各缓冲器33远离升降装置32的部分的横截面面积大于靠近升降装置32的部分的横截面面积(也即上端细、下端粗)；各缓冲器33与相应吊索31同轴固定连接，各缓冲器33的侧面向该缓冲器中轴线对称凹陷成曲面；各缓冲器33表面还具有一组与该缓冲器同轴的环状凸起331、或一组沿该缓冲器径向分布的带状凸起332、或一组粒状凸起333；各缓冲器33尺寸相同；各缓冲器33上部最小直径为0.4-1.0mm、下部最大直径是列管直径的0.3-0.6倍，各缓冲器33下边缘与列管内壁的距离为所装填物料颗粒直径的1.2-2倍；同一吊索31上，各缓冲器33等间隔分布；各缓冲器底面与相邻下方缓冲器底面的距离为0.6-2.0m。

需要说明的是，缓冲器33可以采用表面由柔性材料制成、其余部分由刚性材料制成的结构，也可以采用表面和其余部件均由柔性材料制成的结构。

吊索31表面具有螺旋状凸起311。试验表明，采用这种结构的吊索后，在凸起311的作用下，物料颗粒在经历2米的垂直距离降落到缓冲器表面时，其下降速率由6.26米/秒降低到2-3米/秒左右，相当于物料颗粒从50厘米高度自由落下的速率，减速效果非常显著。

吊索31直径为0.5-3mm。经研究发现，该直径范围的吊索对物料颗粒减速效果显著。

试验表明，采用本实施例结构后，经过缓冲的颗粒物料最终会以低于2米/秒的速率降落至物料床顶面。

此外，本实施例缓冲器下部中空，多个缓冲器可以方便地叠合到一起，不用拆下来。

本实施例尤其适用于直径为20-40mm的固定床列管反应器催化剂物料的机械装填。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于列管反应器的颗粒物料装填机，包括安置于支撑底座上的料斗，所述料斗顶部设有进口、下部侧面设有出口；所述料斗的出口与竖直的导向管连通；所述导向管下端外接反应器列管；其特征是，所述支撑底座上固定有与料斗底面连接的振动器；所述料斗下部具有倾向料斗出口的斜板，所述斜板的低端与料斗出口下边缘平齐；所述导向管上方设有升降装置，所述导向管内设有吊索、及一组沿吊索轴向间隔设置的缓冲器，所述各缓冲器经吊索与升降装置相连；所述各缓冲器表面由柔性材料制成。

2.根据权利要求1所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述各缓冲器呈喇叭形状，所述各缓冲器远离升降装置的部分的横截面面积大于靠近升降装置的部分的横截面面积；所述各缓冲器与吊索同轴固定连接，所述各缓冲器的侧面向该缓冲器中轴线对称凹陷成曲面。

3.根据权利要求2所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述各缓冲器表面还具有一组与该缓冲器同轴的环状凸起、或一组沿该缓冲器径向分布的带状凸起、或一组粒状凸起。

4.根据权利要求3所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述吊索表面具有螺旋状凸起。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述料斗内沿斜板倾斜方向设有一组竖直隔板，所述隔板将料斗分隔成一组容料腔；所述料斗出口与容料腔数量相等、并分别与相应容料腔连通；所述导向管与料斗出口数量相等、并分别与相应料斗出口连通；所述导向管和升降装置均安置在与支撑底座固定连接的外壳内，所述外壳与料斗出口相对；所述吊索与导向管数量相等、并分别位于相应导向管内，所述各吊索与同一升降装置连接。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述各缓冲器尺寸相同；所述各缓冲器上部最小直径为0.4-1.0mm、下部最大直径是列管直径的0.3-0.6倍，所述各缓冲器下边缘与列管内壁的距离为所装填物料颗粒直径的1.2-2倍。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述各缓冲器等间隔分布；所述各缓冲器底面与相邻下方缓冲器底面的距离为0.6-2.0m。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述吊索直径为0.5-3mm。

9.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述料斗出口经加料漏斗与导向管连通；所述加料漏斗具有闸板。

10.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于列管反应器的颗粒物料装填机，其特征是，所述斜板与料斗底面的夹角为5-25°；所述斜板靠近料斗出口的部分具有筛孔，所述筛孔孔径为1-3mm；所述斜板下方设有集尘抽屉。

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