CN206285916U - 双功能连续式回转焙烧炉和制备分子筛的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及分子筛合成领域，具体提供一种双功能连续式回转焙烧炉和一种包括该焙烧炉的制备分子筛的设备，该焙烧炉包括炉体和设置在所述炉体内的筒体，所述筒体依次包括进料端、中间筒体和出料端，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体内用于对所述筒体内提供水蒸气的水蒸气分布器和用于对所述筒体内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器。本实用新型的双功能焙烧炉能够同时实现水热超稳和干燥焙烧。

Description

双功能连续式回转焙烧炉和制备分子筛的设备

技术领域

本实用新型涉及一种双功能连续式回转焙烧炉和制备分子筛的设备。

背景技术

在催化裂化催化剂中，分子筛是一种应用非常广泛的材料，同时也是非常重要的一种组分，分子筛的性能直接影响到了催化裂化催化剂的反应性能。根据不同的需要，可以对分子筛进行不同的改性以达到使用的要求。比如高硅铝比的分子筛普遍被认为是催化裂化催化剂所需求的。

在制备高硅铝比的分子筛方面，主要有以下几种方法：氟硅酸铵法抽铝补硅、水热法和气相化学法抽铝补硅(本发明称为气相超稳方法)。

氟硅酸铵法抽铝补硅(也称为化学法抽铝补硅)主要是用氟硅酸铵脱铝补硅，获得的分子筛的结晶度高，Si/Al比及热稳定性高，但脱铝过程中形成的难溶物AlF₃和残留的氟硅酸盐影响水热稳定性，还会污染环境。

水热法仍是目前工业上普遍采用的方法，但是在水热过程中存在脱铝后补硅不及时，易造成晶格塌陷，且非骨架铝碎片堵塞孔道，这不仅影响了活性中心的可接近性，也影响其热稳定性的进一步提高。

目前，工业上制取高硅Y型沸石主要采用水热法。将NaY沸石进行多次稀土离子交换和多次高温焙烧，可以制备出含稀土的高硅Y型沸石，这也是制备高硅Y型沸石最为常规的方法，但是水热法制备稀土高硅Y型沸石的不足之处在于：由于过于苛刻的水热处理条件会破坏沸石的结构，不能得到硅铝比很高的Y型沸石；骨架外铝的产生虽对提高沸石的稳定性和形成新的酸中心有益，但过多的骨架外铝降低了沸石的选择性；另外，沸石中的许多脱铝空穴不能及时被骨架上迁移出的硅补上，往往造成沸石的晶格缺陷，沸石的结晶保留度较低；因此，水热法制备出的含稀土高硅Y型沸石的热及水热稳定性较差，表现在其晶格崩塌温度低，经水热老化后其结晶度保留率及比表面积保留率低。但是，孔结构分析表明，水热法制备的高硅Y型分子筛具有丰富的二级孔。

US4584287和US4429053中，将NaY沸石先用稀土离子交换而后进行水蒸气处理，所述方法由于稀土离子的屏蔽作用和支撑使水蒸气处理过程中沸石的铝脱除比较困难，沸石在水蒸气处理前的晶胞参数增大到2.465～2.475nm，而处理后为2.420～2.464nm，降低晶胞参数所需温度较高(593～733℃)。

US5340957和US5206194提供的方法中，原料NaY沸石的SiO₂/Al₂O₃比为6.0，成本较高。所述方法也是将NaY进行稀土交换后，再进行水热处理，同样存在前述美国专利US4584287和US4429053的缺点。

气相化学法是Beyer和Mankui在1980年首先报道的制备高硅沸石的另一种重要方法。气相化学法一般采用氮气保护下的SiCl₄与无水NaY沸石在一定温度下进行反应。整个反应过程充分利用SiCl₄提供的外来Si源，通过同晶取代一次完成脱铝和补硅反应。因此，可以有效地避免NaY沸石在水蒸气存在的条件下进行脱铝补硅反应时产生羟基空穴，发生晶格塌陷，破坏结构的缺陷，从而能制备出高结晶度保留率，高热及水热稳定性的硅铝比很高的高硅Y型沸石。US4273753、US4438178，CN1382525A，CN1194941A，CN1683244A公开了利用SiCl₄气相化学脱铝制超稳Y型沸石的方法。

气相化学法抽铝补硅的特点是脱铝均匀，补硅及时，产品结晶保留度高，热稳定性好，孔道畅通。

CN1281493C公开了含稀土高硅Y型沸石及其制备方法，该沸石含有稀土，且该沸石的硅铝比为5-30，初始晶胞常数为2.430-2.465nm，平衡晶胞常数与初始晶胞常数的比值至少为0.985。该沸石的制备方法包括将含稀土Y型沸石与四氯化硅接触，所述接触在一个反应设备中进行，该设备如图1所示，包括一个反应釜(1)，一个进料口(2)和一个出气口(3)，在反应釜(1)的内部还包括一个搅拌器(4)，出气口(3)上安装有一个气固分离器(5)，气固分离器(5)所含孔的孔直径和孔隙度保证气体能通过而沸石固体颗粒不能通过，搅拌器(4)的搅拌杆伸出反应釜(1)外，在搅拌器(4)的搅拌下，所述含稀土的Y型沸石与四氯化碳气体接触，接触的温度为100-500℃，接触的时间为5分钟至10小时，含稀土的Y型沸石与四氯化碳的重量比为1：0.05-0.5，所述含稀土的Y型沸石的硅铝比为3-8，晶胞常数为2.45-2.48nm。显然，该方法所需的接触时间一般都比较长，需要数小时，加上反应前的装料和反应完毕后的卸料，一般一个白班至多只能进行一次上述脱铝补硅反应，即便采用倒班的作业方式也只能进行两次上述脱铝补硅反应，而且由于反应釜中需要搅拌，因此反应釜也不可能无限大，基于目前的水平，能用于上述脱铝补硅反应的最大的反应釜的产能为600kg，继续增大反应釜，则反应釜内很难保证充分搅拌，因此，采用上述反应釜的方式，一天至多可以获得1200kg的高硅分子筛。而且，在上述现有技术的方法中，为了保证获得的分子筛的高硅含量，一般都使SiCl₄远远过量，过量的SiCl₄的使用无疑增加了生产成本和环保费用。另一方面，上述方法都需要非常繁杂的人工操作，诸如：人工装料、人工卸料及在反应完成后需要长时间的吹扫管线等，这些不但带来人工劳动强度大，生产效率很低的问题，而且，装料和卸料时的分子筛粉尘以及过量的SiCl₄还造成严重的环境污染和严重危害操作人员的健康。因此，上述釜式的气相超稳工艺很难进行工业化生产。

CN102049315A公开了一种催化剂的制备方法，该方法包括在惰性载气流的携带下，使分子筛随惰性载气流动，并且与气相SiCl₄在流动状态下接触，分子筛与气相SiCl₄的接触时间为10秒至100分钟，然后将所得与气相SiCl₄接触后的分子筛与粘结剂、粘土和水混合打浆并造粒，得到催化裂化催化剂。该发明提供的催化裂化催化剂的制备方法能够实现分子筛与SiCl₄的接触反应连续进行，通过控制载气的流速和管式反应器的长度，能够控制分子筛与SiCl₄接触的时间，从而能够使分子筛与SiCl₄的接触反应在管式反应器内充分的进行。然而该方法采用气体携带分子筛粉末物料与SiCl₄气体接触反应的方式进行气相超稳反应，为了流化分子筛气体的量必须足够大，载气与SiCl₄重量比例可达10-250，不然容易造成装置堵塞的问题，增大气体的量造成反应深度难以提高，存在着固体物料输送与气相超稳反应深度的提高间的矛盾，另外，该方法为了达到一定的反应程度需要较大的大SiCl₄的通入量，必然造成经过气相超稳反应后残余的SiCl₄的量增多，不但加重了环境污染的危害更不利于尾气的有效吸收。

另外，由于气相超稳是在气相超稳反应条件下气相四氯化硅中的硅与分子筛骨架中的铝直接发生同晶取代作用，使得脱铝与补硅同时进行，且脱铝均匀，因此，分子筛的晶体结构保持完整，结晶度高，分子筛的微孔结构保持完整，气相超稳分子筛的结晶度高，热及水热稳定性好，但是，孔结构分析表明，气相超稳分子筛没有二级孔。然而，由于原油的重质化和劣质化，为了提高催化裂化催化剂对重质和劣质原料的裂化能力，需要作为活性中心的Y型分子筛有较多的二级孔，具有二级孔结构的分子筛具有活性中心可接近性好的优点，它直接影响着催化裂化装置的产品分布和经济效益。

可以看出，单纯用水热法制备的高硅Y型分子筛需要多次高温水蒸气焙烧多次稀土离子交换改性，制备的分子筛具有二级孔，但是，稀土含量低、结晶度保留度低，热及水热稳定性低，另外，由于水热法制备过程中高温水蒸气对分子筛的结晶度有较大的破坏作用，因此，水热法不能制备高结晶度及高硅铝比的高硅分子筛；气相法可以制备结晶度高且硅铝比很高的高硅分子筛，其热及水热稳定性好，但是，气相法制备的超稳分子筛的微孔结构保持完好没有二级孔结构。因此，现有技术中的水热法或气相法制备的超稳分子筛的性能均不能很好地满足当前加工重质油及劣质油的需要。因此，开发一种具有高结晶度、高热及水热稳定性的具有二级孔结构的高硅分子筛是当前催化裂化加工重质油及劣质油的迫切需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够同时实现水热超稳和干燥焙烧的双功能焙烧炉，使用该焙烧炉的制备分子筛的设备能够同时实现水热超稳和气相超稳。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种双功能连续式回转焙烧炉，该焙烧炉包括炉体和设置在所述炉体内的筒体，所述筒体依次包括进料端、中间筒体和出料端，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体内用于对所述筒体内提供水蒸气的水蒸气分布器和用于对所述筒体内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器。

优选地，所述干气分布器的长度为所述筒体的长度的10％-90％，所述水蒸气分布器的长度为所述筒体的长度的10％-90％；和/或

沿所述筒体的轴向，所述干气分布器与所述水蒸气分布器之间存在间隙，间隙距离为所述筒体长度的1-30％。

优选地，所述干气分布器的数量为1-10个。

优选地，各个所述干气分布器在所述筒体中的设置为所述干气分布器的轴向方向与所述筒体的轴向平行。

优选地，所述干气分布器为有开口端和封闭端的中空圆管形结构，且该中空圆管形结构的管壁上开设有通孔，所述开口端与所述出料端同侧，所述封闭端与所述进料端同侧。

优选地，所述干气分布器的外径为所述筒体的内径的10％-30％。

优选地，所述通孔有多个，且多个所述通孔呈阵列分布。

优选地，所述通孔沿所述干气分布器的周向的分布为5-40个/m；沿所述干气分布器的延伸方向的分布为10-50个/m。

优选地，所述通孔的直径为1-10mm。

优选地，所述水蒸气分布器的数量为1-10个；各个所述水蒸气分布器在所述筒体中的设置为所述水蒸气分布器的轴向方向与所述筒体的轴向平行；和/或

所述水蒸气分布器为有开口端和封闭端的中空圆管形结构，且该中空圆管形结构的管壁上开设有通孔，所述开口端与所述进料端同侧，所述封闭端与所述出料端同侧，所述通孔有多个，且多个所述通孔呈阵列分布；和/或

所述水蒸气分布器的外径为所述筒体的内径的10％-30％。

优选地，所述中间筒体的内壁上设置有抄板和堰板；所述抄板的延伸方向与所述中间筒体的轴向之间的夹角为锐角或钝角，其中，所述抄板为多个，且多个所述抄板沿所述中间筒体的周向分布，分布数目为1-6个/周，且相邻两个抄板之间不接触；所述堰板为多个，且多个所述堰板沿所述中间筒体的轴向分布，分布数目为1-30个/10米。

本实用新型提供了一种制备分子筛的设备，该设备包括：

Na型分子筛交换装置：用于对Na型分子筛进行交换；

焙烧炉：用于对交换过的分子筛进行水热超稳及干燥焙烧；

气相超稳反应器：用于对水热超稳及干燥焙烧的分子筛进行气相化学脱铝补硅反应；

气固分离装置：用于将从气相超稳反应器排出的物料进行气固分离；

所述焙烧炉为本实用新型所述的焙烧炉。

优选地，该设备包括：依次连接的Na型分子筛合成反应器、第一过滤装置、Na型分子筛交换装置、第二过滤装置、焙烧炉、气相超稳反应器和气固分离装置；以及

吸收塔，与所述气固分离装置的气相出口连通；

第一洗涤装置，与所述气固分离装置的固相出口连通；

第三过滤装置，与所述第一洗涤装置连通。

本实用新型的双功能焙烧炉能够同时实现水热超稳和干燥焙烧，非常适合于制备分子筛，使用该焙烧炉的制备分子筛的设备能够同时实现水热超稳和气相超稳。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提供的焙烧炉的结构示意图；

图2为本实用新型提供的用于制备分子筛的设备的结构示意图；

图3为本实用新型所提供的一种气相超稳反应器的结构示意图；

图4为图2所示设备的气相超稳反应器轴线与水平面之间的夹角α的示意图；

图5为本实用新型所提供的一种气相超稳反应器的结构示意图；

图6为本实用新型所提供的一种气相超稳反应器的结构示意图；

图7为图6所示的一种气相超稳反应器的A-A横截面的抄板和堰板的示意图；

图8为本实用新型提供的一种连通焙烧炉和气相超稳反应器的连接装置。

具体实施方式

以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如图1所示，本实用新型提供了一种双功能连续式回转焙烧炉，该焙烧炉包括炉体1和设置在所述炉体1内的筒体2，所述筒体2依次包括进料端24、中间筒体20和出料端25，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体2内用于对所述筒体2内提供水蒸气的水蒸气分布器5和用于对所述筒体2内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器6。

本实用新型的焙烧炉可以用于各种领域，特别适用于焙烧分子筛。

根据本实用新型的焙烧炉，其中，所述水气分布器和干气分布器只要按照前述方向排布，各自发挥作用即可实现本实用新型的目的，针对本实用新型，优选地，所述干气分布器6的长度为所述筒体2的长度的10％-90％，所述水蒸气分布器5的长度为所述筒体2的长度的10％-90％。

根据本实用新型的焙烧炉，其中，优选地，沿所述筒体2的轴向，所述干气分布器6与所述水蒸气分布器5之间存在间隙，间隙距离为所述筒体2长度的1-30％。

根据本实用新型，根据分子筛焙烧过程的需要，可以在所述筒体2中放置一个或多个所述干气分布器6，只要能提供干燥焙烧所需的干气的量即可，优选情况下，放置所述干气分布器6的数量为1-10个；更优选放置的所述干气分布器6的数量为1个。

根据本实用新型，所述干气分布器6在所述筒体2中设置时可以在所述筒体2内部的任意处放置，但为了在进行干燥焙烧(分子筛气相超稳)操作过程中，提供更好的干气与分子筛的均匀充分接触，优选情况下，各个所述干气分布器6在所述筒体2中的设置为所述干气分布器6的轴向方向与所述筒体2的轴向平行；优选所述干气分布器6的设置为与所述筒体2同轴放置。

根据本实用新型，所述干气分布器6为所述筒体2内提供干气，因此只要是能够实现上述功能的各种构造均可以用作本实用新型的干气分布器，优选情况下，所述干气分布器6为有开口端62和封闭端63的中空圆管形结构，且该中空圆管形结构的管壁上开设有通孔61。

根据本实用新型，在进行分子筛的气相超稳操作时，所述干气分布器6提供的干气量应能满足操作条件的要求，优选情况下，所述干气分布器6的外径为所述筒体2的内径的10％-30％。

根据本实用新型，所述干气分布器6的所述开口端62和所述封闭端63在所述筒体2中放置的方向，优选情况下，所述开口端62与所述出料端25同侧(即开口端62靠近出料端25)，所述封闭端63与所述进料端24同侧(即封闭端63靠近进料端24)。

根据本实用新型，所述开口端62连接并固定在所述出料端25的端面上且作为干气的入口。

根据本实用新型，所述干气分布器6用于引送干气进入到所述筒体2的内部空间中，优选情况下，所述干气分布器6上开设的所述通孔61有多个，且多个所述通孔61阵列分布。所述阵列分布为多个所述通孔61沿所述干气分布器6的轴向呈直线延伸分布，并且所述通孔61之间等间距，同时多个所述通孔61沿所述干气分布器6的周向也呈直线并等间距排列分布。

根据本实用新型，所述通孔61的形状不受限制，优选情况下，可以选自例如圆形、三角形、正方形或狭缝；优选为圆形。

根据本实用新型，所述通孔61的大小不受限制，只要能满足气相超稳对分子筛物料干燥程度的要求即可，优选情况下，通孔61的直径为1-10mm。

根据本实用新型，所述通孔61的数量不受限制，只要能满足气相超稳对分子筛物料干燥程度的要求即可，优选情况下，所述通孔61沿所述干气分布器6的周向的分布为5-40个/m，沿所述干气分布器6的延伸方向的分布为10-50个/m；优选沿所述干气分布器6的周向的分布为10-35个/m，沿所述干气分布器6的延伸方向的分布为15-45个/m。

根据本实用新型，根据分子筛焙烧过程的需要，可以在所述筒体2中放置一个或多个所述水蒸气分布器5，只要能提供分子筛进行水热超稳所需的水蒸气的量即可，优选情况下，放置所述水蒸气分布器5的数量为1-10个；更优选放置的所述水蒸气分布器5的数量为1个。

根据本实用新型，所述水蒸气分布器5在所述筒体2中设置时可以在所述筒体2内部的任意处放置，但为了在分子筛进行水热超稳操作过程中，提供更好的水蒸气与分子筛的均匀充分接触，优选情况下，多个所述水蒸气分布器5在所述筒体2中的设置为所述水蒸气分布器5的轴向方向与所述筒体2的轴向平行；优选所述水蒸气分布器5的设置为与所述筒体2同轴放置。

根据本实用新型，所述水蒸气分布器5为所述筒体2内提供水蒸气，因此只要是能够实现上述功能的各种构造均可以用作本实用新型的水蒸气分布器，优选情况下，所述水蒸气分布器5为有开口端52和封闭端53的中空圆管形结构，且该中空圆管形结构的管壁上开设有通孔51。

根据本实用新型，在进行分子筛的水热超稳操作时，所述水蒸气分布器5提供的水蒸气量应能满足操作条件的要求，优选情况下，所述水蒸气分布器5的外径为所述筒体2的内径的10％-30％。

根据本实用新型，所述水蒸气分布器5的所述开口端52和所述封闭端53在所述筒体2中放置的方向，优选情况下，所述开口端52与所述进料端24同侧(即开口端52与所述进料端24靠近)，所述封闭端53与所述出料端25同侧(即封闭端53与所述出料端25靠近)。

根据本实用新型，所述开口端52连接并固定在所述进料端24的端面上且作为水蒸气的入口。

根据本实用新型，所述水蒸气分布器5用于引送水蒸气进入到所述筒体2的内部空间中，优选情况下，所述水蒸气分布器5上开设的所述通孔51有多个，且多个所述通孔51阵列分布。所述阵列分布为多个所述通孔51沿所述水蒸气分布器5的轴向呈直线延伸分布，并且所述通孔51之间等间距，同时多个所述通孔51沿所述水蒸气分布器5的周向也呈直线并等间距排列分布。

根据本实用新型，所述通孔51的形状不受限制，优选情况下，可以选自例如圆形、三角形、正方形或狭缝；优选为圆形。

根据本实用新型，所述通孔51的大小不受限制，只要能满足水热超稳操作的条件即可，优选情况下，通孔51的直径为1-10mm。

根据本实用新型，所述通孔51的数量不受限制，只要能满足水热超稳操作的条件即可，优选情况下，所述通孔51沿所述水蒸气分布器5的周向的分布为5-40个/m，沿所述水蒸气分布器5的延伸方向的分布为10-50个/m；优选沿所述水蒸气分布器5的周向的分布为10-35个/m，沿所述水蒸气分布器5的延伸方向的分布为15-45个/m。

根据本实用新型，所述筒体2为本领域常规筒体，所述筒体2包括中间筒体20、进料口21、出料口22、连接转动机构23、进料端24和出料端25。所述中间筒体20与所述炉体1的长度相等，并在所述炉体1的内部，所述进料端24和所述出料端25位于所述中间筒体20的两端，伸出所述炉体1的两端而不在所述炉体1的内部。所述进料口21和所述出料口22分别开设在进料端24上和出料端25上，且进一步优选所述进料口21开设在所述进料端24的顶部，所述出料口22开设在所述出料端25的底部。所述进料端24、所述出料端25和所述中间筒体20三段直径相同。所述中间筒体20为两端开口，而所述进料端24和所述出料端25均为一端开口，另一端封闭。所述进料端24和所述出料端25的开口一端均通过连接转动机构23与所述中间筒体20连接。所述连接转动机构23保证所述进料端24、所述出料端25和所述中间筒体20连接并无泄漏，同时能使所述中间筒体20在所述连接转动机构23的驱动下转动而所述进料端24和所述出料端25不转动。所述连接机构26例如可以是CN101149214A中所公开的炉管回转传动系统4。

根据本实用新型，优选所述中间筒体20的内壁上设置有抄板3和堰板4；所述抄板3的延伸方向与所述中间筒体20的轴向之间的夹角为锐角或钝角，且相邻两个抄板3之间不接触。

根据本实用新型，所述抄板3在所述中间筒体20内的设置可以有多种形式，只要能起到翻转物料的作用即可。所述抄板3在所述中间筒体20内设置时，所述抄板3不与所述中间筒体20的轴向平行或垂直，而是形成一定的夹角。所述抄板3的延伸方向是从进料口21开始向出料口22延伸的方向，所述中间筒体20的轴向是指从进料口21到出料口22的方向，所述抄板3的延伸方向和所述中间筒体20的轴向之间形成的夹角为锐角或钝角，为了本实用新型的描述，所述夹角大小均取形成的锐角的角度来表示，优选所述夹角为大于0°且小于等于45°；更优选，所述夹角为10-30°。

根据本实用新型，所述中间筒体20的内壁上设置有所述抄板3和所述堰板4。所述抄板3和所述堰板4为所述中间筒体20的内部空间突出的结构。所述抄板3使物料在所述中间筒体20的内部强制翻动，所述堰板4防止物料过快通过焙烧炉。

根据本实用新型，所述抄板3在所述中间筒体20内设置位置可以有多种，优选情况下，所述抄板3为多个，多个所述抄板3沿所述中间筒体20的周向分布；所述周向分布为均等分布或不均等分布，优选所述抄板3沿所述中间筒体20的周向分布为均等分布。

根据本实用新型，在所述中间筒体20内设置所述抄板3的数量可以有多个，可以在较宽范围内选择，具体可以根据焙烧的要求设置，所述抄板3的数量是与所述中间筒体20轴向垂直的任意截面上，沿截面周向一周出现的抄板3的数量，优选情况下，所述抄板3沿所述中间筒体20的周向的分布数目为1-6个/周，优选为2-4个/周。

根据本实用新型，优选情况下，每个所述抄板3沿从进料端24到出料端25的方向分布在整个所述中间筒体20上。即从所述中间筒体20与所述进料端24相连接的位置一直沿所述中间筒体20的内壁延伸到所述中间筒体20与所述出料端25相连接的位置。

根据本实用新型，所述抄板3有一定的长度，以实现翻动物料的目的，优选情况下，每个所述抄板3的长度与所述中间筒体20的直径的比为1-4：1。

根据本实用新型，所述抄板3可以沿所述中间筒体20的轴向设置多个，多个所述抄板3在所述中间筒体20内壁上的布置时，每个所述抄板3均独立设置，多个所述抄板3之间相互不连接，相邻两个抄板3间有一定的距离，优选情况下，相邻两个所述抄板3平行设置，且相距的最小距离为所述抄板3长度的0.1-0.5倍。

根据本实用新型，在所述中间筒体20上分布多个所述抄板3，并在中间筒体20内形成一定的空间分布，优选情况下，多个所述抄板3整体上呈螺旋状分布。

根据本实用新型，所述抄板3为实现翻动和推动物料的目的可以有多种形状，如长条形、波浪形、螺旋形等，优选情况下，所述抄板3为长条形。

根据本实用新型，所述堰板4沿所述中间筒体20的轴向分布。所述堰板4可以为环形板，环形板的外周与所述中间筒体20的内径基本一致，从而所述堰板4与所述中间筒体20的内壁接触。

根据本实用新型，所述堰板4可以为多个，且多个堰板4沿所述中间筒体20的轴向分布，在所述中间筒体20的轴向形成一个或多个隔断。所述堰板4的设置可以是均等也可以是不均等分布，优选为均等分布。

根据本实用新型，所述堰板4设置的数目优选为1-30个/10米，更优选为1-20个/10米，即每10米设置1-30个，优选为1-20个，也可以表示为0.1-3个/米，优选为0.1-2个/米。

根据本实用新型，当所述中间筒体20内设置堰板4时，将所述中间筒体20分为多段，所述抄板3可以每个成一体设置在所述中间筒体20内，从所述中间筒体20与所述进料端24相连接的位置延伸到所述中间筒体20与所述出料端25相连接的位置；所述抄板3也可以被堰板4分成多段，在每段内分别设置，不同段内的抄板3互不连接；优选抄板3被分成多段。所述抄板3与堰板4不相接触。

为增加物料从所述进料口21向所述出料口22的移动，所述焙烧炉在安装时，以所述筒体2的轴向与水平线成1-5°的倾斜角安装，安装时所述进料端24高于所述出料端25。如此设置可以有利于焙烧后物料的排放。

根据本实用新型，所述炉体1可以是现有焙烧炉的各种炉体，优选情况下，所述炉体1包括控温器10、保温层11、加热层12和炉膛13，所述中间筒体20设置在所述炉体1内的所述炉膛13内。加热层12用于加热炉膛13内的中间筒体20，保温层11位于加热层12的外层，包围住加热层12和加热层12内层的炉膛13，用于防止和减少整个炉体1的热量散失。

根据本实用新型提供的焙烧炉，所述加热层12可以采用不同的方式加热，例如燃油、燃气或电加热方式；优选为电加热方式。

根据本实用新型，所述控温器10连接所述加热层12和焙烧温度测量元件(未示出)，保证焙烧温度的稳定。

下面参照图1，对本实用新型的一种优选的实施方式的焙烧炉用于分子筛焙烧的工作过程进行描述。

加热层12将炉体1加热并控制中间筒体20内的温度达到焙烧温度。将待焙烧的分子筛从进料口21加入到筒体2中，中间筒体20在连接转动机构23的带动下转动，将待焙烧的分子筛输送进中间筒体20内进行焙烧。在抄板3和堰板4的作用下，分子筛的焙烧过程中被强制翻动混合，以增加焙烧效果。控制所述中间筒体20的转速，分子筛从所述进料口21运动到所述出料口22的速度也受到了控制，从而控制物料在所述筒体2内的焙烧时间。从开口端52通入水蒸气，水蒸气从通孔51排出进入筒体2的内部空间，与其中进行焙烧的分子筛接触，实现分子筛的水热超稳操作。水蒸气从进料口21排出。在分子筛实现水热超稳操作后，进入干气分布器段，与从进料口62进入的干气(例如高温干燥空气或氮气)接触，实现分子筛的焙烧干燥操作，在出料口22接收完成焙烧的分子筛。

如图2所示，本实用新型提供了一种制备分子筛的设备，该设备包括：

Na型分子筛交换装置113：用于对Na型分子筛进行交换；

双功能焙烧炉115：用于对交换过的分子筛进行水热超稳及干燥焙烧；

气相超稳反应器116：用于对水热超稳及干燥焙烧的分子筛进行气相化学脱铝补硅反应；

气固分离装置117：用于将从气相超稳反应器排出的物料进行气固分离并收集分子筛；

所述双功能焙烧炉为本实用新型所述的焙烧炉。

根据本实用新型的优选实施方式，所述气固分离装置用于收集与SiCl₄气体接触后的分子筛。

根据本实用新型，优选在所述Na型分子筛交换装置113与双功能焙烧炉115的连通管线上设置过滤装置。

根据本实用新型，该设备还包括Na型分子筛合成反应器111，所述Na型分子筛合成反应器111与Na型分子筛交换装置113连通，更优选在所述Na型分子筛合成反应器111与Na型分子筛交换装置113连通管线上设置过滤装置。

根据本实用新型的优选实施方式，该设备包括：依次连接的Na型分子筛合成反应器111、第一过滤装置112、Na型分子筛交换装置113、第二过滤装置114、双功能焙烧炉115、气相超稳反应器116和气固分离装置117。

根据本实用新型，该设备还包括：

吸收塔120，与所述气固分离装置117的气相出口连通；

第一洗涤装置118，与所述气固分离装置117的固相出口连通；

第三过滤装置119，与所述第一洗涤装置118的出口连通。

根据本实用新型的一种实施方式，一种本实用新型提供的设备制备分子筛的工作流程如图2所示。Na型分子筛的合成原料例如硅铝导向剂a1与铝酸钠、硅酸钠和氢氧化钠以及水的混合物a2一同加入Na型分子筛合成釜111中，晶化得到包括Na型分子筛和合成母液的晶化合成产物，然后引入第一过滤装置112(优选带式过滤机)进行过滤，过滤得到的滤饼与交换液例如胺液、氯化稀土溶液一起加入Na型分子筛交换装置113(例如交换罐)进行打浆，同时从交换罐的底部引出交换罐中的浆液，引入第二过滤装置114(优选带式过滤机)进行过滤，过滤得到的分子筛滤饼引入双功能焙烧炉115进行水热超稳和干燥焙烧，焙烧后得到分子筛，该分子筛与加热后气相SiCl₄原料b分别从分子筛进料口和四氯化硅进料口送入气相超稳反应器116(优选管状反应器)内进行反应，分子筛在反应器116内通过输送装置流动并与气相SiCl₄接触，通过设置在管体外壁和/或内部的加热器对管状反应器116进行加热，以保证管状反应器116内的反应温度，之后进入气固分离装置117，在气固分离装置117内，分子筛沉降在气固分离装置117的底部，直接或定期排出，与水一并加入第一洗涤装置118例如洗涤罐，再经过第三过滤装置119例如带式过滤机过滤，得到高硅分子筛c，与分子筛分离的未反应的气相SiCl₄则通过气固分离器117顶部的出口进入吸收塔120内，与吸收塔120中的吸收剂碱液接触，尾气d从碱液中溢出，从吸收塔120顶部的出口排出，SiCl₄则与碱液反应，之后通过底部出口直接或定期排出废水e。

根据本实用新型的优选实施方式，所述气相超稳反应器的结构无特殊要求，现有技术的气相超稳反应器均可以用于本实用新型。

根据本实用新型，所述反应器可以是任何能满足本实用新型中分子筛与气相SiCl₄的接触条件的反应器。所述气相超稳反应器可以是管式反应器或输送床反应器(移动床反应器)。但优选情况下本实用新型所述脱铝补硅反应在管式反应器中进行或带式输送床反应器中进行。所述的反应器包括分子筛入口、四氯化硅入口以及分子筛出口，其中四氯化硅可以和分子筛入口共用一个入口，也可以在与分子筛入口不同的位置单独设置四氯化硅入口，该入口优选靠近分子筛入口，使四氯化硅与分子筛并流移动。本实用新型提供的气相超稳反应器在只有一个进料口的情况下，可以使分子筛与SiCl₄均由该进料口送入反应器的管体内，但优选情况下，为了便于工业化连续生产时与其他装置的配合，所述分子筛通常为来自焙烧炉的热分子筛，也就是说，该进料口通常与焙烧炉连通，因此，优选情况，所述气相超稳反应器还包括四氯化硅进料口(第二进料口)，所述四氯化硅进料口位于管体上与所述分子筛进料口(第一进料口)相邻的位置；所述四氯化硅进料口可以处于分子筛进料口上游的位置，也可以处于分子筛进料口下游的位置，优选，四氯化硅进料口处于分子筛进料口下游的位置。所述的上下游相对于分子筛在反应器中的移动方向而言。

根据本实用新型的一种优选实施方式，气相超稳反应器如图3所示，该气相超稳反应器包括：反应器抄板121，挡板122，分子筛入口123，气相四氯化硅入口124，分子筛出口125、内部套管126和气体出口127，该反应器还可以包括管体旋转驱动机构(未标出)。其具体构造和连接关系通过前述用途能够明确，为本领域技术人员熟知，在此不详细描述。

其中，四氯化硅与分子筛分别通过气相四氯化硅入口124和分子筛入口123引入内部套管126和气相超稳反应器管壁之间的空隙中，并接触反应，其中反应器抄板121可以使管体中的分子筛翻转，有利于分子筛与四氯化硅的混合，挡板122可以阻止分子筛沿着反应器管壁下滑，有利于分子筛平稳移动，从而有利于防止下方的分子筛物料移动速度快于上方分子筛的移动速度，有利于稳定产品质量，内部套管126的引入使分子筛在环隙中进行反应，有利于稳定分子筛质量，并且有利于减少热量损失。

根据本实用新型，所述气相超稳反应器在具体使用过程中设置为与水平方向存在夹角，夹角α为10-80°，如图4所示。

根据本实用新型的优选实施方式，所述气相超稳反应器利用动力进行分子筛的输送，使分子筛在反应器中移动，所述反应器例如为管式反应器，所述的动力输送装置可以是任意的装置，只要能够使得分子筛和气相SiCl₄在反应器内连续移动并接触反应即可。用于输送的装置例如使用循环活塞推动器、管链式输送器、螺旋输送器、管状带式输送器中的一种或多种。通过使用动力输送装置，可以使分子筛在反应器中移动，分子筛的空隙和孔中的气体也在分子筛的携带下移动至气相超稳反应器的出口。

其中，一种方式是利用管状带式输送器进行分子筛的输送，所述管状带式输送器是将带式输送器设置在密闭的管式反应器内部，分子筛和气相SiCl₄从管式反应器一端上部的进料口进入掉落到带式输送机上，通过带式输送机输送到管式反应器另一端下部的出料口，在带式输送器上物料可以充分进行反应，所述带式输送机可以是常规使用的任意输送机，带式输送机长度和宽度取决于管式反应器进料口和出料口的位置以及分子筛进料量的大小。优选情况下，所述带式输送器上分子筛的厚度不超过20cm，更优选不超过10cm。使用带式输送装置输送分子筛，管体的轴线与水平面的夹角α优选为0-45°例如为0-25°。

一种使用带式输送装置输送分子筛的反应器如图5所示，分子筛原料和四氯化硅从反应器的一端的分子筛入口131和四氯化硅入口132引入到反应器中，分子筛落入带式输送装置133上，在带式输送装置133上随输送带移动，在分子筛上面的空隙中充满四氯化硅，四氯化硅通过扩散进入分子筛颗粒间的空隙中，进而进入分子筛的孔道中参与抽铝补硅的超稳化反应，反应后的分子筛落入到反应器另一端出口134排出反应器。由于与分子筛反应，沿着分子筛的运动方向，气相中的四氯化硅浓度逐渐降低。其中可以控制出口134的开度，使物料以一定的速度排出，在出口134上部产生一定高度的物料堆积，避免过量的四氯化硅从出口134排出，其中，气体出口135用于从反应器中引出四氯化硅和分子筛带入的空气。这样由于四氯化硅的挤出作用，使得随分子筛引入反应器的空气在四氯化硅的作用下，从分子筛颗粒空隙扩散到上方的气体层中，通过定期或不定期的引出上方气体，可以提高气体层四氯化硅的浓度，有利于反应。通过气体出口135引出的气体经过冷却以后可以回收四氯化硅，未冷却的气体经过吸收掉其中携带的少量四氯化硅以后可以排空。通常，输送带上的分子筛厚度不应过高，优选不超过10cm，例如可以是不超过5cm。其具体构造和连接关系通过前述用途能够明确，为本领域技术人员熟知，在此不详细描述。

根据本实用新型的一种优选实施方式，气相超稳反应器如图6所示，气相超稳反应器的分子筛输送依靠重力输送。反应器包括分子筛入口141、气相四氯化硅入口142，反应器的管体143为直管，包括分子筛入口端144、可旋转部分145和分子筛出口端146，分子筛入口端144和分子筛出口端146通过支撑装置147支撑，驱动装置151用以驱动可旋转部分145绕着管体143的轴线旋转，支撑装置148用于支撑可旋转部分145。可旋转部分设置有抄板149和堰板150，可旋转部分145和分子筛入口端144以及分子筛出口端146的连接处为活动连接，且与外界密封，分子筛的出口设置在出口端146的端面上，在端面上设置挡板，通过调节挡板可以调节分子筛出口的大小，图6中116指的是气相超稳反应器116，117指的是气固分离装置117。其具体构造和连接关系通过前述用途能够明确，为本领域技术人员熟知，在此不详细描述。

其中，根据本实用新型的一种优选实施方式，图6所示的气相超稳反应器的截面A-A示意图如图7所示。

所述的焙烧炉和所述的气相超稳反应器可以通过连接装置例如分子筛输送管线连通，焙烧炉的分子筛出口位置高于焙烧炉分子筛入口位置。为了使分子筛从焙烧炉出口流向气相超稳反应器入口的过程中更平稳，所述的连接装置例如分子筛输送管线的至少一段设置为倾斜，所述倾斜段的轴线与水平面的夹角为35-75°，为了便于控制分子筛的流量，所述连接管线上还可设置有阀门或闸板以调节分子筛输送通道的大小，当设置阀门或闸板的时候，所述的倾斜段与水平面的夹角为55-65°，这便于控制分子筛的流量，并且可通过控制阀门或闸板开度，使分子筛在其上方形成一定的分子筛层的情况下保证分子筛流动，起到隔绝气相超稳反应器和焙烧炉的气流，阻止当波动的时候组织气相四氯化硅进入焙烧炉。

一种所述的连通管线(连接装置)优选包括第一竖直段511、第二竖直段512以及倾斜段513，如图8所示，第一竖直段511一端与焙烧炉的出料端连接，另外一端与倾斜段513连接，倾斜段513的另外一端与第二竖直段512的一端连接，第二竖直段512的另外一端与气相超稳反应器的分子筛入口连通。所述倾斜段的轴线与水平面的夹角优选为30-80°。所述的连通管线优选还设置有闸板514，通过设置闸板一方面可以控制分子筛的流量，另外可以控制分子筛在所述连通管线中的料位，起到封闭作用，阻止四氯化硅进入焙烧炉。如图8所示，闸板向右上方移动，则流动道增大可以增加分子筛的流量或降低闸板上方分子筛的料位，反之闸板向左下方移动，则可以降低分子筛的流量或提高闸板上方分子筛的料位。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (13)

1.一种双功能连续式回转焙烧炉，其特征在于，该焙烧炉包括炉体(1)和设置在所述炉体(1)内的筒体(2)，所述筒体(2)依次包括进料端(24)、中间筒体(20)和出料端(25)，沿物料走向，所述焙烧炉还包括依次设置在所述筒体(2)内用于对所述筒体(2)内提供水蒸气的水蒸气分布器(5)和用于对所述筒体(2)内提供用于作为干燥焙烧介质的干气的干气分布器(6)。

2.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)的长度为所述筒体(2)的长度的10％-90％，所述水蒸气分布器(5)的长度为所述筒体(2)的长度的10％-90％；和/或

沿所述筒体(2)的轴向，所述干气分布器(6)与所述水蒸气分布器(5)之间存在间隙，间隙距离为所述筒体(2)长度的1-30％。

3.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)的数量为1-10个。

4.根据权利要求3所述的焙烧炉，其特征在于，各个所述干气分布器(6)在所述筒体(2)中的设置为所述干气分布器(6)的轴向方向与所述筒体(2)的轴向平行。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)为有开口端(62)和封闭端(63)的中空圆管形结构，且该中空圆管形结构的管壁上开设有通孔(61)，所述开口端(62)与所述出料端(25)同侧，所述封闭端(63)与所述进料端(24)同侧。

6.根据权利要求5所述的焙烧炉，其特征在于，所述干气分布器(6)的外径为所述筒体(2)的内径的10％-30％。

7.根据权利要求5所述的焙烧炉，其特征在于，所述通孔(61)有多个，且多个所述通孔(61)呈阵列分布。

8.根据权利要求7所述的焙烧炉，其特征在于，所述通孔(61)沿所述干气分布器(6)的周向的分布为5-40个/m；沿所述干气分布器(6)的延伸方向的分布为10-50个/m。

9.根据权利要求5所述的焙烧炉，其特征在于，所述通孔(61)的直径为1-10mm。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的焙烧炉，其特征在于，所述水蒸气分布器(5)的数量为1-10个；各个所述水蒸气分布器(5)在所述筒体(2)中的设置为所述水蒸气分布器(5)的轴向方向与所述筒体(2)的轴向平行；和/或

所述水蒸气分布器(5)为有开口端(52)和封闭端(53)的中空圆管形结构，且该中空圆管形结构的管壁上开设有通孔(51)，所述开口端(52)与所述进料端(24)同侧，所述封闭端(53)与所述出料端(25)同侧，所述通孔(51)有多个，且多个所述通孔(51)呈阵列分布；

所述水蒸气分布器(5)的外径为所述筒体(2)的内径的10％-30％。

11.根据权利要求1-4中任意一项所述的焙烧炉，其特征在于，所述中间筒体(20)的内壁上设置有抄板(3)和堰板(4)；所述抄板(3)的延伸方向与所述中间筒体(20)的轴向之间的夹角为锐角或钝角，其中，所述抄板(3)为多个，且多个所述抄板(3)沿所述中间筒体(20)的周向分布，分布数目为1-6个/周，且相邻两个抄板(3)之间不接触；所述堰板(4)为多个，且多个所述堰板(4)沿所述中间筒体(20)的轴向分布，分布数目为1-30个/10米。

12.一种制备分子筛的设备，其特征在于，该设备包括：

Na型分子筛交换装置(113)：用于对Na型分子筛进行交换；

焙烧炉(115)：用于对交换过的分子筛进行水热超稳及干燥焙烧；

气相超稳反应器(116)：用于对水热超稳及干燥焙烧的分子筛进行气相化学脱铝补硅反应；

气固分离装置(117)：用于将从气相超稳反应器排出的物料进行气固分离并收集分子筛；

所述焙烧炉为权利要求1-11中任意一项所述的焙烧炉。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，该设备包括：依次连接的Na型分子筛合成反应器(111)、第一过滤装置(112)、Na型分子筛交换装置(113)、第二过滤装置(114)、焙烧炉(115)、气相超稳反应器(116)和气固分离装置(117)；以及

吸收塔(120)，与所述气固分离装置(117)的气相出口连通；

第一洗涤装置(118)，与所述气固分离装置(117)的固相出口连通；

第三过滤装置(119)，与所述第一洗涤装置(118)连通。