RU2250132C2 - Устройство для формирования плотных катализаторных слоев - Google Patents

Abstract

Устройство для формирования плотных катализаторных слоев, состоящее из бункера, дозирующей системы, отличающееся тем, что оно имеет трос с закрепленным на нем тормозом, который выполнен в виде трубчатого разрезного стержня с ярусным расположением жестких, покрытых упругим материалом лучей и закреплен на тросе с помощью подпружиненного прижима, а расстояние между ярусами составляет 2-5 характерных размера гранул катализатора. Использование данного устройства позволяет осуществлять формирование катализаторных слоев без разрушения гранул катализатора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к процессу загрузки зернистых катализаторов в трубчатые печи и реакторы и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для загрузки катализаторов традиционным методом "из чулка", где порцию катализатора засыпают в чулок, после чего его край подворачивают и чулок по веревке опускают в трубу до дна или до поверхности слоя катализатора. Далее, поддергивая за веревку, загружающий добивается распрямления подвернутого края чулка, и катализатор высыпается в трубный объем. После загрузки определенного количества чулков катализатора слой уплотняют определенным количеством ударов по фланцу трубы и операцию повторяют снова. В процессе загрузки проводят контрольные замеры гидравлического сопротивления слоя и его высоты, после чего могут назначать дополнительные удары по фланцу до заполнения трубы и реактора в целом. (Способы загрузки и выгрузки катализаторов парового риформинга. Р.W.Fаrmеll - ICI Katalko, cтp. 3).

Недостатком этого устройства является то, что ударное воздействие на поверхность трубы вызывает уплотнение не только вновь формируемого слоя катализатора, но и нижерасположенного, уже уплотненного участка, с соответствующей его усадкой. При этом достичь максимальной плотности невозможно, так как существует вероятность разрушения гранул катализатора. В условиях малого соотношения диаметра трубы к характерному размеру гранулы катализатора, наличия шероховатости внутренней поверхности трубы и сварных швов высока вероятность образования сводов и полостей в структуре слоя. Разрушение сводов, как правило, достигается только частичным или полным разрушением образующих их гранул. Несмотря на наличие в слое 2 указанных неоднородностей, величина контролируемых параметров загрузки (высоты слоя и его сопротивления) может быть вполне благополучной.

Наиболее близким техническим решением устройства является устройство для формирования плотных каатлизаторных слоев, состоящее из бункера и дозирующей системы (Заявка ЕПВ №0041144, МКИ В 01 J 4/00, 1981 г.).

Недостатком известного устройства является то, что при загрузке каатлизатора в трубы высотою 10-14 м высока вероятность разрушения гранул катализатора, кроме того, формируется неоднородный слой катализатора по высоте трубы.

В основу изобретения поставлена задача создания такого устройства для формирования плотных катализаторных слоев, в котором, благодаря заданной подаче катализаторных гранул и конструкции тормоза, обеспечивается задержка падающих гранул и распределение их по сечению загружаемой трубы, что позволяет формировать слои с плотностью, близкой к максимальной, без разрушения гранул катализатора.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для формирования плотных катализаторных слоев, состоящем из бункера, дозирующей системы, согласно изобретению, имеется трос с закрепленным на нем тормозом, который выполнен в виде трубчатого разрезного стержня с ярусным расположением жестких, покрытых упругим материалом лучей и закреплен на тросе с помощью подпружиненного прижима, а расстояние между ярусами составляет 2-5 характерных размера гранул катализатора.

Подъем троса с закрепленным тормозом осуществляют с помощью подъемного устройства.

В подъемном устройстве предусмотрена блокировка работы подъемного устройства и питающей системы.

Для формирования плотных катализаторных слоев предлагается устройство, техническая сущность и принцип действия которого поясняются чертежами, на которых показаны:

фиг.1 - устройство для плотной дозированной загрузки катализатора в трубы, продольное сечение;

фиг.2 - элемент системы ограничения высоты свободного падения гранул, так называемый тормоз.

Устройство состоит из закрепленного на фланце загружаемой трубы 1 бункера 2, под которым расположена дозирующая система, например, вибролоток 3 с электродинамическим приводом 4 и блоком управления 5. К верхней части бункера над загружаемой трубой закреплен подпружиненный подъемник тормоза 6 с блок-контактами 7. Барабан подъемника снабжен электроприводом 8, запитанным через блок-контакты 7. Привод вибролотка также запитан через блок-контакты. Тормоз 9 устанавливают на тросе 10 с помощью подпружиненного прижима 11. При включении привода подъемника тормоза трос наматывается на барабан, и тормоз извлекают из трубы. Тормоз (фиг.2), который служит для ограничения высоты свободного падения гранул, имеет жесткую конструкцию и выполнен в виде трубчатого стержня 1 с продольным пазом по всей длине. К стержню тремя ярусами приварены жесткие лучи 2 перпендикулярно оси стержня. Расстояние между ярусами составляет 3-5 характерных размеров катализаторных гранул. Количество лучей и их расположение обусловлены размерами гранул и диаметром загружаемой трубы, но не может быть менее 2 и более 4-х. Лучи каждого яруса смещаются относительно друг друга так, чтобы расстояние между ними в самом широком месте не превышало характерный размер гранул.

Устройство работает следующим образом. Перед началом загрузки загрузочное устройство (ЗУ) устанавливают на подставку, в приемный бункер загружают навеску катализатора, после чего включают вибролоток и с помощью блока управления подбирают требуемый расход гранул в соответствии с выполненным расчетом. Как правило, делают отсечки времени по 10-20 секунд, а затем подсчитывают количество гранул, поданных вибролотком за 1 секунду. При необходимости скорость подачи уменьшают или увеличивают до значения ±5% от расчетной величины. Пожение задатчика блока управления фиксируют. Далее ЗУ устанавливают на фланце. Трос подъемника тормоза с закрепленными в прижимах тормозами опускают в трубу с таким расчетом, чтобы нижняя часть нижнего тормоза располагалась на высоте 15-20 характерных размеров гранул от поддерживающей решетки. Затем в трубу из мерного сосуда с малым расходом засыпают навеску гранул заданного объема для создания матричного слоя высотой 8-10 характерных размеров гранул. Включив подъемник, оператор загрузки быстро поднимает тормоза на заданную высоту падения гранул и включает привод вибролотка и подъемника в рабочий режим. Скорость подачи катализатора в трубу и скорость подъема тормоза контролируют по соответствию маркеров бункера на тросе подъемника. Скорость подъема тормоза устанавливают в соответствии с расчетом, поэтому при необходимости корректировки подъем осуществляют быстро или делают паузу в подъеме. При подъеме тормоза над срезом трубы последний снимают с троса, для чего приподнимают прижим и тормоз отводят в сторону так, чтобы трос вышел из паза. В случае заклинивания тормоза в трубном объеме величина натяжения троса подъемника превышает допустимое значение, что приводит к размыканию блок-контактов с отключением электропривода вибролотка и подъемника в минимальное время.

Результаты испытаний показали, что при разовом сбросе на тормоз в трубе диаметром 71 мм 20 гранул катализатора последние проходят тормоз за 2 секунды. После прохождения тормоза частицы падают без взаимного касания равномерно по сечению трубы.

Доказательством осуществления предлагаемого устройства являются приведенные ниже примеры.

Примеры 1-4.

Катализатор К 905 Д-1 размером 15×15×6 в количестве 20 кг загружают в приемный бункер ЗУ, закрепленный на верхнем фланце загружаемой трубы диаметром 71+1,27 мм и высотой 9,88 м. Трос подъемника с закрепленным на нем тормозом опускают в трубу на глубину 9,58 м. Из мерного сосуда объемом 0,8 л гранулы катализатора высыпают в трубу в течение 8-10 секунд. Трос поднимают на высоту 7,58 м или на 2 м от поверхности слоя и включают дозирующую систему. В этом случае расчетная скорость загрузки с учетом форм гранул катализатора составляет 20+1 гранул в секунду. Подъем троса выполняют постоянно с расчетной скоростью в соответствии со скоростью роста высоты слоя катализатора. Об этом судят по соответствию маркеров на тросу, расположенных через 0,5 м, и контрольным меткам на поверхности бункера. Необходимая корректировка производится или ускоренным подъемом тормоза, или временным отключением подъемника. Данные сравнительных испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что использование предлагаемого устройства для формирования плотных катализаторных слоев по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую плотность, а следовательно, и более высокую стабильность формируемой структуры. При этом достигается достаточно высокая воспроизводимость результатов.

Таким образом, использование предлагаемого загрузочного устройства позволяет упростить процедуру загрузки катализатора и снизить ее трудоемкость. Отпадает необходимость промежуточных замеров характеристик слоя катализатора в процессе загрузки, достигается однородность слоя по высоте каждой трубы и печи в целом при увеличении его плотности, обеспечивается устойчивая работа печи и увеличивается срок службы труб за счет устранения локальных перегревов их поверхности.

Claims (3)

1. Устройство для формирования плотных катализаторных слоев, состоящее из бункера, дозирующей системы, отличающееся тем, что оно имеет трос с закрепленным на нем тормозом, который выполнен в виде трубчатого разрезного стержня с ярусным расположением жестких, покрытых упругим материалом лучей и закреплен на тросе с помощью подпружиненного прижима, а расстояние между ярусами составляет 2-5 характерных размера гранул катализатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подъем троса с закрепленным тормозом осуществляют с помощью подъемного устройства.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в подъемном устройстве предусмотрена блокировка работы подъемного устройства и питающей системы.

Images