用于球形分子筛焙烧的新型真空回转炉.pdf

《用于球形分子筛焙烧的新型真空回转炉.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第39卷第4期化工机械503用于球形分子筛焙烧的新型真空回转炉罗剑¨张传杰2程文君3(1．天华化工机械及自动化研究设计院；2．南京天华化学工程有限公司；3．中国化工装备总公司)摘要介绍基于富氧吸附剂“一Lsx球形分子筛焙烧研发的新型真空回转炉，根据工艺要求进行结构优化设计，开发出新型高温密封结构，提高了设备高温操作的真空度，最终实现工艺指标。关键词真空回转炉球形分子筛焙烧优化设计高温密封结构中图分类号TQ054+．2文献标识码B文章编号0254．6094(2012)04旬503-06氧气是一种重要的工业原料气体，广泛应用于金属冶炼及废水处理等领域。传统的制氧方法是对空气

2、进行深冷分离制得高纯度的氧气。为了适应中、小规模生产需要，且对氧气纯度要求在95％以上时常用变压吸附(PSA)技术。变压吸附(PressureswingAdsorption，简称PSA)制氧技术就是利用吸附剂对N：和O：吸附性能的微小差异，采用一定的循环工艺，高压下选择性吸附氮气，低压下氮气脱附的原理分离提纯氧气。最初，PSA制氧使用A型和x型分子筛，但因其分离选择性较低，对氮气吸附量小，严重束缚了PSA制氧技术的发展。基于这种情况，国内外许多公司都在积极进行新型富氧吸附剂的研究开发。1吸附剂的选择目前，新型富氧吸附剂Li-Lsx分子筛的研发取得了突破性的进展，并已具备

3、工业化生产条件，该产品与传统的富氧吸附剂相比，对氮气的吸附能力和氧氮分离系数均有大幅度的提高，使得PsA制氧装置的综合技术经济指标有了突破性的飞跃，大大促进了PSA制氧工业的发展。据推测，“．LSx在今后十年内是国内外氧氮分离吸附剂的主要材料和研究方向，目前国际上仅有欧美等少数发达国家涉足该产品的研发和生产，其市场前景非常广阔。与深冷法相比，PSA技术具有能耗和操作费用低以及工艺流程灵活的优势，为了提高PSA技术的效率，最重要的是开发对N：／O：具有较高吸附选择性能的吸附剂。沸石分子筛具有离子可交换性以及在较高温度和较低的吸附质分压下仍有强的吸附能力的特点而作为变压吸附

4、制氧吸附剂的首选。吸附剂是变压吸附气体分离技术的基础，吸附剂的性能直接影响最终分离效果，甚至影响工艺步骤的选择和变压吸附的生命力。20世纪80年代以来，高吸附分离性能沸石分子筛的相继开发利用和工艺流程的改进，使得变压吸附剂技术得到迅速地发展，与深冷空分装置相比，PSA过程具有启动时间短和开停车方便、能耗较小和运行成本低、自动化程度高和维护简单、占地面积小和土建费用低等特点。PSA制氧已广泛的应用于电炉炼钢、有色金属冶炼、玻璃加工、甲醇生产、碳黑生产、化肥造气、化学氧化过程、纸浆漂白、污水处理、生物发酵、水产养殖、医疗及军事等诸多领域。2设计条件新型富氧吸附剂“一LSx球

5、形分子筛生产过程中关键制备工艺之一是焙烧，焙烧过程要求真空厌氧环境，球形分子筛焙烧成品率要求达95％以上，焙烧效果直接影响球形分子筛的性能的好坏，因此真空焙烧系统的设计很关键。新型真空回转炉就是基于以上的背景及球形分子筛的焙烧工艺要求开发出来的，其设计条件为：物料名称富氧吸附剂“一LSx球形分子筛(主要成分siO：、A1203、Na20、Li20等)+罗剑，男，1979年2月生，工程师。甘肃省兰州市，730060。504化工机械2012年物料湿含量焙烧前5％一7％产品湿含量1．5％物料腐蚀性pH=11．0进料温度常温物料焙烧工作温度550一600cc(正常工作温度范围)

6、炉筒内操作压力一50kPa烧失量不大于3％(950℃)操作方式间歇式，周期性温度控制方式分段控温停留时间根据工艺要求可任意设置设备倾角可调3工艺路线根据设计条件，确定如图1所示的工艺路线图，该系统主要由撬装式电加热真空回转焙烧炉、储料罐、进料气动阀门、出料气动阀门、真空抽吸系统及管道附件等组成。本系统的关键设备是电加热真空回转焙烧炉，该回转炉采用天华化工机械及自动化研究设计院(以下简称天华院)技术比较成熟的温度可控式电加热焙烧炉，该炉采用电热元件进行加热，具有设备结构简单，能耗低，热效率高，炉温可调控，温度控制精度高，操作及维护简单以及没有环境污染等优点。电加热焙烧炉是

7、一种采用间接方式加热的焙烧设备，主要是通过电热元件将电能转化为热能传递给炉体，高温炉体对物料炉体内通过的物料进行焙烧。电热型焙烧技术在国外极为普及，其优点主要表现在：自动化程度高；炉体密闭效果好，结构合理；生产环境好，无污染；热损失少，能耗小。我国对电热型分子筛焙烧技术缺乏系统研究及理论基础，天华院通过与中石化催化剂分公司近几年的合作开发，在消化、吸收国外先进技术的基础上，研制开发了具有自主知识产权的温度可控、电加热型焙烧技术⋯，应用于大规模工业装置中，如齐鲁、长岭及兰炼催化剂厂等，并积极拓展应用行业与领域。图1真空间歇焙烧系统示意图4电