螺杆式固体物料输送装置应用于下行床入口的小型实验

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1、第1卷第4期过程工程学报Vol.1No.42001年10月TheChineseJournalofProcessEngineeringOct.2001螺杆式固体物料输送装置应用于下行床入口的小型实验邓欣，邓任生，魏飞，金涌(清华大学化工系，北京100084)摘要：将螺杆式进料器应用于下行床热态小试实验装置的入口进行催化剂的输送，考察了出入口压差、下行风量、温度等因素对输送速率的影响.结果表明，可以通过调节顶部压力比较灵活地控制进料速率.关键词：下行床入口;螺杆式输送装置;压差;下行风量;温度中图分类号：O643.32文献标识码：A文章编号：1009–6

2、06X(2001)04–0343–041前言[1,2]下行床作为新一代的重油催化裂化/裂解反应器，由于其低返混，相对于提升管反应器的优势是众所周知的.但是，由于其高温短接触的特点，实现下行床入口处油气与催化剂快速、均匀[3,4]地接触与混合是该过程成功的关键.如何开发和设计合理有效的催化剂输送与流量控制系统，并将其应用于热态下行床反应器中，是一个有待解决的问题.对于下行床热态小试实验装置，稳定的催化剂流率是维持体系反应系统正常运行的基础.同时准确地调整剂油比对于考察实验条件对反应的影响，优化实验条件也是十分重要的.目前该装[5]置用于浆态物料的输送有

3、所报道，但未见用于快速流化床的进料系统的报道.本文考察了一种螺杆式固体物料输送装置在下行床中的应用，并对其性能P1进行了研究.Feeder2装置和实验方法螺杆式进料装置结构如图1所示.采用电机和减速Catalysttank装置来带动一根螺杆,螺杆的凹槽允许物料通过.低端ω为进料端，高端为出料端.当螺杆旋转时，物料沿着螺旋Downwardwind(Q)的方向在凹槽内移动，并不断被输送到出料端.实验装置P2中，储料罐直径450mm，高1200mm，用管式电炉加热；螺杆式进料器直径20mm，长100mm，螺距25mm，Downer两端高度差为45mm；进料

4、器入口管内径20mm，出口管径13mm；下行床长4300mm；输送的物料为FCC催3化剂，平均粒径66.78µm，堆密度为853kg/m.从该装置的工作原理可以看出如下特点：(1)由于采ElectronicscaleP0用外加功率使颗粒运动，因此不需要松动风，而且不会有堵塞的危险；(2)出口端比入口端高，因此可以封住相当程度的逆压；(3)松动风的去除可以去掉不稳定的因图1螺杆式固体物料输送装置示意图素，稳定转动的电机可以保证下料稳定；(4)没有输送风Fig.1Sketchofascrewfeederforadowner收稿日期：2001–05–02,

5、修回日期：2001–07–10作者简介：邓欣(1977–)，男，江西省宜春市人，硕士研究生，化学反应工程专业.344过程工程学报1卷和松动风，因此输送时颗粒呈密相状态，从而可以达到很高的输送量.利用图1所示的装置考察了该进料器的性能.顶部催化剂储罐面积大，并采用物料补偿的方法来保证料面的稳定.罐内的催化剂保持初始流化，其内的压力P1可以通过改变储罐出口阀开度来加以调节，由精密压力表测量.在进料器的出口处设置了一个U型管测压计来测量该点的压力P2.有一股下行风Q通过喷嘴进入到下行床内，以模拟反应时的原料油气.气固混合物在下行床内并流下行，在出口处依靠惯

6、性得以分离.气体进入大气，而催化剂收集在容器中，利用电子秤测量其质量，从而可以获知催化剂的流率.3结果与讨论3.1总进料量与时间的关系催化剂流量的大小直接关系到催化裂解过程的重要参数—剂油比，从而影响催化剂的结焦状况；同时，由于裂解过程所需能量由催化剂携带的显热提供，催化剂流量还会影响到反应温度的高低.因此保证均匀的进料速率，是热态实验对进料装置的基本要求.在一定的轴转速、顶部压力P1和下行风量Q时，可测定催化剂的进料情况，如图2所示.其中轴转速为160r/min，下行风量3Q=1.0Nm/h.不难看出，输送的催化剂与时间呈很好的线性关系，表明该装置

7、能够稳定地送料.4.015033.5P1(Pa)P2(Pa)Q=1.0Nm/h500-170Q=01203.01500-150])g)350040k2.5(2·sht2.090ig/(megW1.5[ksG3601.0Q=1.0Nm/hω=160r/minω=160r/mino0.5Tcatalyst=20CoT=20Ccatalyst300.00100020003000400050006000012345Time(min)P1－P2(Pa)图2总进料量与时间的关系图3输送速率与进料器出入口压差的关系Fig.2Totalfeedingweightas

8、afunctionoftimeatFig.3Effectofpressuredifferencebetwee