Патент на изобретение №2347991

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ И ПРОКАЛКИ КАТАЛИЗАТОРОВ ТИПА ИМПУЛЬС 6

(57) Реферат:

Изобретение относится к сушке растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта. Установка для сушки и прокалки катализатора содержит плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, батарейные циклоны для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер высушенного продукта. Установка содержит вентилятор, дымосос и теплогенератор, при этом дымососом поток ретура направляется в скруббер Вентури для сбора его в бак из бункерной части скруббера в качестве шлама и из каплеуловителя, а насосом осуществляется подача раствора в скруббер, при этом вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а сепаратор осуществляет подачу высушенного продукта в циклон пневмотранспорта, причем прокалочный аппарат предназначен для создания двухступенчатого температурного режима прокалки и обеспечения регламентированного времени пребывания катализатора в каждой ступени: первая ступень обеспечивается подачей сушильного агента в верхнюю часть аппарата, а парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора, подается в нижнюю часть аппарата, готовый продукт поступает в охладитель продукта, при этом скруббер с каплеуловителем предназначен для окончательного процесса пылеулавливания ретура и очистки выходящего в атмосферу сушильного агента, при этом установка оснащена системой очистки отработанного сушильного агента, блоком охлаждения готового продукта, узлом дозированного питания, транспортом продукта внутри установки, бункером готовой продукции и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки, при этом система подачи влажного исходного раствора выполнена в виде акустических форсунок, содержащих корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода раствора через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного резонатора в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью резонатора в крышке, по крайней мере, посредством одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает раствор, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент. Технический результат – повышение эффективности процессов сушки и прокалки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта.

Наиболее близким к заявленному объекту является способ получения гранулированного хлористого кальция безводного путем подачи в барабан порошкообразной фракции продукта (мелкая фракция 1, порошок после дробления), частично обезвоженного продукта и раствора (Патент РФ №2093766, F26B 3/12 прототип).

К недостаткам данного метода следует отнести прежде всего трудность управления процессом при наличии трех потоков продукта с различной влажностью: безводный порошок, частично обезвоженный кусковой продукт и раствор. Это приводит к образованию как мелкого, так и крупнокускового продукта, что, в свою очередь, уменьшает выход товарной фракции и увеличивает нагрузку на дробильное и просеивающее оборудование.

Недостатками устройства для осуществления гранулирования CaCl₂ являются значительные капзатраты, трудности управления процессом из-за большого числа входных потоков и низкая надежность процесса из-за значительных отложений в барабане.

Технический результат – повышение эффективности процессов сушки и прокалки.

Это достигается тем, что в установке для сушки и прокалки катализатора, содержащей плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, батарейные циклоны для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер высушенного продукта, согласно изобретению, дополнительно содержатся вентилятор, дымосос и теплогенератор, при этом дымососом поток ретура направляется в скруббер Вентури для сбора его в бак из бункерной части скруббера в качестве шлама и из каплеуловителя, а насосом осуществляется подача раствора в скруббер, при этом вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а сепаратор осуществляет подачу высушенного продукта в циклон пневмотранспорта, причем прокалочный аппарат предназначен для создания двухступенчатого температурного режима прокалки и обеспечения регламентированного времени пребывания катализатора в каждой ступени: первая ступень обеспечивается подачей сушильного агента в верхнюю часть аппарата, а парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора, подается в нижнюю часть аппарата, готовый продукт поступает в охладитель продукта, при этом скруббер с каплеуловителем предназначен для окончательного процесса пылеулавливания ретура и очистки выходящего в атмосферу сушильного агента, при этом установка оснащена системой очистки отработанного сушильного агента, блоком охлаждения готового продукта, узлом дозированного питания, транспортом продукта внутри установки, бункером готовой продукции и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки, при этом система подачи влажного исходного раствора выполнена в виде акустических форсунок, содержащих корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода раствора через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного резонатора в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью резонатора в крышке, по крайней мере, посредством одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает раствор, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент.

На фиг.1 представлена схема предложенной установки для сушки и прокалки микросферического катализатора крекинга, на фиг.2 – схема пневматической акустической форсунки.

Установка для сушки и прокалки микросферического катализатора крекинга содержит плунжерный насос 1 для подачи исходного раствора, фильтр 2 отделения примесей; распылительную сушилку 3 с форсунками, расположенными в верхней части сушилки, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, батарейные циклоны 4 для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер 16 высушенного продукта. Дымососом 5 поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури 6 для сбора его в бак 10 из бункерной части скруббера в качестве шлама и из каплеуловителя 7. Насосом 8 осуществляется подача раствора в скруббер 6, а вентилятором 9 через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат 12. Сепаратор 11 осуществляет подачу высушенного продукта в циклон 13 пневмотранспорта. Теплогенератор предназначен для получения сушильного агента и имеет штуцера подвода воздуха и топлива и отвода сушильного агента в сушилку 3.

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит выполненный в виде стакана с днищем корпус 20, в котором выполнена цилиндрическая полость 16 для подвода раствора через трубку 31, расположенную в крышке 21. В корпусе 20 форсунки выполнена цилиндрическая проточка 23, в которой расположен упругий уплотняющий элемент 24, причем крышка 21 и корпус 20 соединены винтами 22. В верхней части крышки расположен крепежный элемент 25, фиксирующий верхнюю часть стержня 27 стрежневого газоструйного резонатора 19 Гартмана в сопле 33. По щелевому каналу 26 поступает в сопло 33 распыливающий агент. Между отверстием в днище корпуса 20 и внешней поверхностью сопла 33 крышки 21 выполнен щелевой канал 17, по которому поступает раствор. Между внутренней поверхностью конического отверстия 32 и внешней поверхностью нижней части стержня 28 выполнен кольцевой канал 18, по которому поступает распыливающий агент, например воздух.

Верхняя часть стержня 27 шарнирно соединена с нижней частью стрежня 28, которая фиксируется относительно конического отверстия 32, выполненного в крышке 21, по средством, по крайней мере, одного фиксирующего диска 29, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков 30, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки 21.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

отношение высоты h₁ резонатора 19 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 34 и нижней торцевой поверхностью сопла 33 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ полости 35 резонатора 19 к диаметру его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

отношение внутреннего диаметра d₁ полости 35 резонатора 19 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ полости 35 резонатора 19 к высоте h₁ полости 35 лежит в оптимальном интервале величин; d₁/h₁=1÷1,5.

Установка для сушки и прокалки катализатора работает следующим образом.

Качество катализатора окончательно формируется в прокалочном аппарате 12. Использование благоприятных физико-механических свойств микросфер продукта, в частности их высокой сыпучести, при разработке колонного аппарата 12 с кондуктивной передачей тепла катализатору позволило реализовать три необходимых условия качественного проведения процесса, чего не удавалось сделать прежде в условиях колонны с конвективным режимом прокалки:

– двухступенчатый температурный режим;

– регламентированное время пребывания катализатора в каждой ступени:

– парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Раствор под давлением подается в цилиндрическую полость 16, расположенную снаружи резонатора 19, откуда вытекает через щелевой канал 17 в виде пленки, которая подвергается воздействию колебаний скорости и давления, генерируемых пульсирующими скачками уплотнения, возникающими вблизи кольцевого канала 18 вследствие натекания сверхзвуковой струи на резонатор 19. В результате пленка дробится на мелкие капли, которые вместе с воздушной струей образуют факел распыленной жидкости.

Техническая характеристика предложенной установки: производительность по готовому продукту 500 кг/ч; расход газа 1280 м/ч; установленная мощность – 700 кВт.

Установка характеризуется энергоэкономным процессом благодаря теплоиспользованию отработанного теплоносителя прокалочной печи в качестве сушильного агента.

Одним из весьма эффективных катализаторов при переработке нефти является алюмосиликатный микросферический катализатор. В предложенной установке разработана новая конструкция распылительной сушильной камеры: изменение системы газораспределения с локальным подводом теплоносителя к каждой форсунке, а также замена метода диспергирования создали условия для получения укрупненного и более однородного грансостава при равномерной термической обработке диспергированных частиц в сушилке.

Формула изобретения

1. Установка для сушки и прокалки катализатора, содержащая плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, батарейные циклоны для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер высушенного продукта, отличающаяся тем, что содержит вентилятор, дымосос и теплогенератор, при этом дымососом поток ретура направляется в скруббер Вентури для сбора его в бак из бункерной части скруббера в качестве шлама и из каплеуловителя, а насосом осуществляется подача раствора в скруббер, при этом вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а сепаратор осуществляет подачу высушенного продукта в циклон пневмотранспорта, причем прокалочный аппарат предназначен для создания двухступенчатого температурного режима прокалки и обеспечения регламентированного времени пребывания катализатора в каждой ступени: первая ступень обеспечивается подачей сушильного агента в верхнюю часть аппарата, а парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора, подается в нижнюю часть аппарата, готовый продукт поступает в охладитель продукта, при этом скруббер с каплеуловителем предназначен для окончательного процесса пылеулавливания ретура и очистки выходящего в атмосферу сушильного агента, при этом установка оснащена системой очистки отработанного сушильного агента, блоком охлаждения готового продукта, узлом дозированного питания, транспортом продукта внутри установки, бункером готовой продукции и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки, при этом система подачи влажного исходного раствора выполнена в виде акустических форсунок, содержащих корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода раствора через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного резонатора в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью резонатора в крышке, по крайней мере, посредством одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает раствор, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью сопла лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ полости резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости резонатора к высоте h₁ полости лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷1,5.

РИСУНКИ