CN108745211B - 一种板式反应器催化剂装填装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种板式反应器催化剂装填装置，包括加料机(1)，加料机(1)的软管伸入板式反应器的板间通道内，所述的装填装置还包括催化剂分布器、催化剂减速器和同步电动绞盘(4)，所述的催化剂分布器和催化剂减速器安装在所述的板间通道内，并连接同步电动绞盘(4)，所述的催化剂减速器为催化剂分布器下方；加料机(1)将催化剂通过软管输入板间通道内，落在催化剂分布器上，分布后落至催化剂减速器上，减速后填充在板间通道内。与现有技术相比，本发明具有装填催化剂效率高、均匀、不易破碎、粉化等优点。

Description

一种板式反应器催化剂装填装置
技术领域
本发明涉及的是一种针对板式固定床反应器的催化剂装填装置，主要应用于石油、化工等工业生产中的催化剂装填。
背景技术
随着化工行业向着节能高效的目标发展，以列管式为主的反应器为例，催化剂的装填质量对于工业生产效率起到了至关重要的影响。相比于列管式反应器，板式反应器在催化剂装填率上具有优势，反应器体积也相应减小，更符合化工行业发展的趋势。
传统的催化剂装填方法主要采用自然装填，无论列管式还是板式反应器，催化剂都是通过布袋向反应器内进行装填。在装填过程中，布袋伸入反应器底部，逐渐向反应器内倾倒催化剂，操作人员只能始终站在列管或板片顶部。自然装填方法虽操作简单，成本低廉，但存在以下不足：布袋装填存在装填速度慢和效率低，装填过程中催化剂易破碎、催化剂床层部分塌陷、沟流、偏流等；布袋装填无法保证每个通道内催化剂装填的一致性，导致通道之间的反应不均，控温困难。
目前CN105126709B和CN102989376B公布了只适用于列管式反应器的催化剂装填装置。但是对板式反应器而言，由于板对通道截面积的长宽比很大，在通道截面径向方向上催化剂装填极不均匀，易造成装填量少，反应温度不均，产生过多副反应和飞温等危害。不同形式的板式反应器，例如轴向反应器，其板对通道截面为不规则形状，列管式反应器催化剂装填装置更无法满足板式反应器催化剂装填要求。针对板式固定床反应器的催化剂装填装置极为少见，但板式反应器的催化剂装填装置又至关重要，直接影响反应器的正常运行。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种装填效率高、装填均匀的板式反应器催化剂装填装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种板式反应器催化剂装填装置，包括加料机(1)，加料机(1)的软管伸入板式反应器的板间通道内，其特征在于，所述的装填装置还包括催化剂分布器、催化剂减速器和同步电动绞盘(4)，所述的催化剂分布器和催化剂减速器安装在所述的板间通道内，并连接同步电动绞盘(4)，所述的催化剂减速器为催化剂分布器下方；加料机(1)将催化剂通过软管输入板间通道内，落在催化剂分布器上，分布后落至催化剂减速器上，减速后填充在板间通道内。
所述的催化剂分布器包括不同形状、不同开孔形式及排布的异型分布板(3)和其两侧设置的振动弹簧(22)，异型分布板(3)通过振动弹簧(22)连接同步电动绞盘(4)。
所述的异型分布板(3)上设有多个开孔(31)，根据催化剂物理性质，开孔率为10％～85％。
根据板式固定床反应器的形式不同，例如轴向反应器和径向反应器等，通道截面积则会出现长方形、扇形、三角形等各种不规则多边形，选择符合通道形状的异型分布板，异型分布板(3)的形状包括长方形、扇形或三角形等；所述的开孔(31)大小根据催化剂形状和大小常选取3～30mm的菱形、三角形或方形等，开孔率优选30％～60％。
开孔大小根据催化剂形状和大小常选取3～30mm的圆形、方形等不同形状。根据所需异形分布板振动频率和振幅，选择软硬合适的弹簧，所述的异型分布板(3)的振动频率为1～10Hz，振幅为催化剂直径的0.5～5倍。
所述的催化剂减速器由多组不同刷毛排布、长短、软硬程度及疏密程度的异型毛刷(5)和其两侧振动弹簧组成，所述的异型毛刷(5)通过其两侧振动弹簧连接同步电动绞盘(4)，异型毛刷(5)的振动频率为1～10Hz，振幅为催化剂直径的0.5～5倍。
多组异型毛刷(5)是螺旋形式，双螺旋形式或平行形式等不同排布形式，刷毛间距为催化剂直径的1.5～10倍，刷毛长度比所述板间通道小1～5mm，软硬程度通过选用刷毛的结构形式及材料所决定，材料较硬的如弹性钢丝、尼龙等，较软的如鬃毛及纤维等，所述的组异型毛刷(5)的横截面是矩形、梯形或菱形，结构形式是弹簧状、柱状或多孔形式。当催化剂较易破碎、粉化，则选用刷毛较软且排布较密的毛刷。
异型分布板(3)和异型毛刷(5)的轴向投影面积为与板间通道的横截面形状和大小相当，从加料机添加的催化剂全部落在异型分布板(3)上，并通过异型分布板(3)的振动使其均匀从开孔(31)中往下落，并经过异型毛刷(5)缓冲减速，防止破碎和粉化，最后均匀填充在板间通道内。
每个板间通道上部两侧均设有一同步电动绞盘(4)，分别连接该板间通道内设置的催化剂分布器和催化剂减速器，同步控制多个同步电动绞盘(4)与所述加料机(1)的转速，进而升降置于板间通道内部的催化剂减速器同步升降，使催化剂减速器与催化剂床层顶部相距250～750mm。
所述的加料机(1)架设在板式反应器的各板束上方的简易导轨上，移动便捷，同一板间通道内的几个催化剂进料口以及不同板间通道之间催化剂下料速率一致。
所述的加料机(1)通过软管连接一加料斗(2)，通过加料斗(2)将催化剂添加到催化剂分布器上。
根据催化剂所需的下落速度分布，可以在同一块异型分布板上开不同大小，不同形状的开孔，排布也相应不同。同时，在同一根异型毛刷上，可以选取不同的刷毛排布、间距、长度和材料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、控制催化剂装填速率，保证每个通道催化剂装填速率相同，实现多个通道同时装填，提高催化剂装填效率。
二、保证催化剂在板间通道内均匀下落，消除催化剂自然堆积角，防止催化剂局部堆积、架桥和反应物短路而未反应，提高催化剂装填量，实现通道内反应过程的均一性。
三、减缓催化剂下落速度，防止催化剂与反应器底部、催化剂之间相互高速碰撞而破碎、粉化，提高催化剂装填的均匀性。
四、适用不同通道截面形状的板式反应器，还适用各通道间或同一通道内各催化剂床层高度所需的不同催化剂装填率。
附图说明
图1为催化剂装填装置示意图；
图2为振动异形分布板部分的示意图。
图中标注：加料机1，加料斗2、振动弹簧22，异型分布板3、开孔31、同步电动绞盘4、异型毛刷5、板间通道6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明的催化剂装填装置，包括加料机1、加料斗2、催化剂分布器、催化剂减速器、同步电动绞盘4。加料机1通过软管连接加料斗2，加料斗2伸入板间通道6内，催化剂分布器包括异形分布板3和其两侧的变速振动弹簧22，异形分布板3两端通过振动弹簧22连接同步电动绞盘4。催化剂减速器包括异型毛刷5和振动弹簧，异型毛刷5通过其两端的振动弹簧连接同步电动绞盘4。加料机1架设在板式反应器板束上方的简易导轨上，移动便捷。每个板间通道上部两侧均设有一同步电动绞盘4，分别连接该板间通道内设置的催化剂分布器和催化剂减速器，同步控制多个同步电动绞盘4与所述加料机1的转速，进而升降置于板间通道内部的催化剂减速器同步升降。
为适用板式反应器板间通道6截面形状(矩形)，异形分布板3和异型毛刷5的轴向投影面积为矩形。由于该催化剂为φ5mm×5mm圆柱催化剂，异形分布板3中间开孔31为5～20mm，两侧开孔为10～30mm，呈多个等边三角形连接成波浪状排布。该催化剂自然堆积角α为25～35°，异形分布板3的开孔率选取43％。催化剂分布器将从加料斗1中的单股催化剂流均匀分散于整个板间通道6内，下落的催化剂在径向上无速度梯度，消除催化剂自然堆积角，催化剂装填率提高2％～10％。该催化剂较易破碎，粉化，选用刷毛间距为5～30mm，双螺旋排布，较软的鬃毛和较软的弹簧。板式反应器中板间通道6高度为6.5m，安放3层异型毛刷5，刷毛密度由上自下逐层减小，起到减缓催化剂下落速度，防止破碎和粉化，催化剂装填率提高5％～15％，破碎粉化率下降50％～80％。因此，本实施例中该催化剂装填装置提高了催化剂装填效率和装填量，改善了催化剂装填的均匀性。
实施例2
板间通道6的截面积为扇形，对应的异形分布板3和异型毛刷5的轴向投影面积为扇形，异形分布板的开孔率选取10％，开孔大小根据催化剂形状和大小常选取30mm的方形，异形分布板3的振动频率为1Hz，振幅为催化剂直径的0.5倍。异型毛刷5刷毛排布是螺旋形式，刷毛间距为催化剂直径的1.5倍。刷毛长度通常比催化剂通道小1mm，毛刷的横截面是梯形，材料选择较硬的如弹性钢丝、尼龙等，结构形式上是柱状。异型毛刷5的振动频率为1Hz，振幅为催化剂直径的0.5倍。其余同实施例1。
实施例3
板间通道6的截面积为三角形，对应的异形分布板3和异型毛刷5的轴向投影面积为扇形，异形分布板的开孔率选取85％，开孔大小根据催化剂形状和大小常选取3mm的圆形，异形分布板3的振动频率为10Hz，振幅为催化剂直径的5倍。异型毛刷5刷毛排布是平行形式，刷毛间距为催化剂直径的10倍。刷毛长度通常比催化剂通道小5mm，毛刷的横截面是菱形，材料选择较软的鬃毛，结构形式上是多孔形式。异型毛刷5的振动频率为10Hz，振幅为催化剂直径的5倍。其余同实施例1。
实施例4
异形分布板的开孔率选取30％，开孔大小15mm，异形分布板3的振动频率为3Hz，振幅为催化剂直径的1倍。异型毛刷5刷毛间距为催化剂直径的3倍。刷毛长度通常比催化剂通道小2mm，根据所需异型毛刷振动频率和振幅，选择软硬合适的两侧振动弹簧，异型毛刷5的振动频率为3Hz，振幅为催化剂直径的1倍。其余同实施例1。

Claims (7)

1.一种板式反应器催化剂装填装置，包括加料机（1），加料机（1）的软管伸入板式反应器的板间通道内，其特征在于，所述的装填装置还包括催化剂分布器、催化剂减速器和同步电动绞盘（4），所述的催化剂分布器和催化剂减速器安装在所述的板间通道内，并连接同步电动绞盘（4），所述的催化剂减速器为催化剂分布器下方；加料机（1）将催化剂通过软管输入板间通道内，落在催化剂分布器上，分布后落至催化剂减速器上，减速后填充在板间通道内；
所述的催化剂分布器包括异型分布板（3）和其两侧设置的振动弹簧（22），异型分布板（3）通过振动弹簧（22）连接同步电动绞盘（4）；所述的异型分布板（3）上设有多个开孔（31），开孔率为10%~85%，开孔（31）大小为3~30mm；
所述的催化剂减速器由多组异型毛刷（5）和其两侧振动弹簧组成，所述的异型毛刷（5）通过其两侧振动弹簧连接同步电动绞盘（4），异型毛刷（5）的振动频率为1~10Hz，振幅为催化剂直径的0.5~5倍，异型分布板（3）和异型毛刷（5）的轴向投影面积为与板间通道的横截面形状和大小相当。
2.根据权利要求1所述的一种板式反应器催化剂装填装置，其特征在于，所述的异型分布板（3）根据板式固定床反应器的形式选择不同形状、不同开孔形式及排布的分布板，异型分布板（3）的形状包括长方形、扇形或三角形；所述的开孔（31）的排布为菱形、三角形或方形，开孔率优选30%~60%。
3.根据权利要求1所述的一种板式反应器催化剂装填装置，其特征在于，所述的异型分布板（3）的振动频率为1~10Hz，振幅为催化剂直径的0.5~5倍。
4.根据权利要求1所述的一种板式反应器催化剂装填装置，其特征在于，多组异型毛刷（5）是螺旋形式，双螺旋形式或平行形式，刷毛间距为催化剂直径的1.5~10倍，刷毛长度比所述板间通道小1~5 mm，刷毛的材料为弹性钢丝、尼龙、鬃毛或纤维，所述的异型毛刷（5）的横截面是矩形、梯形或菱形，结构形式是弹簧状、柱状或多孔形式。
5.根据权利要求1所述的一种板式反应器催化剂装填装置，其特征在于，每个板间通道上部两侧均设有一同步电动绞盘（4），分别连接该板间通道内设置的催化剂分布器和催化剂减速器，同步控制多个同步电动绞盘（4）与所述加料机（1）的转速，进而升降置于板间通道内部的催化剂减速器同步升降，使催化剂减速器与催化剂床层顶部相距250~750 mm。
6.根据权利要求1所述的一种板式反应器催化剂装填装置，其特征在于，所述的加料机（1）架设在板式反应器的各板束上方的简易导轨上，移动便捷，同一板间通道内的几个催化剂进料口以及不同板间通道之间催化剂下料速率一致。
7.根据权利要求1所述的一种板式反应器催化剂装填装置，其特征在于，所述的加料机（1）通过软管连接一加料斗（2），通过加料斗（2）将催化剂添加到催化剂分布器上。
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