Установка для сушки и прокалки катализаторов

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. Изобретение заключается в том, 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 готового продукта, отличающейся тем, что 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, а 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 готового продукта и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки, при этом система подачи исходного раствора выполнена в виде акустических форсунок, выполненных в виде корпуса с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода сушильного агента, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода влажного исходного раствора, при этом внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце втулки расположено по крайней мере одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°-40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности чашки, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия. Техническим результатом является 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 + 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 готового продукта, 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 готового 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 и 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 готового продукта и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки, при этом система подачи влажного исходного раствора выполнена в виде акустических форсунок, выполненных в виде корпуса с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода сушильного агента, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода влажного исходного раствора, при этом внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце втулки расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°-40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности чашки, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.

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 влажного 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. 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 готового 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 полый корпус 17 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 19 и кольцевого объемного резонатора 21. Корпус 17 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 23 для подвода сушильного агента, перпендикулярно ее оси расположена трубка 24 для подвода влажного исходного раствора. Внутри корпуса 17, соосно ему, жестко закреплена втулка 30 с фланцами: верхним 18 и нижним 22, причем нижний фланец 22 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 17. Внутри втулки 18, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 21, выполненный в виде чашки 25 с конической поверхностью 27.

Чашка 25 запрессована на стержне диаметром d резонатора 21, а в его хвостовой части 20 расположены фиксирующие диски 28 и 29, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 30. В нижнем фланце 22 расположено по крайней мере одно сопло 26 под углом к оси резонатора 21, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°-40°, причем продолжение оси сопла 26 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 27. На внутренней поверхности втулки 30 выполнены соосные коническое 31 и цилиндрическое 32 отверстия.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 21 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 27 и нижней торцевой поверхностью корпуса 17 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 25 резонатора 21 к диаметру d₂ ее внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 25 резонатора 21 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 25 резонатора 21 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин d₁/h₁=1÷2.

Прокалочный аппарат 12 предназначен для создания двухступенчатого температурного режима прокалки и обеспечения регламентированного времени пребывания катализатора в каждой ступени: 1-я ступень обеспечивается подачей сушильного агента в верхнюю часть аппарата, а парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора, подается в нижнюю часть аппарата, а готовый продукт поступает в охладитель продукта 14. Скруббер Вентури 15 с каплеуловителем предназначен для окончательного процесса пылеулавливания ретура и очистки выходящего в атмосферу сушильного агента. Установка оснащена системой очистки отработанного теплоносителя, блоком охлаждения готового продукта, узлом дозированного питания, транспортом продукта внутри установки, бункером готовой продукции и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки.

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 прокалочного аппарата 12 с кондуктивной передачей тепла катализатору позволило реализовать три необходимых условия качественного проведения процесса, что 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 влажного исходного раствора работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 23, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 21. В результате прохождения резонатора 21 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого через трубку 24 в сопло 26, откуда он попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 21, затем дробится под воздействием акустических колебаний сушильного агента на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с сушильным агентом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 27 резонатора 21. В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%. Техническая характеристика предложенной установки: производительность по готовому продукту 500 кг/ч; расход газа 1280 м³/ч; установленная мощность 700 кВт.

Установка характеризуется энергоэкономным процессом благодаря теплоиспользованию отработанного теплоносителя прокалочного аппарата 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 сушильного агента к каждой форсунке, а также замена метода диспергирования создают условия для получения укрупненного и более однородного грансостава при равномерной термической обработке диспергированных частиц в сушилке.

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 готового продукта, отличающаяся тем, что 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, а 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 и бункером готового продукта, при этом система подачи исходного раствора выполнена в виде акустических форсунок, выполненных в виде корпуса с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода сушильного агента, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода влажного исходного раствора, при этом внутри корпуса, соосно ему жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки соосно ей расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце втулки расположено по крайней мере одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности чашки, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.

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