УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ КАТАЛИЗАТОРОМ ТРУБ РЕФОРМИНГА

Полезная модель относится к процессу загрузки гранул катализаторов в трубчатые печи и реакторы и может быть использована в химической и нефтеперерабатывающей и металлургической промышленности для производства водорода, например первичного реформинга в производстве аммиака и метана.
В настоящее время при загрузке вертикальных труб, используют промежуточные контейнеры, выполненные из ткани или полиэтилена в форме протяженных рукавов, открытых с одной стороны. Контейнеры заполняют загружаемыми частицами, причем контейнеры изготавливают таким образом, чтобы диаметр заполненных рукавов был на 10-20 мм меньше диаметра трубы. Открытый конец рукава подгибают и затем контейнер опускают в трубу с помощью троса, привязанного к другому концу контейнера. При достижении нижним концом контейнера поверхности загружаемого слоя контейнер резко встряхивают и через открытый конец контейнера загружаемые частицы поступают из контейнера в слой. (Catalyst Handbook. Ed. by Martyn V. Twigg. Wolf Publishing Ltd. 2 Edit. 1989. p.156-162).
Недостатком известного устройства является то, что при загрузке катализатора в трубы высотою 10-14 м высока вероятность разрушения гранул катализатора, кроме того, формируется неоднородный слой катализатора по высоте трубы.
Наиболее близким техническим решением устройства является устройство для формирования плотных катализаторных слоев, состоящее из бункера, дозирующей системы, отличающееся тем, что оно имеет трос с закрепленным на нем тормозом, который выполнен в виде трубчатого разрезного стержня с ярусным расположением жестких, покрытых упругим материалом лучей и закреплен на тросе с помощью подпружиненного прижима, а расстояние между ярусами составляет 2-5 характерных размера гранул катализатора (патент RU №2250132, МПК 7 B01J 8/06, B01J 4/00, опубл. 20.04.2005).
Недостатком известного устройства то, что тормоз ограничивая свободное падение гранул, ударяясь о лучи тормоза несколько раз пока долетит до дна трубы 10-14 м, вероятность разрушения гранул остается, другим недостатком является затраты труда и времени на сборку и разборку тормоза. Система дозирования также требует затрат, для оснастки, настройки.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы реакционных труб реформинга.
Технический результат заключается в равномерности укладки гранул катализатора по окружности реакционной трубы, сохраняя их целостность, и повышении скорости загрузки и как следствие увеличение срока службы катализатора и реакционных труб.
Технический результат достигается тем, что устройство для загрузки катализатором труб реформинга, состоит из бункера и тормоза с лучами при этом тормоз представляет собой воздушный замедлитель падения, выполненный из штуцера в виде отрезка трубы вставленного в стакан в виде отрезка трубы с наглухо закрытым одним концом с жестко закрепленными на стакане и штуцере лучами, выполненными из пластин, ориентирующими устройство по центру реакционной трубы, а на штуцер одет шланг с маркировкой глубины погружения, который наматывается на барабан-катушку с вращающимся соединением, при этом на линии подачи сжатого воздуха установлен манометр и кран, а бункер выполнен в виде приплюснутой емкости, к дну которой жестко прикреплен желоб со щелевыми отверстиями, при этом подставка бункера выполнена из уголка с фиксирующими шпильками.
Устройство поясняется чертежами:
на фиг.1 представлен воздушный замедлитель падения вид сбоку в разрезе;
на фиг.2 представлен воздушный замедлитель падения вид сверху;
на фиг.3 общий вид устройства для загрузки катализатором труб реформинга.
Устройство отличается тем, что оно создает поток воздуха от слоя катализатора навстречу падающим гранулам, где гранулы «зависают» опускаются на дно трубы с меньшей скоростью.
Замедлитель падения гранул 1 (фиг.1, фиг.2) состоит из штуцера 2, в виде отрезка трубы, который вставляется в стакан 3, в виде отрезка трубы с наглухо закрытым одним концом, с закрепленными лучами 4, ориентирующими устройство по центру реакционной трубы 18, на штуцер надевается шланг 5, который наматывается на барабан-катушку 6 (фиг.3) вращающемся соединением 7, барабан-катушка 6 соединена с линией сжатого воздуха 8 вращающемся соединением 7, входящий воздух регулируется краном 9 и контролируется манометром 10 для фиксации размотки используется трещотка 11.
Штуцер 2, жестко фиксируется по центру стакана 3, площадь S зазора между стаканом 3 и штуцером 2 равна 1-2 S внутреннего диаметра D штуцера 2. Пример; если возьмем штуцер внутренний D 18 мм с учетом толщины стенки 2 мм внешний D 22, то внутренний D стакана должен быть 28, но если в стандартах нет труб такого диаметра, берем D30 или D32, но не должна превышать 34 мм (фиг.2), S зазора=1-2 S внутреннего D штуцера). Также достаточным должен быть зазор между штуцером и дном стакана (фиг.1), достаточным должна быть длина штуцера, струя воздуха выходящая из стакана не должна получать сопротивления от шланга 5 надетого на штуцер 2, можно шлаг 5 заострить (обточить), также нужно заострить конец штуцера 2. Лучи 4 изготавливаются из пластин крепятся по длине стакана 3, лучи нужны для ориентации устройства по центру реакционной трубы без перекоса, расстояние между верхним и нижним краями лучей должно быть больше внутреннего диаметра трубы, чтобы исключить перекос, углы закруглены.. Если штуцер в стакане будет с перекосом, то устройство может начать вращаться, скручивая шланг, а еще хуже гранулы будут ложиться по одному краю трубы, что приведет к образованию сводов и пустот. Похожая ситуация будет если лучи будут приварены криво. Так как на внутренний диаметр реакционных труб, нет единого стандарта, изготавливается некоторое количество устройств, а на месте подгоняются под нужный диаметр, обрезая лучи готового устройства, с учетом сварных швов, они не всегда бывают идеальные.
Для компактности и удобства выбирается гибкий тонкостенный шланг 5, длиной 15-25 м, шланг маркируют цифрами по нарастающей через каждый метр начиная от устройства 1, а через 0,5 м чертой, шланг 5 наматывают на катушку 6. иногда есть смысл шланг дублировать тросом D1-3 мм. Барабан-катушка 6 соединяется с линией сжатого воздуха 8 скользящим соединением 7. Для фиксации размотки используется трещотка 11. Входящий сжатый воздух от источника регулируют краном 9 и контролируют манометром 10. Крепеж (не показан) на задней стенке зажим винтовой, либо подвеска.
Бункер 13 (фиг.3) представляет собой емкость на 12-15 литров, снизу приплюснутый. Желоб 14, выполнен в виде ленты шириной 200-250 мм, со щелевыми отверстиями шириной до 2/3 размера гранул (для отсева пыли и мелких частиц), жестко крепится ко дну емкости, под углом к горизонту 10-30 градусов, загнутый U-образным способом. В желоб 14 на выходе из бункера 13 устанавливается заслонка дозатор 15. Чтобы поток воздуха не мешал работать, бункер 13 смещен на расстоянии 1-3 диаметра реакционной трубы от фланца, ставится на подставку 16 изготовленную уз уголка, фиксирующие шпильки 19 входят в отверстия фланца 17. Бункер можно снять с фланца, только подняв и наклонив его вперед, вытащив шпильки.
Устройство для загрузки описанной конструкции работает следующим образом.
Перед началом загрузки шланг с сжатым воздухом 8 растягивают в ряды реакционных труб, соединяют с барабаном-катушкой 6, который подвешивают над трубой 18, трещотку 11 ставят в положение нейтрально, шланг 5 с устройством 1 опускают в загружаемую реакционную трубу 18, разматывая барабан-катушку 6, смотрят на шланге 5 маркировку глубины, поднимают устройство 1 на 0,5-2 м и фиксируют трещотку 11. Открывают кран 9, подают сжатый воздух на устройство 1, контролируя давление манометром 10, согласно режима для данного внутреннего диаметра трубы. Устанавливают бункер 13 на фланец 17, засыпают из мерника (ведро 5-10 л) катализатор. Открывают заслонку дозатора 15 с расчетом выхода нескольких гранул в момент времени. Гранулы не должны перекрывать больше половины диаметра реакционной трубы 18 (недопустимо залпового прохода гранул).
По мере заполнения реакционной трубы 18 поднимают устройство 1 с помощью барабана-катушки, следя за объемом катализатора и маркировкой на шланге 5, иногда опускают устройство 1 до касания с катализатором 12 для уточнения высоты наполнения реакционной трубы катализатором. По окончании загрузки реакционной трубы 18, шланг 5 с устройством 1, переносится на соседнюю реакционную трубу, при необходимости барабан-катушка перевешивается, начинаем там загрузку. А здесь замеряем сопротивление, сверяем данные, доводим до кондиции.
Необходимо чтобы устройство 1 находилось над слоем катализатора 12, если оно будет в слое катализатора 12, то могут образоваться пустоты, то есть нарушиться качество укладки, а если завалит устройство в трубе на 0,5 м и больше, будет проблема оттуда его достать.
Использование данного устройства позволяет укладывать гранулы равномерно без сводов, полостей и пылевых пробок, не боясь разрушения гранул катализатора, при этом увеличивая скорость загрузки и как следствие увеличение срока службы катализатора и реакционных труб.