УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ЧАСТИЦ В ТРУБЫ ТРУБЧАТОГО РЕАКТОРА

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для загрузки сыпучих материалов, в частности, гранулированных частиц, в вертикально расположенные трубы, когда имеются особые требования к слою катализатора по однородности насыпной плотности в трубе и может использоваться при формировании неподвижных слоев катализатора в трубчатых реакторах, широко применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
В настоящее время при загрузке вертикальных труб широко распространен способ ручной загрузки с использованием мерного ручного контейнера (кружки). Контейнер заполняют загружаемыми частицами, стучат определенное количество раз, до получения заданной насыпной плотности и затем через воронку высыпают в загружаемую вертикальную трубу. Такая процедура выполняется несколько раз до заполнения загружаемой трубы.
В данном методе загрузки катализатора существенное влияние оказывает человеческий фактор, при котором получающийся слой характеризуется неоднородной упаковкой частиц (различной насыпной плотности и гидравлическим сопротивлением), что в процессе работы вызывает необратимые изменения в структуре слоя катализатора и приводит к увеличению разброса гидравлического сопротивления в разных трубах и соответственно к ухудшению технико-экономических показателей аппарата.
Известно устройство для загрузки сыпучего материала в вертикальную трубу, состоящее из бункера с расположенным в нижней части открытым выпускным отверстием, горизонтального ленточного транспортера, снабженного электроприводом и расположенного одним концом под указанным выпускным отверстием, а другим - над конусной воронкой, вставляемой в загружаемую трубу (US 5626455, B65G 047/18, 6.05.1977). При загрузке частицы поступают из бункера на ленту транспортера и через воронку попадают в трубу, где свободно падает формируемый слой. Изменение
высоты расположения бункера над лентой транспортера позволяет, по мнению авторов, регулировать плотность загрузки частиц в трубе путем управления расходом частиц, поступающих из бункера на ленту транспортера и далее в трубу. Недостатком такого устройства является низкая производительность при загрузке большого количества труб и громоздкость конструкции (большие габаритные размеры), что затрудняет мобильному перемещению.
Известно устройство для загрузки сыпучего материала в вертикальную трубу, которое содержит корпус, снабженный установленными на расстоянии друг от друга внутренними горизонтальными плитами, каждая из которых снабжена расположенными на расстоянии друг от друга со смещением друг относительно друга отверстиями одинакового размера с таким расчетом, что при вертикальной проекции на смежные плиты отверстия расположены не концентрично с отверстиями смежных плит, и число отверстий в последующей плите, по меньшей мере, на одно отверстие превышает число отверстий в предыдущей плите (RU 2140321, B01J 4/006, 8/06, 27.10.1994). Данное устройство обеспечивает равномерную загрузку катализатора в трубки реактора. Недостатком такого устройства является не возможность управления плотностью упаковки неподвижного слоя, формируемого в ходе загрузки в трубках реактора.
Наиболее близким является устройство для загрузки сыпучего материала в несколько вертикальных труб, которое состоит из многосекционного приемного бункера, в который непосредственно загружается катализатор, дозирующий механизм с выходом на множество вибрирующих желобов, вибрация которых осуществляется при помощи двух вибраторов. По вибрирующим желобам катализатор попадает в гибкие шланги, через которые в реакционные трубы реактора. Все конструктивные элементы крепятся на основной передвижной раме (WO 9814392, B65G 27/16, 1998.04.09). По количеству общих признаков данное устройство взято за прототип.
Недостатком прототипа является то, что в данном загрузочном устройстве загрузка производится в многосекционный приемный бункер, из которого катализатор попадает на горизонтальный вибрирующий желоб, что при загрузке большого объема катализатора может привести к запиранию выходных отверстий. За счет горизонтального расположения подающих вибрирующих желобов образуются большие пространственные размеры. При увеличении одновременно загружаемых реакционных трубок реактора конструкция данного загрузочного устройства резко увеличивает свои габаритные размеры.
Полезная модель решает задачу разработки компактной конструкции устройства для загрузки частиц за счет применения промежуточного бункера револьверного типа.
Задача решается конструкцией устройства для загрузки частиц катализатора в трубки трубчатого реактора, содержащий приемный бункер, снабженный входным и выходным отверстиями для загрузки и выгрузки частиц катализатора. Устройство дополнительно содержит промежуточный бункер револьверного типа, состоящий из не менее двух промежуточных емкостей одинакового объема, который расположен ниже указанного приемного бункера, имеющего возможность вращаться вокруг вертикальной оси, а также содержит мотор-вибраторы, которые предотвращают образование сводов при высыпании частиц катализатора из промежуточных емкостей через гибкие шланги с наконечниками.
Промежуточные емкости снабжены входным и выходным отверстиями для загрузки и выгрузки частиц катализатора. Объем указанных промежуточных емкостей равен внутреннему объему загружаемой трубки трубчатого реактора. Выходные отверстия указанных промежуточных емкостей снабжены шиберами. Шибера соединены друг с другом таким образом, что могут открываться либо одновременно, либо по отдельности. Выходные отверстия промежуточных емкостей соединены с загружаемыми трубками посредством гибких шлангов с наконечниками, которые позволяют за один установ загрузочного устройства (путем перемещения наконечников которые вставляются в подлежащие загрузке трубки трубчатого реактора) загрузить ~ 45-50 трубок.
Приемный бункер и промежуточные емкости размещены на опорных стойках, имеющих возможность регулировки их высоты.
В предлагаемой полезной модели весь процесс подготовки и загрузки катализатора происходит в вертикальной плоскости, что исключает возможность прекращения истечения катализатора из всех выходов конструктивных элементов загрузочного устройства.
Загрузку проводят в две стадии, разделенные по времени: в первой производят подготовку катализатора, которая включает отбор одинаковых порций катализатора и размещение порций в отдельные промежуточные емкости, во второй стадии производят подачу катализатора из промежуточных емкостей в загружаемые трубки, объем каждой порции равен объему катализатора, загружаемого в одну трубку, для обеспечения равенства количества катализатора в промежуточных емкостях указанная выше подготовка (дозирование) проводится с использованием вибрации емкостей, для
управления плотностью упаковки неподвижного слоя, формируемого в ходе загрузки в трубках, предусмотрена возможность регулирования указанной скорости падения частиц путем изменения высоты расположения промежуточных бункеров над загружаемыми трубками.
Для увеличения производительности производят одновременную загрузку частицами катализатора не менее двух трубок трубчатого реактора.
Для обеспечения однородной загрузки всех трубок трубчатого реактора частицы подают непрерывной струей в загружаемую трубку с определенной одинаковой для всех частиц катализатора скоростью.
В нашем случае за счет применения промежуточного бункера револьверного типа конструкция загрузочного устройства получается более компактной, что позволяет доставлять ее в реактор через загрузочные люки (⌀500÷600 мм), а при увеличении числа одновременно загружаемых трубок конструкция увеличивается незначительно.
Предлагаемое загрузочное устройство имеет возможность регулирования скорости падения частиц и плотности упаковки неподвижного слоя за счет изменения высоты промежуточных бункеров над загружаемыми трубками.
На Фиг. показан схематический вид предлагаемого устройства для загрузки частиц в трубки трубчатого реактора.
Устройство состоит из приемного вращающего бункера 1, под которым находится промежуточный бункер револьверного типа 2, состоящий из не менее двух промежуточных емкостей одинакового объема 3, снабженных входным и выходным отверстиями для загрузки и выгрузки частиц катализатора. Выходные отверстия промежуточных емкостей 3 снабжены шиберами 4, которые могут открываться либо одновременно, либо по отдельности. Под промежуточным бункером револьверного типа 2 находятся конусные воронки 5, выходные отверстия которых, соединены с загружаемыми трубками 9 посредством гибких шлангов (рукавов) 6 с наконечниками 7. Для предотвращения образование сводов, при высыпании частиц катализатора из конусных воронок 5 через гибкие шланги (рукава) 6 установлены мотор-вибраторы 8. Приемный вращающийся бункер 1, промежуточный бункер револьверного типа 2 и конусные воронки 5 размещены на опорных стойках.
Предлагаемое устройство для загрузки сыпучих материалов, в частности, гранулированных частиц катализатора, работает следующим образом.
Перед началом загрузки наконечники, находящиеся на гибких шлангах (рукавах) 6 вставляют в загружаемые трубы 9. Частицы насыпают во вращающийся приемный
бункер 1. После заполнения частицами промежуточного бункера револьверного типа 2, состоящий из промежуточных емкостей одинакового объема 3, вращающийся приемный бункер 1 останавливают. Затем одновременно, либо по отдельности открывают шибера 4 и частицы свободно падают под влиянием гравитации через конусные воронки 5 гибкие шланги (рукава) 6 в загружаемые трубы 9 до их заполнения.
Применение предлагаемого устройства для загрузки частиц в вертикальные трубы позволяет загружать частицы непрерывной струей с заданной одинаковой для всех частиц катализатора скоростью. Это дает возможность формирования в трубах насыпного слоя однородной структуры и одинакового гидравлического сопротивления для любого количества загружаемых труб.