铝石气力输送在催化剂成胶中的应用与改造

李文业

摘要：介绍了铝石气力输送在催化裂化催化剂生产中的应用情况，分析了气力输送发生故障的原因，提出了针对每个原因的解决方案。通过改造，大大提高了气力输送的运行可靠性。研究了气力输送系统使用前后环境粉尘的的变化情况。测量结果表明，改造后的铝石输送除尘系统，使现场的粉尘含量大为减少。

关键词：铝石 气力输送 仓泵 除尘

中图分类号：TQ426.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0062-02

中石化催化剂齐鲁分公司一直致力于粉尘的治理工作，其中拟薄水铝石（以下简称铝石）气力输送是粉尘治理的一个重要的项目。催化剂装置在成胶加料过程中需要向成胶釜内加入大量铝石，作为催化剂的粘结剂。加料过程一般采用人工投料，费时费力，且投料时粉尘较大，严重污染环境，影响工人的身体健康。通过铝石气力输送的使用，使现场的铝石粉尘大为减少，明显改善了现场环境，且大大降低了工人的劳动强度。

1 铝石气力输送及其除尘系统简介

铝石气力输送是一种密相气力输送。密相气力输送可分为栓塞式气力输送和非栓塞式密相气力输送两种。铝石气力输送采用的是栓塞式气力输送中技术较成熟的脉冲气刀式栓流输送系统[1]。

铝石气力输送加料的主要操作流程是：铲车将大包装铝石运到单轨吊的吊装区域；按照成胶[2]配方要求的加入量，用单轨吊将铝石投入铝石仓泵；用仓泵将铝石输送到成胶釜中，进行成胶[2]。

铝石气力输送装置主要有：储气罐、仓泵、输送管路、控制柜、布袋除尘器等。输送流程见图1。

仓泵的输送过程是：关闭仓泵上部的密气阀和封料阀；仓泵底部出口的两道胶胆阀打开。仓泵为脉冲式密相气力输送，仓泵的进气阀先对仓泵进行增压，将部分铝石流化，并压入输送管线中，脉冲增压阀进气3s后关闭，脉冲气刀阀进气打开，持续5s，对管路中的铝石快速成栓，进行输送。如此循环往复，直至仓泵内的铝石全部输送完毕。在输送时，铝石仓泵的测压点是一个很重要的观察点。在输送初期，由于铝石在仓泵内较多，管路中的铝石也较多，且固气比较大，一般在35～100。因此，仓泵的压力会迅速上升，当达到某一压力时，由于仓泵是脉冲气刀输送，会在这一压力附近上下波动，恒定向外发送铝石。一般这一压力与管路的阻力有直接关系，一般在0.15～0.25MPa时，输送效果较好。在输送快完毕时，仓泵内的压力会迅速降低，当降低到某一压力时，压力会保持恒定。这时的压力即为输送完毕时，管路对气体的阻力，一般为0.02～0.04MPa。这时将仓泵停止，脉冲增压阀、脉冲气刀阀、出口胶胆阀关闭。

投料时的除尘措施：在铝石投料到仓泵的过程中，由于铝石粉尘的颗粒非常细小，在投料时会产生扬尘。为防止粉尘的扩散，在投料斗的内侧上部，均布12个除尘孔，除尘孔与布袋除尘器的入口风道相连。在投料时，开启布袋除尘器，调节引风量，使除尘孔保持微负压，将扩散的铝石粉尘引入布袋除尘器。同样，在仓泵泄压时，为防止排出气体时，气体中含有的粉尘污染环境，将泄压管线也引入布袋除尘器。

在铝石通过仓泵向成胶釜输送的过程中，在成胶釜内也会产生扬尘。产生的扬尘会随排风筒排到釜外。为减少扬尘，铝石进料是从成胶釜的底部进入，成胶釜在加入化学水后，液面没过铝石的加料口。成胶釜搅拌的转速为104rpm，铝石的入口喷管与搅拌切线方向一致，通过成胶釜折流板产生的剧烈湍流，有效的对进入成胶釜的干铝石进行浆化和吸收，减少了铝石粉尘通过成胶釜排风筒排出，降低了粉尘对环境的污染，提高了收率。

但在实际生产中故障率较高，部分操作环境和检修环境恶劣，粉尘含量较高，操作不方便，经常出现管线堵塞等。现在就对铝石气力输送系统的上述问题，进行一下深入的研究，并找出解决方法。

2 铝石气力输送故障原因分析及改造方案

2.1改造铝石的投料斗，消除大块铝石、杂物等对管路的堵塞

由于铝石的团聚状态存在差异，有的铝石是粉状的，有的铝石是松散的小颗粒状的，有的铝石团聚为较大的块状。并且在铝石的投料过程中，包装袋上也容易脱落杂物。原有设计为，投料斗底部有一层45mm×45mm的钢丝网，对杂物进行分离。由于没有考虑到物料的实际情况，钢丝网的网格较大，不能对铝石中的大块进行分离，对杂物的分离效果也较差。铝石大块和杂物被投入仓泵后，由于输送管线为DN50，通径不大，且不能将其流化、输送，从而造成管线堵塞。改用10mm×10mm的钢丝网后，减小了过滤孔径，可以将铝石大块、杂物从铝石干粉中分离。但由于铝石的流动性较差，很容易在网格上搭桥，导致无法正常投料。

为解决上述问题，在投料斗内增加了异形振动筛，筛底固定10mm×10mm的钢丝网，采用0.25kW振动电机。（如图2）。

改造后，彻底消除了铝石在钢丝网上的搭桥现象，很容易将铝石大块、杂物从铝石干粉中分离。较松散的大块经过振动筛的撞击后，部分被分割成小颗粒。确保了投入仓泵中的铝石都是粉状和小颗粒状，能被仓泵流化输送，解决了大块铝石、杂物等对管路的堵塞问题。

2.2两种阀门配合使用，解决了支管路物料泄漏问题

铝石输送管线是由一条主管线和多条支管线组成，每条支管线对应一台成胶釜。每条支管线上都设有自控进料阀，控制铝石向指定的成胶釜中输送。原设计只有在喷管弯头的上部有一个胶胆阀。胶胆阀的工作原理是：阀内通入仪表风，将阀内的胶胆压扁，使阀门关闭；当没有仪表风时，胶胆回弹为直筒，阀门关闭。虽然胶胆阀不会被化学水、胶体腐蚀，也能防止铝石遇水结块，将阀门卡住。但胶胆阀的密封性和使用寿命，受仪表风风压影响很大，一般使用减压阀将压力调节到0.4MPa。当管线内的压力较高，大于胶胆的密封压力时，铝石就会将胶胆的密封面撑开，发生阀门内漏现象，从而影响胶体质量。

为解决胶胆阀内漏的问题，又能充分利用好胶胆阀的优点。在主管线和支管线的三通位置，将分路阀门，由胶胆阀改为气动球阀，在成胶釜入口喷管处的胶胆阀不变。气动球阀与胶胆阀同时开关，充分利用了两种阀门的优点，解决了支管路物料泄漏问题（如图1）。

同样，将两台仓泵的出口阀也改为气动球阀，解决了仓泵在输送时相互串压的问题。

2.3改造铝石喷管，消除了喷管内铝石结块现象

铝石气力输送的喷管在成胶釜的底部，液面以下。由于铝石遇水，如果没有搅拌的作用，将其浆化，就容易使铝石结块，铝石在喷管上不断的沉积，使流通截面不断减小，最终导致管路的堵塞。且堵塞后，难以用仪表风吹扫的方式将其疏通。只能将喷管拆出，用机械的方式进行清理。且清理周期较短，12～15天就需要清理一次。

为解决上述问题，将喷管插入成胶釜中的长度缩短，由400mm缩减到200mm，减少了喷管处的出口阻力，大大减少了铝石的沉积面积；并在喷管的弯头处，铝石最易沉积的部位，增加仪表风的吹扫装置，如图3。

增加吹扫装置后，等同于在铝石易沉积结块的部位，增加了搅拌，使喷管中的铝石能够进行浆化，从喷管中流走，喷管的堵塞现象基本消除。此外，还防止了胶胆阀与胶体接触，造成铝石在胶胆阀中的结块现象。

3 铝石气力输送应用之前与应用之后现场粉尘的对比

采样和测量用的仪器有定点粉尘采样器（型号：AKFC-92A）和电子天平（型号：AB265-S）。应用之前与应用之后投料区域粉尘含量情况见表1。

通过应用前后对比可以看出，铝石投料时投料区域的粉尘含量明显降低，平均由10.2mg/m3减少到1.8mg/m3，平均减少8.4mg/m3。检测结果符合《工作场所有害因素职业接触限制第1部分：化学有害因素》GB2.1-2007的要求。

4 结论

（1）通过对铝石气力输送装置的改造，大大提高了气力输送的可靠性，显著降低了故障率。

（2）铝石气力输送的应用明显降低了工人的劳动强度，整个投料和输送过程全部实现了机械化和自动化。

（3）通过对铝石气力输送除尘系统的应用和改造，使现场的粉尘含量明显减少，改善了现场环境。

（4）提高了铝石的利用率。

参考文献

[1] KonardK.Dense-phasepneumaticconveying：Areview[J].PowderTechnology.1986，49（1）：1-35.

[2] 张继光.催化剂制备过程技术[M].北京：中国石化出版社，2004，6.

[3] GB2.1-2007.工作场所有害因素职业接触限制第1部分：化学有害因素[S].