一种连续式固体颗粒循环量控制装置的制作方法

本实用新型属于流化床和移动床系统中固体颗粒循环量计量与控制装置技术领域，主要

涉及的是一种连续式固体颗粒循环量控制装置。尤其适合在中、小型流化床和移动床系统中使用。

背景技术：

流化床和移动床是石油化工、冶金、热电等许多工业领域广泛应用的反应器形式。在这类反应系统中，固体催化剂颗粒是在不同的反应器之间循环流动，以实现反应-再生、热量传递或其它功能，因此，固体颗粒循环量的连续测量与控制是该系统的关键点和难点，是影响其工作状态和效率的关键因素之一。

目前，公知的固体颗粒循环量的测量与控制方法主要有非机械式阀门、机械式阀门和闭锁料斗。前两种测控方式均为非容积式，即固体颗粒循环量的测控不是通过容积测量来实现的，而是依靠对其它参数的测量间接地实现对颗粒循环量的控制；后一种控制方法为容积式计量方法，但其控制过程是间歇的。

用于固体颗粒循环量控制的非机械式阀门（L阀、J阀、H阀、V阀和U阀等）是一种非容积式控制阀，主要用于循环流化床锅炉，一般适合于微球颗粒，其优点是可在高温下连续工作，无运动构件，可靠性较高；缺点是颗粒循环量必须通过调整输送气流来控制，控制精度较差，且对产物分离带来不利影响。

用于固体颗粒循环量控制的机械式阀门（蝶阀、塞阀、滑阀等）也是一种适合于微球颗粒的非容积式控制阀。这类阀门不需要输送气流，不会引入杂质，常用于有化学反应和产物需要分离的场合，如FCC、MTO等工艺过程。其优点是反应灵敏，容易维持阀门上部料腿的料封高度；缺点是对循环量控制通常需要与热量、碳差或滑阀压降等测量数据配合使用，计算过程复杂、测控精度差。

闭锁料斗是移动床装置催化剂颗料循环量控制的核心设备，是连接反应与再生系统的桥梁，其主要作用是严格地实现不同反应环境的隔离并完成催化剂在反-再系统之间的输送。闭锁料斗为容积式设备，对催化剂循环量的控制较为精确，但其辅助设备多，对阀门设备的要求高，控制流程复杂，需要大量的输送风，且对催化剂的计量与输送是非连续。

上述的非机械式阀门和闭锁料斗在对固体颗粒计量和输送过程中，需要有松动风、输送风或加压风，这些输送风一般为净化风或氮气，随着固体颗粒进入反应产物中会造成二次污染，需要进行再次分离。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种连续式的固体颗粒循环量控制装置。该装置适合于微球、小球或非球形固体颗粒的循环量的计量与控制，其结构简单，调节灵活，计量准确，过程连续，不需要在线测量与计算，也不需要输送风，能够避免对系统带来的二次污染。

本实用新型实现上述目的采用的技术方案是：一种连续式固体颗粒循环量控制装置主要由进料管、壳体、布料轮、压片和调速组件组成，所述的进料管固定连接在壳体的上部，所述的布料轮位于壳体内进料管的下方，在布料轮圆周表面等分有若干容积相等的计量小格子；所述调速组件位于壳体外，其输出端与布料轮连接，所述壳体的下部为出料管。

本实用新型所述的进料管为锥形圆管或梯形管，其管壁与铅垂线的夹角α为0°～60°，其最下端的截面宽度a小于布料轮表面计量小格子的宽度b。

本实用新型所述的布料轮为圆柱形，其圆周表面等分的若干容积相等的计量小格子为梯形小格子。

本实用新型在所述布料轮上部位于进料管的两侧分别设置有一个压片，该压片的一端与固定连接在进料管外壁上固定座的固定销连接、别一端通过套在固定杆上的压紧弹簧与布料轮紧密接触。

本实用新型所述布料轮的进料管与布料轮表面的间距为1～10mm。

本实用新型在所述壳体还连接有压力平衡管，该压力平衡管上至少带有一个过滤器和松动风管。

本实用新型所述进料管的上端伸出壳体外，与上法兰固定连接。

本实用新型所述出料管的下端连接有下法兰。

本实用新型所述的布料轮的厚度与直径比为1：2～1：5。

本实用新型所述的压片与布料轮接触的非固定端为向上弯曲翘起结构。

在本实用新型是利用固体颗粒流动特性结合布料轮匀速旋转来实现计量的。需要计量的固体颗粒由入口A沿进料管向下流入壳体内布料轮表面的计量小格子内，调速装置通过固定轴带动布料轮按一定方向匀速旋转，当装满固体颗粒的计量小格子旋转到壳体的下半部分时，固体颗粒在重力作用下从小格子内滑落，沿出口B流出。由于本实用新型的固体颗粒的流量计量采用容积式，且布料轮表面的梯形小格子的容积相等，因此通过布料轮的固体颗粒流量（循环量）只与布料轮的转速和颗粒的堆积密度有关，而与温度和压力等操作参数无关，这就避免工艺参数波动对固体颗粒循环量的影响。对于同一种固体颗粒，只要布料轮的转速恒定，则流过该循环量控制装置的固体颗粒量也是恒定的。改变布料轮的转速，则固体颗粒循环量随之改变，整个调节过程简单易行，过程连续，计量准确。由于布料轮上部设置了压片，可以防止固体颗粒任意流动，可以进一步提高测量结果的准确性。此外，循环量控制装置壳体与进料管之间设置了压力平衡管，可以防上下压力不平衡造成的下料不畅或下料过快问题，彻底消除了操作压力对固体颗粒循环量的影响。由于该装置依靠布料轮的转动实现对固体颗粒计量，在正常情况，即固体颗粒不粘结、不架桥，可以正常流动的情况下，不需要开启松动风，因此不向系统引入其他气体，避免对系统带来二次污染。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图2连接轴支座示意图。

图中，1、上法兰；2、进料管；3、壳体；4、布料轮；5、连接轴；6、固定杆；7、压紧弹簧；8、压片；9、固定座；10、固定销；11、压力平衡管；12、松动风管；13、过滤器；14、出料管；15、下法兰；16、密封组件；17、调速组件；18、计量小格子；19、连接轴支座；A、入口；B、出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加明晰，以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1结合图2所示，本实用新型所述的连续式固体颗粒循环量控制装置主要由上法兰1、进料管2、壳体3、布料轮4、连接轴5、固定杆6、压紧弹簧7、压片8、压力平衡管11、出料管14、下法兰15、计量小格子18和连接轴支座19组成，其中，进料管2为锥形圆管或梯形管，其管壁与铅垂线的夹角α为0°～60°，优选10°～45°，其最下端的截面宽度a小于布料轮4表面计量小格子的宽度b。以保证固体颗粒能够顺利流下。所述进料管2位于壳体3的上部并与壳体3的上部固定连接，其上端伸出壳体3外与上法兰1固定连接、下端位于壳体3内。在壳体3内位于进料管2的正下方设置有布料轮4，该布料轮4通过连接轴5进行支撑。连接轴5一端通过密封组件16在壳体3的一侧进行密封和支承，另一端放置在连接轴支座19上（如图3所述），该连接轴支座19为半圆形，焊接在与密封组件16正对的壳体3的另一侧的内壁上。所述布料轮4与进料管2最下端的间距为1～10mm，优选2～6mm，以防止固体颗粒从布料轮的侧面流出。所述的布料轮4为圆柱形，厚度与直径比为1：2～1：5。沿布料轮4圆周表面等分为若干容积相等的计量小格子，用以盛装和计量自进料管2流下来的固体颗粒。由于梯形为上大下小结构，有利于加工并且不会造成固体颗粒流出困难，因此，本实施例将计量小格子设计为梯形小格子18。

在布料轮4上部位于进料管2的两侧分别设置有一个压片8，压片8的宽度与计量小格子18的宽度一致，其固定端有一个可穿过固定销10的圆孔，非固定端为向上弯曲翘起结构。压片8的固定端与焊接在进料管2外壁上的固定座9和固定销10连接。固定座9每组为两块矩形的金属板，对称地焊接在进料管2的外壁上，每边焊接两块金属板，每块金属板上开有一个能够穿过固定销10的孔，压片8的固定端位于两块金属板之间，用固定销10依次穿过前固定座9的前金属板、压片8和固定座9和后金属板上的孔，将压片8的一端固定住，并保证压片8能够围绕固定销10上下转动；压片8的别一端通过套在固定杆6上的压紧弹簧7与布料轮4紧密接触，其目的是保证每个小格子18内的固体颗粒体积相等，同时防止固体颗粒沿小格子侧面流出，固定杆6焊接在壳体3上。为防止压片8卡死布料轮4，压片8与布料轮4接触的非固定端（即靠近压紧弹簧7的一端）为向上弯曲翘起结构。调速组件17位于壳体3外部，其输出端与连轴杆5连接。调速组件17的作用有二：一是驱动布料轮4绕连轴杆5在壳体3内匀速转动；二是可以根据固体颗粒循环量要求调速转速。在连轴杆5通过壳体3的部位设置了密封组件16，用以阻止壳体3内的固体颗粒沿连轴杆5溢出，并对连轴杆5起到支承作用。由于布料轮4表面的梯形小格子18容积相等，因此通过布料轮4的固体颗粒流量（循环量）只与布料轮4的转速和颗粒的堆积密度有关（固体颗粒的粒径不大于5mm），而与温度和压力等操作参数无关，这就避免工艺参数波动对固体颗粒循环量的影响，提高计量的准确性。所述壳体3的下部为出料管14，该出料管14与进料管2同轴，出料管14的下端连接有下法兰15。需要计量的固体颗粒从入口A沿进料管2向下流入壳体3中，利用固体颗粒的流动特性，使其沿进料管自然流入匀速转动且表面均布等容积梯形小格子的布料轮4上，当布料轮转动到一定位置后，固体颗粒在重力的作用下从梯形小格子18滑落，从出口B沿出料管14流出，完成对固体颗粒的计量与输送。

为了消除待测系统压力不平衡或波动对固体颗粒循环量的影响，本循环量控制装置在壳体3与进料管2之间设置了压力平衡管11，用以平衡壳体3内腔与进料管2之间的压差，解决压力变化带来的下料不畅或下料过快问题，消除操作压力对固体颗粒循环量的影响。所述的压力平衡管11上至少带有一个过滤器13，作用是隔离固体颗粒，防止其未经计量而沿压力平衡管11直接流入壳体3中。过滤器13可以选用金属粉末过滤器、陶瓷过滤器或其他能够隔绝固体颗粒，但能够使气体通过的材料。在所述的还连接有松动风管12，该松动风管12与压力平衡管11相通，在松动风管12上设有一个阀门，防止压力平衡管11通过松动风管12直接与外界相通。松动风管12的作用是在进料管中的固体颗粒出现架桥现象而无法流动时，通过间断地供给松动风破坏固体颗粒出现架桥现象，保证固体颗粒能够顺利流下。