李文業(yè)

摘要：介紹了鋁石氣力輸送在催化裂化催化劑生產(chǎn)中的應用情況，分析了氣力輸送發(fā)生故障的原因，提出了針對每個原因的解決方案。通過改造，大大提高了氣力輸送的運行可靠性。研究了氣力輸送系統(tǒng)使用前后環(huán)境粉塵的的變化情況。測量結(jié)果表明，改造后的鋁石輸送除塵系統(tǒng)，使現(xiàn)場的粉塵含量大為減少。

關(guān)鍵詞：鋁石 氣力輸送 倉泵 除塵

中圖分類號：TQ426.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0062-02

中石化催化劑齊魯分公司一直致力于粉塵的治理工作，其中擬薄水鋁石（以下簡稱鋁石）氣力輸送是粉塵治理的一個重要的項目。催化劑裝置在成膠加料過程中需要向成膠釜內(nèi)加入大量鋁石，作為催化劑的粘結(jié)劑。加料過程一般采用人工投料，費時費力，且投料時粉塵較大，嚴重污染環(huán)境，影響工人的身體健康。通過鋁石氣力輸送的使用，使現(xiàn)場的鋁石粉塵大為減少，明顯改善了現(xiàn)場環(huán)境，且大大降低了工人的勞動強度。

1 鋁石氣力輸送及其除塵系統(tǒng)簡介

鋁石氣力輸送是一種密相氣力輸送。密相氣力輸送可分為栓塞式氣力輸送和非栓塞式密相氣力輸送兩種。鋁石氣力輸送采用的是栓塞式氣力輸送中技術(shù)較成熟的脈沖氣刀式栓流輸送系統(tǒng)[1]。

鋁石氣力輸送加料的主要操作流程是：鏟車將大包裝鋁石運到單軌吊的吊裝區(qū)域；按照成膠[2]配方要求的加入量，用單軌吊將鋁石投入鋁石倉泵；用倉泵將鋁石輸送到成膠釜中，進行成膠[2]。

鋁石氣力輸送裝置主要有：儲氣罐、倉泵、輸送管路、控制柜、布袋除塵器等。輸送流程見圖1。

倉泵的輸送過程是：關(guān)閉倉泵上部的密氣閥和封料閥；倉泵底部出口的兩道膠膽閥打開。倉泵為脈沖式密相氣力輸送，倉泵的進氣閥先對倉泵進行增壓，將部分鋁石流化，并壓入輸送管線中，脈沖增壓閥進氣3s后關(guān)閉，脈沖氣刀閥進氣打開，持續(xù)5s，對管路中的鋁石快速成栓，進行輸送。如此循環(huán)往復，直至倉泵內(nèi)的鋁石全部輸送完畢。在輸送時，鋁石倉泵的測壓點是一個很重要的觀察點。在輸送初期，由于鋁石在倉泵內(nèi)較多，管路中的鋁石也較多，且固氣比較大，一般在35～100。因此，倉泵的壓力會迅速上升，當達到某一壓力時，由于倉泵是脈沖氣刀輸送，會在這一壓力附近上下波動，恒定向外發(fā)送鋁石。一般這一壓力與管路的阻力有直接關(guān)系，一般在0.15～0.25MPa時，輸送效果較好。在輸送快完畢時，倉泵內(nèi)的壓力會迅速降低，當降低到某一壓力時，壓力會保持恒定。這時的壓力即為輸送完畢時，管路對氣體的阻力，一般為0.02～0.04MPa。這時將倉泵停止，脈沖增壓閥、脈沖氣刀閥、出口膠膽閥關(guān)閉。

投料時的除塵措施：在鋁石投料到倉泵的過程中，由于鋁石粉塵的顆粒非常細小，在投料時會產(chǎn)生揚塵。為防止粉塵的擴散，在投料斗的內(nèi)側(cè)上部，均布12個除塵孔，除塵孔與布袋除塵器的入口風道相連。在投料時，開啟布袋除塵器，調(diào)節(jié)引風量，使除塵孔保持微負壓，將擴散的鋁石粉塵引入布袋除塵器。同樣，在倉泵泄壓時，為防止排出氣體時，氣體中含有的粉塵污染環(huán)境，將泄壓管線也引入布袋除塵器。

在鋁石通過倉泵向成膠釜輸送的過程中，在成膠釜內(nèi)也會產(chǎn)生揚塵。產(chǎn)生的揚塵會隨排風筒排到釜外。為減少揚塵，鋁石進料是從成膠釜的底部進入，成膠釜在加入化學水后，液面沒過鋁石的加料口。成膠釜攪拌的轉(zhuǎn)速為104rpm，鋁石的入口噴管與攪拌切線方向一致，通過成膠釜折流板產(chǎn)生的劇烈湍流，有效的對進入成膠釜的干鋁石進行漿化和吸收，減少了鋁石粉塵通過成膠釜排風筒排出，降低了粉塵對環(huán)境的污染，提高了收率。

但在實際生產(chǎn)中故障率較高，部分操作環(huán)境和檢修環(huán)境惡劣，粉塵含量較高，操作不方便，經(jīng)常出現(xiàn)管線堵塞等?，F(xiàn)在就對鋁石氣力輸送系統(tǒng)的上述問題，進行一下深入的研究，并找出解決方法。

2 鋁石氣力輸送故障原因分析及改造方案

2.1改造鋁石的投料斗，消除大塊鋁石、雜物等對管路的堵塞

由于鋁石的團聚狀態(tài)存在差異，有的鋁石是粉狀的，有的鋁石是松散的小顆粒狀的，有的鋁石團聚為較大的塊狀。并且在鋁石的投料過程中，包裝袋上也容易脫落雜物。原有設(shè)計為，投料斗底部有一層45mm×45mm的鋼絲網(wǎng)，對雜物進行分離。由于沒有考慮到物料的實際情況，鋼絲網(wǎng)的網(wǎng)格較大，不能對鋁石中的大塊進行分離，對雜物的分離效果也較差。鋁石大塊和雜物被投入倉泵后，由于輸送管線為DN50，通徑不大，且不能將其流化、輸送，從而造成管線堵塞。改用10mm×10mm的鋼絲網(wǎng)后，減小了過濾孔徑，可以將鋁石大塊、雜物從鋁石干粉中分離。但由于鋁石的流動性較差，很容易在網(wǎng)格上搭橋，導致無法正常投料。

為解決上述問題，在投料斗內(nèi)增加了異形振動篩，篩底固定10mm×10mm的鋼絲網(wǎng)，采用0.25kW振動電機。（如圖2）。

改造后，徹底消除了鋁石在鋼絲網(wǎng)上的搭橋現(xiàn)象，很容易將鋁石大塊、雜物從鋁石干粉中分離。較松散的大塊經(jīng)過振動篩的撞擊后，部分被分割成小顆粒。確保了投入倉泵中的鋁石都是粉狀和小顆粒狀，能被倉泵流化輸送，解決了大塊鋁石、雜物等對管路的堵塞問題。

2.2兩種閥門配合使用，解決了支管路物料泄漏問題

鋁石輸送管線是由一條主管線和多條支管線組成，每條支管線對應一臺成膠釜。每條支管線上都設(shè)有自控進料閥，控制鋁石向指定的成膠釜中輸送。原設(shè)計只有在噴管彎頭的上部有一個膠膽閥。膠膽閥的工作原理是：閥內(nèi)通入儀表風，將閥內(nèi)的膠膽壓扁，使閥門關(guān)閉；當沒有儀表風時，膠膽回彈為直筒，閥門關(guān)閉。雖然膠膽閥不會被化學水、膠體腐蝕，也能防止鋁石遇水結(jié)塊，將閥門卡住。但膠膽閥的密封性和使用壽命，受儀表風風壓影響很大，一般使用減壓閥將壓力調(diào)節(jié)到0.4MPa。當管線內(nèi)的壓力較高，大于膠膽的密封壓力時，鋁石就會將膠膽的密封面撐開，發(fā)生閥門內(nèi)漏現(xiàn)象，從而影響膠體質(zhì)量。

為解決膠膽閥內(nèi)漏的問題，又能充分利用好膠膽閥的優(yōu)點。在主管線和支管線的三通位置，將分路閥門，由膠膽閥改為氣動球閥，在成膠釜入口噴管處的膠膽閥不變。氣動球閥與膠膽閥同時開關(guān)，充分利用了兩種閥門的優(yōu)點，解決了支管路物料泄漏問題（如圖1）。

同樣，將兩臺倉泵的出口閥也改為氣動球閥，解決了倉泵在輸送時相互串壓的問題。

2.3改造鋁石噴管，消除了噴管內(nèi)鋁石結(jié)塊現(xiàn)象

鋁石氣力輸送的噴管在成膠釜的底部，液面以下。由于鋁石遇水，如果沒有攪拌的作用，將其漿化，就容易使鋁石結(jié)塊，鋁石在噴管上不斷的沉積，使流通截面不斷減小，最終導致管路的堵塞。且堵塞后，難以用儀表風吹掃的方式將其疏通。只能將噴管拆出，用機械的方式進行清理。且清理周期較短，12～15天就需要清理一次。

為解決上述問題，將噴管插入成膠釜中的長度縮短，由400mm縮減到200mm，減少了噴管處的出口阻力，大大減少了鋁石的沉積面積；并在噴管的彎頭處，鋁石最易沉積的部位，增加儀表風的吹掃裝置，如圖3。

增加吹掃裝置后，等同于在鋁石易沉積結(jié)塊的部位，增加了攪拌，使噴管中的鋁石能夠進行漿化，從噴管中流走，噴管的堵塞現(xiàn)象基本消除。此外，還防止了膠膽閥與膠體接觸，造成鋁石在膠膽閥中的結(jié)塊現(xiàn)象。

3 鋁石氣力輸送應用之前與應用之后現(xiàn)場粉塵的對比

采樣和測量用的儀器有定點粉塵采樣器（型號：AKFC-92A）和電子天平（型號：AB265-S）。應用之前與應用之后投料區(qū)域粉塵含量情況見表1。

通過應用前后對比可以看出，鋁石投料時投料區(qū)域的粉塵含量明顯降低，平均由10.2mg/m3減少到1.8mg/m3，平均減少8.4mg/m3。檢測結(jié)果符合《工作場所有害因素職業(yè)接觸限制第1部分：化學有害因素》GB2.1-2007的要求。

4 結(jié)論

（1）通過對鋁石氣力輸送裝置的改造，大大提高了氣力輸送的可靠性，顯著降低了故障率。

（2）鋁石氣力輸送的應用明顯降低了工人的勞動強度，整個投料和輸送過程全部實現(xiàn)了機械化和自動化。

（3）通過對鋁石氣力輸送除塵系統(tǒng)的應用和改造，使現(xiàn)場的粉塵含量明顯減少，改善了現(xiàn)場環(huán)境。

（4）提高了鋁石的利用率。

參考文獻

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

[2] 張繼光.催化劑制備過程技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，2004，6.

[3] GB2.1-2007.工作場所有害因素職業(yè)接觸限制第1部分：化學有害因素[S].