中石油蘭州石化公司催化劑廠兩套分子篩中的3000t/a改性分子篩裝置采用二交二焙生產(chǎn)工藝，其中超穩(wěn)焙燒系統(tǒng)設(shè)備是新型超穩(wěn)渣油裂化催化劑生產(chǎn)裝置的核心設(shè)備。然而，這兩套分子篩自建成以來存在著停機(jī)事故頻繁、生產(chǎn)能力達(dá)不到設(shè)計(jì)值、系統(tǒng)物料輸送不暢以及焙燒爐給料不均等問題。這些問題一直制約著該裝置的正常生產(chǎn)和產(chǎn)量提高。為此，需對(duì)該超穩(wěn)焙燒系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，以期達(dá)到提高產(chǎn)量和穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。
1、超穩(wěn)焙燒系統(tǒng)
    超穩(wěn)焙燒系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。該超穩(wěn)焙燒系統(tǒng)中的主要設(shè)備有槳葉干燥烘干機(jī)、爐頭進(jìn)料絞龍和焙燒爐等。其中槳葉干燥烘干機(jī)的作用是脫除分子篩的部分水分，減輕焙燒系統(tǒng)水分蒸發(fā)負(fù)荷，使焙燒處理能力大為提高，從而改善了產(chǎn)品的質(zhì)量；焙燒爐為轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)，焙燒過程主要是使分子篩發(fā)生脫氨、脫鋁、脫羥基、硅遷移、結(jié)構(gòu)重排等反應(yīng)，并使部分Al-0 - Al骨架被Si-0一Si骨架取代，從而使晶胞收縮，硅鋁比提高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性改善，此外還可使Na+由難于交換的位置遷移至易被交換的位置。
2、存在問題及改進(jìn)
2.1槳葉干燥烘干機(jī)
    槳葉干燥烘干機(jī)的核心部件為熱軸轉(zhuǎn)子，設(shè)計(jì)時(shí)因考慮到分子篩濕料的粘性較大，擔(dān)心在干燥過程中發(fā)生物料粘壁現(xiàn)象，其熱軸轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)為楔形結(jié)構(gòu)，以便使物料在干燥過程中具有一定的返料特性，然而分子篩物料為彈性體，該設(shè)備自投入運(yùn)行后，干燥能力尚有一定的富裕量，而物料的輸送量卻始終未能達(dá)到設(shè)計(jì)值。
為了提高槳葉干燥烘干機(jī)的送料能力，通常采用增加干燥烘干機(jī)的傾斜角度以及提高干燥烘干機(jī)熱軸轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。由于受裝置建筑物限制，不能采用增加設(shè)備傾角的方法。若采用提高熱軸轉(zhuǎn)速，為保持物料在干燥烘干機(jī)中的停留時(shí)間不變，必須增加干燥烘干機(jī)中的持料量，由于物料粘性較大，干燥烘干機(jī)中增加持料量后，熱軸及傳動(dòng)齒輪的負(fù)荷將大幅度增加，設(shè)備強(qiáng)度及電機(jī)功率都難以滿足要求，技術(shù)改造工作量大，富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、木屑?xì)饬魇胶娓蓹C(jī)等生物質(zhì)燃料成型、烘干機(jī)械設(shè)備。
    為穩(wěn)妥起見和能最大限度地提高干燥烘干機(jī)的輸送量，將槳葉干燥烘干機(jī)轉(zhuǎn)子由傳統(tǒng)的楔形結(jié)構(gòu)改為單斜邊螺旋結(jié)構(gòu)，取消了熱軸的返料結(jié)構(gòu)，減少了物料間擠壓，提高了物料的流動(dòng)性能。
2.2送料絞龍
    根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，絞龍送料螺旋的直徑采用+400mm，螺距為200mm完全可滿足12t/h的輸送量。然而在實(shí)際應(yīng)用中，絞龍進(jìn)料口常常發(fā)生“架橋”現(xiàn)象，物料不能順暢加入絞龍，致使物料輸送量忽大忽小；當(dāng)進(jìn)料量大時(shí)，物料超穩(wěn)焙燒后產(chǎn)品晶胞收縮較小；當(dāng)進(jìn)料量小時(shí)，轉(zhuǎn)爐處理能力低，又會(huì)造成物料過燒，產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象，從而破壞分子篩的結(jié)晶度。
    解決絞龍加料不均問題可采用外加電磁振蕩器的方法，但由于該物料濕含量大，容易粘結(jié)，因此裝置技術(shù)改造采用的是增加絞龍螺距的方法。在設(shè)備外形尺寸不變的情況下，將原來200mm的絞龍螺距增至為400mm．相當(dāng)于將絞龍下料口尺寸增加了一倍，技術(shù)改造后絞龍進(jìn)口物料“架橋”現(xiàn)象得到了徹底解決。
2.3爐頭絞龍密封
    生產(chǎn)中爐頭絞龍與焙燒爐間的密封，原設(shè)計(jì)采用了波紋管結(jié)構(gòu)形式，如圖2所示。從圖2可以看出，該結(jié)構(gòu)要求在生產(chǎn)過程中，焙燒爐受熱伸縮必須均勻?qū)ΨQ并沿軸向作用于波紋管，然而這種要求在實(shí)際生產(chǎn)中是不可能做到的，因此爐頭絞龍及其機(jī)身由于受到焙燒爐膨脹作用的力而發(fā)生位移，致使生產(chǎn)中常常發(fā)生爐頭絞龍對(duì)輪錯(cuò)位和機(jī)座拉裂事故，運(yùn)行中驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)荷增加，燒壞電機(jī)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
    解決這個(gè)問題的關(guān)鍵是在非均勻力的反復(fù)作用下，爐頭絞龍與焙燒爐既要有密封效果，又要能解決補(bǔ)償問題。即要求密封介質(zhì)除了具有柔性特性，解決爐體伸縮問題外，還必須具有軸向補(bǔ)償和徑向補(bǔ)償作用。采用填料結(jié)構(gòu)可解決爐體的熱補(bǔ)償問題，但填料為塑性介質(zhì)，為此技術(shù)改造時(shí)設(shè)計(jì)了一種采用外加彈力方式的特殊密封結(jié)構(gòu)形式，克服了在使用過程中填料的塑性變形問題，從而保證了爐頭絞龍?jiān)诒簾隣t反復(fù)受熱伸縮的情況下，該結(jié)構(gòu)具有很好的密封作用，達(dá)到了預(yù)期的密封效果，該結(jié)構(gòu)形式的填料密封具有自動(dòng)徑向填料補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，可對(duì)爐子的彎曲變形產(chǎn)生的徑向跳動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，其結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。
2.4進(jìn)料管線
    系統(tǒng)中槳葉干燥烘干機(jī)進(jìn)料管線以及爐頭絞龍進(jìn)料管線均為傾斜形式，生產(chǎn)過程中該管線經(jīng)常發(fā)生流通不暢及物料堵管情況，為解決此問題，將原設(shè)計(jì)的傾斜管改為垂直管，消除了進(jìn)料管中物料產(chǎn)生積累或阻塞現(xiàn)象，保證了整個(gè)送料系統(tǒng)的均勻、穩(wěn)定，從而有助于改善分子篩濾餅的預(yù)干燥效果及焙燒產(chǎn)品的質(zhì)量。
3、改造后生產(chǎn)應(yīng)用情況
    改造后，于2000年10月正式投料生產(chǎn)以來，超穩(wěn)焙燒系統(tǒng)設(shè)備事故停機(jī)從改造前的每班1—2h，最高日產(chǎn)量9t提高到目前的13t以上，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，基本杜絕了停機(jī)事故的頻繁發(fā)生，系統(tǒng)穩(wěn)定性和生產(chǎn)能力大大提高，保證了濾餅交換和焙燒質(zhì)量，分子篩產(chǎn)品質(zhì)量有了很大改善，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng)，僅技術(shù)改造后的330天，設(shè)備產(chǎn)量增加帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)540多萬元。槳葉干燥烘干機(jī)由于結(jié)構(gòu)改進(jìn)、效率提高，設(shè)備負(fù)荷大大降低，干燥烘干機(jī)電機(jī)的電流，由改造前的平均28A降為改造后的平均20A;爐頭絞龍與焙燒爐密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，一方面使物料泄漏及粉塵夾帶大大降低，確保了爐子始終處于負(fù)壓工作，另一方面又解決了焙燒爐伸縮對(duì)爐頭絞龍的受力問題，技術(shù)改造以來至今尚未發(fā)生爐頭絞龍停機(jī)事故；系統(tǒng)輸送螺旋的改進(jìn)，大大減少了物料輸送過程中的堵塞情況。
4、結(jié)束語
    通過對(duì)超穩(wěn)焙燒系統(tǒng)各單一設(shè)備進(jìn)行分析、核算，提出了解決該生產(chǎn)裝置存在問題的系統(tǒng)性技術(shù)改造方案。一年來的工業(yè)應(yīng)用表明，技改后生產(chǎn)系統(tǒng)中的各項(xiàng)性能均達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，生產(chǎn)能力從技改前的9t/d提高到13 t/d以上；設(shè)備事故停車技改前為每班1~ 2h，技改后基本杜絕了頻繁發(fā)生的設(shè)備事故停車現(xiàn)象；年增經(jīng)濟(jì)效益近500萬元。