分级器的工业应用与分析

蔡岳飞 颜继勋（兰州石化公司催化剂厂，甘肃兰州730060）

分级器的工业应用与分析

蔡岳飞 颜继勋（兰州石化公司催化剂厂，甘肃兰州730060）

分级器是催化剂生产过程中的重要设备，该分级系统具有分级粒度广、切割精度高、分级效率高、调节手段灵活等优点，细粉粒度进入分级系统，通过利用分级器实现了对不同粒径催化剂颗粒的分离控制，从而保证了催化剂产品质量。

分级器；分级粒度；分离控制

随着工业化的不断发展，催化裂化催化剂生产过程中一般采用压力式喷雾干燥成型工艺，自然状态下产品中细粉（粒度≤20μm）和粗粉（粒度≥150μm）总是占有一定比例。用户在使用催化剂过程中，20μm以下的细催化剂加入到装置后，一般还未能发挥催化作用就很快进入后续油气分馏塔和再生烟气，增加后续设备的负担和环境污染。为了将半成品催化剂中小于20 μm的细粉及时分选出来，通过设备LHC～F型分级器进行细粉分离。

1　催化剂细粉粒度分级原理

在分级器中，颗粒的分级主要依据不同粒径的颗粒在旋转的离心力场中受力运动差异来进行。流体的旋转速度（切向速度Vt）很大程度上取决于涡轮的转速度。颗粒密度为ρp，形状为球形，粒径dp，则颗粒所受到的离心力为：

假设颗粒很少，在离心力场中的沉降可按层流沉降考虑，使颗粒向旋转中心运行的流体介质曳力为：

当Fc＞Fd时，颗粒将向外飞向器壁，成为粗产品，并由分级器底部排出，当 Fc＜Fd时，颗粒随中心气流经分级轮排出，成为细粉产品。其中粗颗粒受到的离心力要大于它们所受到的气体曳力，而被移向分级器边壁（其中也夹带少量的细颗粒）沿壁面下滑，在此过程中又经过多道切向进气的一次风和二次风的淘洗，将其中夹带的细颗粒（小于20μm的颗粒）淘洗出被气流携带进入分离空间内，满足粒度要求的粗颗粒经旋转隔气阀及时地排出。

2　分级器的工业应用

细粉粒度分级系统投用后，根据我厂提出的要求，分级轮转速为1440r/min我们对该系统进行了多次调试。在引风机入口挡板全开，一次风挡板开一半，二次风全关的情况下，主要通过调节分级轮的转速来控制分级器的切割粒径。我们开始通过调整变频器的输出频率来调整分级轮的转速。调整分级轮转速后，我们立即对产品和布袋细粉的粒度进行分析，发现产品细粉粒度偏高就继续降低分级轮的转速。通过为期一个月的运行与调试，催化剂细粉粒度分级系统使用效果统计如下：

表1　产品粒度分布情况表

备注：生产品种按生产时间排序。

从产品粒度分布情况表（表～1）中我们可以看出，随着我们对催化剂细粉粒度分级系统的调整，催化剂产品中的0～20μm细粉含量已经成功降到1.8%，达到了工艺生产要求，该系统工业应用成功。

3　分级器工艺优化

在分级器运行过程中发现，分级器最大问题是物料容易在分级器入口输送管线内堵塞，造成管线内物料堆积流通停止，严重影响装置正常生产。为了保证正常的生产，改善现有管线物料堵塞情况，针对现有管线系统分析，发现存在以下原因：首先，旋风分离器下方的隔气阀翻板长时间磨损，翻板与阀体间隙过大密封效果差出现漏风现象，旋风分离器在风～7作用下产生自抽力，由于翻板磨损存在间隙，导致细粉物料在旋风分离器内悬空，当细粉物料无限产生，重量大于自抽力时，产生的大量细粉物料下落至隔气阀中，然后落入分级器入口管线中。其次，旋风分离器分离出的细粉物料粒度小，在细粉物料出现堆积后由于细粉物料颗粒小流动性差，促使细粉物料堆积严重。最后，分级器入口管线内产生的风量抽力不足，导致旋风分离器回收落入分级器入口管线内的细粉物料无法进入分级器内进行分离，细粉物料随着堆积填满分级器入口管线，旋转隔气阀过载停车，生产停运。严重影响了平稳生产。

通过对分级器入口管线频繁堵塞问题进行分析，找到了问题的关键所在，对存在问题进行实践改善。首先，对旋转隔气阀翻板磨损进行修复，减小翻板与阀体间隙，避免出现漏风导致细粉物料在旋风分离器内悬空，无法平稳落入阀体保证物料有序稳定进入分级器入口管线。最后，由于分级器入口管线内风量抽力不足，需要对分级器入口管线进行优化来保证足够风量抽走管线内的细粉物料，分级器入口管线内的风量抽力不足，无法将旋转隔气阀下料的物料带入分级器，分级器入口管线有两路分支管线，由于分级器引风机的风量是限定的，无法加大抽风量。为了保证使用原有风机前提下，我们只有通过将分级器两路分支管线优化为一支串联管线线从而去满足生产要求。

4　结语

通过对催化剂细粉粒度分级系统的不断调整，解决了影响系统正常运行的问题，将催化剂产品中的0～20μm细粉成功分离，催化剂产品粒度分布达到工艺生产要求。旋风分离器管线由于分级器投用后出现频繁堵塞问题在经过管线优化后使得问题顺利解决，保证了催化剂正常生产。