本實(shí)用新型屬于流化床和移動(dòng)床系統(tǒng)中固體顆粒循環(huán)量計(jì)量與控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，主要

涉及的是一種連續(xù)式固體顆粒循環(huán)量控制裝置。尤其適合在中、小型流化床和移動(dòng)床系統(tǒng)中使用。

背景技術(shù)：

流化床和移動(dòng)床是石油化工、冶金、熱電等許多工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的反應(yīng)器形式。在這類反應(yīng)系統(tǒng)中，固體催化劑顆粒是在不同的反應(yīng)器之間循環(huán)流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)-再生、熱量傳遞或其它功能，因此，固體顆粒循環(huán)量的連續(xù)測(cè)量與控制是該系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，是影響其工作狀態(tài)和效率的關(guān)鍵因素之一。

目前，公知的固體顆粒循環(huán)量的測(cè)量與控制方法主要有非機(jī)械式閥門、機(jī)械式閥門和閉鎖料斗。前兩種測(cè)控方式均為非容積式，即固體顆粒循環(huán)量的測(cè)控不是通過容積測(cè)量來實(shí)現(xiàn)的，而是依靠對(duì)其它參數(shù)的測(cè)量間接地實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒循環(huán)量的控制；后一種控制方法為容積式計(jì)量方法，但其控制過程是間歇的。

用于固體顆粒循環(huán)量控制的非機(jī)械式閥門（L閥、J閥、H閥、V閥和U閥等）是一種非容積式控制閥，主要用于循環(huán)流化床鍋爐，一般適合于微球顆粒，其優(yōu)點(diǎn)是可在高溫下連續(xù)工作，無運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，可靠性較高；缺點(diǎn)是顆粒循環(huán)量必須通過調(diào)整輸送氣流來控制，控制精度較差，且對(duì)產(chǎn)物分離帶來不利影響。

用于固體顆粒循環(huán)量控制的機(jī)械式閥門（蝶閥、塞閥、滑閥等）也是一種適合于微球顆粒的非容積式控制閥。這類閥門不需要輸送氣流，不會(huì)引入雜質(zhì)，常用于有化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)物需要分離的場(chǎng)合，如FCC、MTO等工藝過程。其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)靈敏，容易維持閥門上部料腿的料封高度；缺點(diǎn)是對(duì)循環(huán)量控制通常需要與熱量、碳差或滑閥壓降等測(cè)量數(shù)據(jù)配合使用，計(jì)算過程復(fù)雜、測(cè)控精度差。

閉鎖料斗是移動(dòng)床裝置催化劑顆料循環(huán)量控制的核心設(shè)備，是連接反應(yīng)與再生系統(tǒng)的橋梁，其主要作用是嚴(yán)格地實(shí)現(xiàn)不同反應(yīng)環(huán)境的隔離并完成催化劑在反-再系統(tǒng)之間的輸送。閉鎖料斗為容積式設(shè)備，對(duì)催化劑循環(huán)量的控制較為精確，但其輔助設(shè)備多，對(duì)閥門設(shè)備的要求高，控制流程復(fù)雜，需要大量的輸送風(fēng)，且對(duì)催化劑的計(jì)量與輸送是非連續(xù)。

上述的非機(jī)械式閥門和閉鎖料斗在對(duì)固體顆粒計(jì)量和輸送過程中，需要有松動(dòng)風(fēng)、輸送風(fēng)或加壓風(fēng)，這些輸送風(fēng)一般為凈化風(fēng)或氮?dú)?，隨著固體顆粒進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物中會(huì)造成二次污染，需要進(jìn)行再次分離。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)式的固體顆粒循環(huán)量控制裝置。該裝置適合于微球、小球或非球形固體顆粒的循環(huán)量的計(jì)量與控制，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)靈活，計(jì)量準(zhǔn)確，過程連續(xù)，不需要在線測(cè)量與計(jì)算，也不需要輸送風(fēng)，能夠避免對(duì)系統(tǒng)帶來的二次污染。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是：一種連續(xù)式固體顆粒循環(huán)量控制裝置主要由進(jìn)料管、殼體、布料輪、壓片和調(diào)速組件組成，所述的進(jìn)料管固定連接在殼體的上部，所述的布料輪位于殼體內(nèi)進(jìn)料管的下方，在布料輪圓周表面等分有若干容積相等的計(jì)量小格子；所述調(diào)速組件位于殼體外，其輸出端與布料輪連接，所述殼體的下部為出料管。

本實(shí)用新型所述的進(jìn)料管為錐形圓管或梯形管，其管壁與鉛垂線的夾角α為0°～60°，其最下端的截面寬度a小于布料輪表面計(jì)量小格子的寬度b。

本實(shí)用新型所述的布料輪為圓柱形，其圓周表面等分的若干容積相等的計(jì)量小格子為梯形小格子。

本實(shí)用新型在所述布料輪上部位于進(jìn)料管的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)壓片，該壓片的一端與固定連接在進(jìn)料管外壁上固定座的固定銷連接、別一端通過套在固定桿上的壓緊彈簧與布料輪緊密接觸。

本實(shí)用新型所述布料輪的進(jìn)料管與布料輪表面的間距為1～10mm。

本實(shí)用新型在所述殼體還連接有壓力平衡管，該壓力平衡管上至少帶有一個(gè)過濾器和松動(dòng)風(fēng)管。

本實(shí)用新型所述進(jìn)料管的上端伸出殼體外，與上法蘭固定連接。

本實(shí)用新型所述出料管的下端連接有下法蘭。

本實(shí)用新型所述的布料輪的厚度與直徑比為1：2～1：5。

本實(shí)用新型所述的壓片與布料輪接觸的非固定端為向上彎曲翹起結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)用新型是利用固體顆粒流動(dòng)特性結(jié)合布料輪勻速旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)計(jì)量的。需要計(jì)量的固體顆粒由入口A沿進(jìn)料管向下流入殼體內(nèi)布料輪表面的計(jì)量小格子內(nèi)，調(diào)速裝置通過固定軸帶動(dòng)布料輪按一定方向勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)裝滿固體顆粒的計(jì)量小格子旋轉(zhuǎn)到殼體的下半部分時(shí)，固體顆粒在重力作用下從小格子內(nèi)滑落，沿出口B流出。由于本實(shí)用新型的固體顆粒的流量計(jì)量采用容積式，且布料輪表面的梯形小格子的容積相等，因此通過布料輪的固體顆粒流量（循環(huán)量）只與布料輪的轉(zhuǎn)速和顆粒的堆積密度有關(guān)，而與溫度和壓力等操作參數(shù)無關(guān)，這就避免工藝參數(shù)波動(dòng)對(duì)固體顆粒循環(huán)量的影響。對(duì)于同一種固體顆粒，只要布料輪的轉(zhuǎn)速恒定，則流過該循環(huán)量控制裝置的固體顆粒量也是恒定的。改變布料輪的轉(zhuǎn)速，則固體顆粒循環(huán)量隨之改變，整個(gè)調(diào)節(jié)過程簡(jiǎn)單易行，過程連續(xù)，計(jì)量準(zhǔn)確。由于布料輪上部設(shè)置了壓片，可以防止固體顆粒任意流動(dòng)，可以進(jìn)一步提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，循環(huán)量控制裝置殼體與進(jìn)料管之間設(shè)置了壓力平衡管，可以防上下壓力不平衡造成的下料不暢或下料過快問題，徹底消除了操作壓力對(duì)固體顆粒循環(huán)量的影響。由于該裝置依靠布料輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)固體顆粒計(jì)量，在正常情況，即固體顆粒不粘結(jié)、不架橋，可以正常流動(dòng)的情況下，不需要開啟松動(dòng)風(fēng)，因此不向系統(tǒng)引入其他氣體，避免對(duì)系統(tǒng)帶來二次污染。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的側(cè)視圖。

圖3為圖2連接軸支座示意圖。

圖中，1、上法蘭；2、進(jìn)料管；3、殼體；4、布料輪；5、連接軸；6、固定桿；7、壓緊彈簧；8、壓片；9、固定座；10、固定銷；11、壓力平衡管；12、松動(dòng)風(fēng)管；13、過濾器；14、出料管；15、下法蘭；16、密封組件；17、調(diào)速組件；18、計(jì)量小格子；19、連接軸支座；A、入口；B、出口。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加明晰，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1結(jié)合圖2所示，本實(shí)用新型所述的連續(xù)式固體顆粒循環(huán)量控制裝置主要由上法蘭1、進(jìn)料管2、殼體3、布料輪4、連接軸5、固定桿6、壓緊彈簧7、壓片8、壓力平衡管11、出料管14、下法蘭15、計(jì)量小格子18和連接軸支座19組成，其中，進(jìn)料管2為錐形圓管或梯形管，其管壁與鉛垂線的夾角α為0°～60°，優(yōu)選10°～45°，其最下端的截面寬度a小于布料輪4表面計(jì)量小格子的寬度b。以保證固體顆粒能夠順利流下。所述進(jìn)料管2位于殼體3的上部并與殼體3的上部固定連接，其上端伸出殼體3外與上法蘭1固定連接、下端位于殼體3內(nèi)。在殼體3內(nèi)位于進(jìn)料管2的正下方設(shè)置有布料輪4，該布料輪4通過連接軸5進(jìn)行支撐。連接軸5一端通過密封組件16在殼體3的一側(cè)進(jìn)行密封和支承，另一端放置在連接軸支座19上（如圖3所述），該連接軸支座19為半圓形，焊接在與密封組件16正對(duì)的殼體3的另一側(cè)的內(nèi)壁上。所述布料輪4與進(jìn)料管2最下端的間距為1～10mm，優(yōu)選2～6mm，以防止固體顆粒從布料輪的側(cè)面流出。所述的布料輪4為圓柱形，厚度與直徑比為1：2～1：5。沿布料輪4圓周表面等分為若干容積相等的計(jì)量小格子，用以盛裝和計(jì)量自進(jìn)料管2流下來的固體顆粒。由于梯形為上大下小結(jié)構(gòu)，有利于加工并且不會(huì)造成固體顆粒流出困難，因此，本實(shí)施例將計(jì)量小格子設(shè)計(jì)為梯形小格子18。

在布料輪4上部位于進(jìn)料管2的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)壓片8，壓片8的寬度與計(jì)量小格子18的寬度一致，其固定端有一個(gè)可穿過固定銷10的圓孔，非固定端為向上彎曲翹起結(jié)構(gòu)。壓片8的固定端與焊接在進(jìn)料管2外壁上的固定座9和固定銷10連接。固定座9每組為兩塊矩形的金屬板，對(duì)稱地焊接在進(jìn)料管2的外壁上，每邊焊接兩塊金屬板，每塊金屬板上開有一個(gè)能夠穿過固定銷10的孔，壓片8的固定端位于兩塊金屬板之間，用固定銷10依次穿過前固定座9的前金屬板、壓片8和固定座9和后金屬板上的孔，將壓片8的一端固定住，并保證壓片8能夠圍繞固定銷10上下轉(zhuǎn)動(dòng)；壓片8的別一端通過套在固定桿6上的壓緊彈簧7與布料輪4緊密接觸，其目的是保證每個(gè)小格子18內(nèi)的固體顆粒體積相等，同時(shí)防止固體顆粒沿小格子側(cè)面流出，固定桿6焊接在殼體3上。為防止壓片8卡死布料輪4，壓片8與布料輪4接觸的非固定端（即靠近壓緊彈簧7的一端）為向上彎曲翹起結(jié)構(gòu)。調(diào)速組件17位于殼體3外部，其輸出端與連軸桿5連接。調(diào)速組件17的作用有二：一是驅(qū)動(dòng)布料輪4繞連軸桿5在殼體3內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；二是可以根據(jù)固體顆粒循環(huán)量要求調(diào)速轉(zhuǎn)速。在連軸桿5通過殼體3的部位設(shè)置了密封組件16，用以阻止殼體3內(nèi)的固體顆粒沿連軸桿5溢出，并對(duì)連軸桿5起到支承作用。由于布料輪4表面的梯形小格子18容積相等，因此通過布料輪4的固體顆粒流量（循環(huán)量）只與布料輪4的轉(zhuǎn)速和顆粒的堆積密度有關(guān)（固體顆粒的粒徑不大于5mm），而與溫度和壓力等操作參數(shù)無關(guān)，這就避免工藝參數(shù)波動(dòng)對(duì)固體顆粒循環(huán)量的影響，提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。所述殼體3的下部為出料管14，該出料管14與進(jìn)料管2同軸，出料管14的下端連接有下法蘭15。需要計(jì)量的固體顆粒從入口A沿進(jìn)料管2向下流入殼體3中，利用固體顆粒的流動(dòng)特性，使其沿進(jìn)料管自然流入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)且表面均布等容積梯形小格子的布料輪4上，當(dāng)布料輪轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置后，固體顆粒在重力的作用下從梯形小格子18滑落，從出口B沿出料管14流出，完成對(duì)固體顆粒的計(jì)量與輸送。

為了消除待測(cè)系統(tǒng)壓力不平衡或波動(dòng)對(duì)固體顆粒循環(huán)量的影響，本循環(huán)量控制裝置在殼體3與進(jìn)料管2之間設(shè)置了壓力平衡管11，用以平衡殼體3內(nèi)腔與進(jìn)料管2之間的壓差，解決壓力變化帶來的下料不暢或下料過快問題，消除操作壓力對(duì)固體顆粒循環(huán)量的影響。所述的壓力平衡管11上至少帶有一個(gè)過濾器13，作用是隔離固體顆粒，防止其未經(jīng)計(jì)量而沿壓力平衡管11直接流入殼體3中。過濾器13可以選用金屬粉末過濾器、陶瓷過濾器或其他能夠隔絕固體顆粒，但能夠使氣體通過的材料。在所述的還連接有松動(dòng)風(fēng)管12，該松動(dòng)風(fēng)管12與壓力平衡管11相通，在松動(dòng)風(fēng)管12上設(shè)有一個(gè)閥門，防止壓力平衡管11通過松動(dòng)風(fēng)管12直接與外界相通。松動(dòng)風(fēng)管12的作用是在進(jìn)料管中的固體顆粒出現(xiàn)架橋現(xiàn)象而無法流動(dòng)時(shí)，通過間斷地供給松動(dòng)風(fēng)破壞固體顆粒出現(xiàn)架橋現(xiàn)象，保證固體顆粒能夠順利流下。