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工藝，其中超穩焙燒系統設備是新型超穩渣油裂化催化劑生產裝置的核心設備。然而，這兩套分子篩自建成以來存在著停機事故頻繁、生產能力達不到設計值、系統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和產量提高。為此，需對該超穩焙燒系統進行技術改造，以期達到提高產量和穩定生產的目的。
1、超穩焙燒系統
超穩焙燒系統的工藝流程如圖1所示。該超穩焙燒系統中的主要設備有槳葉干燥烘干機、爐頭進料絞龍和焙燒爐等。其中槳葉干燥烘干機的作用是脫除分子篩的部分水分，減輕焙燒系統水分蒸發負荷，使焙燒處理能力大為提高，從而改善了產品的質量；焙燒爐為轉爐結構，焙燒過程主要是使分子篩發生脫氨、脫鋁、脫羥基、硅遷移、結構重排等反應，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，結構穩定性改善，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
2.1槳葉干燥烘干機
槳葉干燥烘干機的核心部件為熱軸轉子，設計時因考慮到分子篩濕料的粘性較大，擔心在干燥過程中發生物料粘壁現象，其熱軸轉子設計為楔形結構，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，該設備自投入運行后，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到設計值。
為了提高槳葉干燥烘干機的送料能力，通常采用增加干燥烘干機的傾斜角度以及提高干燥烘干機熱軸轉速來實現。由于受裝置建筑物限制，不能采用增加設備傾角的方法。若采用提高熱軸轉速，為保持物料在干燥烘干機中的停留時間不變，必須增加干燥烘干機中的持料量，由于物料粘性較大，干燥烘干機中增加持料量后，熱軸及傳動齒輪的負荷將大幅度增加，設備強度及電機功率都難以滿足要求，技術改造工作量大，富通新能源生產銷售顆粒機、木屑顆粒機、木屑氣流式烘干機等生物質燃料成型、烘干機械設備。
為穩妥起見和能最大限度地提高干燥烘干機的輸送量，將槳葉干燥烘干機轉子由傳統的楔形結構改為單斜邊螺旋結構，取消了熱軸的返料結構，減少了物料間擠壓，提高了物料的流動性能。
2.2送料絞龍
根據設計計算，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。然而在實際應用中，絞龍進料口常常發生“架橋”現象，物料不能順暢加入絞龍，致使物料輸送量忽大忽小；當進料量大時，物料超穩焙燒后產品晶胞收縮較小；當進料量小時，轉爐處理能力低，又會造成物料過燒，產生燒結現象，從而破壞分子篩的結晶度。
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，因此裝置技術改造采用的是增加絞龍螺距的方法。在設備外形尺寸不變的情況下，將原來200mm的絞龍螺距增至為400mm．相當于將絞龍下料口尺寸增加了一倍，技術改造后絞龍進口物料“架橋”現象得到了徹底解決。
2.3爐頭絞龍密封
生產中爐頭絞龍與焙燒爐間的密封，原設計采用了波紋管結構形式，如圖2所示。從圖2可以看出，該結構要求在生產過程中，焙燒爐受熱伸縮必須均勻對稱并沿軸向作用于波紋管，然而這種要求在實際生產中是不可能做到的，因此爐頭絞龍及其機身由于受到焙燒爐膨脹作用的力而發生位移，致使生產中常常發生爐頭絞龍對輪錯位和機座拉裂事故，運行中驅動電機負荷增加，燒壞電機的現象時有發生。
解決這個問題的關鍵是在非均勻力的反復作用下，爐頭絞龍與焙燒爐既要有密封效果，又要能解決補償問題。即要求密封介質除了具有柔性特性，解決爐體伸縮問題外，還必須具有軸向補償和徑向補償作用。采用填料結構可解決爐體的熱補償問題，但填料為塑性介質，為此技術改造時設計了一種采用外加彈力方式的特殊密封結構形式，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在焙燒爐反復受熱伸縮的情況下，該結構具有很好的密封作用，達到了預期的密封效果，該結構形式的填料密封具有自動徑向填料補償機構，可對爐子的彎曲變形產生的徑向跳動進行自動補償，其結構示意如圖3所示。
2.4進料管線
系統中槳葉干燥烘干機進料管線以及爐頭絞龍進料管線均為傾斜形式，生產過程中該管線經常發生流通不暢及物料堵管情況，為解決此問題，將原設計的傾斜管改為垂直管，消除了進料管中物料產生積累或阻塞現象，保證了整個送料系統的均勻、穩定，從而有助于改善分子篩濾餅的預干燥效果及焙燒產品的質量。
3、改造后生產應用情況
改造后，于2000年10月正式投料生產以來，超穩焙燒系統設備事故停機從改造前的每班1—2h，最高日產量9t提高到目前的13t以上，生產系統運行穩定，基本杜絕了停機事故的頻繁發生，系統穩定性和生產能力大大提高，保證了濾餅交換和焙燒質量，分子篩產品質量有了很大改善，市場競爭能力增強，僅技術改造后的330天，設備產量增加帶來的直接經濟效益達540多萬元。槳葉干燥烘干機由于結構改進、效率提高，設備負荷大大降低，干燥烘干機電機的電流，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構的改進，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壓工作，另一方面又解決了焙燒爐伸縮對爐頭絞龍的受力問題，技術改造以來至今尚未發生爐頭絞龍停機事故；系統輸送螺旋的改進，大大減少了物料輸送過程中的堵塞情況。
4、結束語
通過對超穩焙燒系統各單一設備進行分析、核算，提出了解決該生產裝置存在問題的系統性技術改造方案。一年來的工業應用表明，技改后生產系統中的各項性能均達到了預期的目標，生產能力從技改前的9t/d提高到13 t/d以上；設備事故停車技改前為每班1~ 2h，技改后基本杜絕了頻繁發生的設備事故停車現象；年增經濟效益近500萬元。
1、超穩焙燒系統
超穩焙燒系統的工藝流程如圖1所示。該超穩焙燒系統中的主要設備有槳葉干燥烘干機、爐頭進料絞龍和焙燒爐等。其中槳葉干燥烘干機的作用是脫除分子篩的部分水分，減輕焙燒系統水分蒸發負荷，使焙燒處理能力大為提高，從而改善了產品的質量；焙燒爐為轉爐結構，焙燒過程主要是使分子篩發生脫氨、脫鋁、脫羥基、硅遷移、結構重排等反應，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，結構穩定性改善，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
2.1槳葉干燥烘干機
槳葉干燥烘干機的核心部件為熱軸轉子，設計時因考慮到分子篩濕料的粘性較大，擔心在干燥過程中發生物料粘壁現象，其熱軸轉子設計為楔形結構，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，該設備自投入運行后，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到設計值。
為了提高槳葉干燥烘干機的送料能力，通常采用增加干燥烘干機的傾斜角度以及提高干燥烘干機熱軸轉速來實現。由于受裝置建筑物限制，不能采用增加設備傾角的方法。若采用提高熱軸轉速，為保持物料在干燥烘干機中的停留時間不變，必須增加干燥烘干機中的持料量，由于物料粘性較大，干燥烘干機中增加持料量后，熱軸及傳動齒輪的負荷將大幅度增加，設備強度及電機功率都難以滿足要求，技術改造工作量大，富通新能源生產銷售顆粒機、木屑顆粒機、木屑氣流式烘干機等生物質燃料成型、烘干機械設備。
為穩妥起見和能最大限度地提高干燥烘干機的輸送量，將槳葉干燥烘干機轉子由傳統的楔形結構改為單斜邊螺旋結構，取消了熱軸的返料結構，減少了物料間擠壓，提高了物料的流動性能。
2.2送料絞龍
根據設計計算，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。然而在實際應用中，絞龍進料口常常發生“架橋”現象，物料不能順暢加入絞龍，致使物料輸送量忽大忽小；當進料量大時，物料超穩焙燒后產品晶胞收縮較小；當進料量小時，轉爐處理能力低，又會造成物料過燒，產生燒結現象，從而破壞分子篩的結晶度。
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，因此裝置技術改造采用的是增加絞龍螺距的方法。在設備外形尺寸不變的情況下，將原來200mm的絞龍螺距增至為400mm．相當于將絞龍下料口尺寸增加了一倍，技術改造后絞龍進口物料“架橋”現象得到了徹底解決。
2.3爐頭絞龍密封
生產中爐頭絞龍與焙燒爐間的密封，原設計采用了波紋管結構形式，如圖2所示。從圖2可以看出，該結構要求在生產過程中，焙燒爐受熱伸縮必須均勻對稱并沿軸向作用于波紋管，然而這種要求在實際生產中是不可能做到的，因此爐頭絞龍及其機身由于受到焙燒爐膨脹作用的力而發生位移，致使生產中常常發生爐頭絞龍對輪錯位和機座拉裂事故，運行中驅動電機負荷增加，燒壞電機的現象時有發生。
解決這個問題的關鍵是在非均勻力的反復作用下，爐頭絞龍與焙燒爐既要有密封效果，又要能解決補償問題。即要求密封介質除了具有柔性特性，解決爐體伸縮問題外，還必須具有軸向補償和徑向補償作用。采用填料結構可解決爐體的熱補償問題，但填料為塑性介質，為此技術改造時設計了一種采用外加彈力方式的特殊密封結構形式，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在焙燒爐反復受熱伸縮的情況下，該結構具有很好的密封作用，達到了預期的密封效果，該結構形式的填料密封具有自動徑向填料補償機構，可對爐子的彎曲變形產生的徑向跳動進行自動補償，其結構示意如圖3所示。
2.4進料管線
系統中槳葉干燥烘干機進料管線以及爐頭絞龍進料管線均為傾斜形式，生產過程中該管線經常發生流通不暢及物料堵管情況，為解決此問題，將原設計的傾斜管改為垂直管，消除了進料管中物料產生積累或阻塞現象，保證了整個送料系統的均勻、穩定，從而有助于改善分子篩濾餅的預干燥效果及焙燒產品的質量。
3、改造后生產應用情況
改造后，于2000年10月正式投料生產以來，超穩焙燒系統設備事故停機從改造前的每班1—2h，最高日產量9t提高到目前的13t以上，生產系統運行穩定，基本杜絕了停機事故的頻繁發生，系統穩定性和生產能力大大提高，保證了濾餅交換和焙燒質量，分子篩產品質量有了很大改善，市場競爭能力增強，僅技術改造后的330天，設備產量增加帶來的直接經濟效益達540多萬元。槳葉干燥烘干機由于結構改進、效率提高，設備負荷大大降低，干燥烘干機電機的電流，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構的改進，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壓工作，另一方面又解決了焙燒爐伸縮對爐頭絞龍的受力問題，技術改造以來至今尚未發生爐頭絞龍停機事故；系統輸送螺旋的改進，大大減少了物料輸送過程中的堵塞情況。
4、結束語
通過對超穩焙燒系統各單一設備進行分析、核算，提出了解決該生產裝置存在問題的系統性技術改造方案。一年來的工業應用表明，技改后生產系統中的各項性能均達到了預期的目標，生產能力從技改前的9t/d提高到13 t/d以上；設備事故停車技改前為每班1~ 2h，技改后基本杜絕了頻繁發生的設備事故停車現象；年增經濟效益近500萬元。
