分子筛浆液储罐搅拌系统将会更完善 近会有新改进
- 2012-12-27 13:40:591341
催化裂化催化剂所用分子筛的生产属于精细化工范畴，其生产制造工艺过程复杂，应用各类搅拌设备以满足不同工艺需要，因此，搅拌系统在分子筛生产中至关重要。
分子筛颗粒粒径较小（约3.5～5μm）、比重较大（2～2.8g/mL），分子筛悬浊液静置时，由于沉降速度较快，极易发生沉淀，故分子筛浆液搅拌设备临界转速较高，目前在用设备转速在50～120r/min之间。搅拌器选型由于设备投用时间差异，目前有三曲面轴流搅拌器、三折叶开启涡轮搅拌器、四折叶开启涡轮搅拌器、六弯叶圆盘涡轮搅拌器、三叶后掠式搅拌器等，桨叶主要形式为桨式、涡轮式、三叶后掠式三种。
由于浆液罐容积变化较大（容积10m3～250m3不等）、结构尺寸与型状不同（锥底、蝶形封头、平底等）、液位变化频繁、浆液粘度比重变化大，设备制作与安装精度存在偏差，以及设备*使用变形、磨损、浆液腐蚀等诸多因素，导致设备经常出现振动，极易造成设备损坏，是安全生产的一个重大隐患。
因此，搅拌系统改造搅拌桨叶改造 分析分子筛储罐物料易沉降问题发现，其主要原因是搅拌桨叶搅拌设计能力不足：考虑到滤饼在打浆时需较强的剪切分散，筛选几种常用搅拌器，将搅拌机底层浆采用剪切力较好的涡轮式搅拌或三叶后掠式搅拌桨叶，可充分将滤饼打浆、分散；中层、上层浆采用三叶后掠式搅拌桨叶或长薄叶螺旋桨，可有效增大釜内物料的循环量，提供一定量的剪切分散效果，确保罐内介质固相悬浮不沉底；调整搅拌桨叶直径、间距，形成稳定循环流，减少阻力、提高物料的混合度，避免物料在罐底沉降造成堵塞甚至设备停运检修。
搅拌结构优化 分析分子筛滤饼打浆罐设备振动问题及损坏情况发现，其主要振动原因有以下几点：机架轴承设计选型不合理，偶然载荷冲击易损坏；搅拌机架与打浆罐上部封头连接法兰盘直径偏小，机架稳定性差；机架过渡板支撑强度不足，影响搅拌垂直度，易振动；罐底部支撑稳定性差，易磨损脱落；搅拌轴偏细，强度不足易弯曲。
因此，一旦搅拌器摆幅偏大，极易导致轴承盒、联轴器和减速机轴承轴封损坏漏油，并引起振动，进而损坏搅拌器。为此，我们选择了新的搅拌器，制定了新的安装方案并逐步实施：减速机换型。减速机由摆线轮减速机更换为SEW减速机，提供稳定输出、提高传输稳定性以确保搅拌平衡不被破坏，稳定设备运行。
机架及轴承改造：机架轴承由单轴承单支点改为双轴承双支点结构，改善支撑载荷分布，减少轴承偶然载荷冲击损坏的同时，提高机架支撑刚性；适度加大机架高度及与设备连接法兰盘直径，减小单位截面载荷，提高机架稳定性；根据改造使用情况，改造或去除罐底轴承或轴瓦等支撑组件以调整自由度，避免振动，尽量减少维修量、降低维修成本。
搅拌支撑改造。加固罐顶减速机支撑组件及设备平台等，提高受力点支撑刚性，避免共振。
搅拌轴改造：将搅拌轴直径加粗，增大轴强度、减小挠度，降低弹性系统共振的可能；搅拌轴由通轴改造为上、中、下多段式连接轴，并选用合适的联轴器以确保中心轴定位与同轴度，根据损坏情况分段更换即可，大大节约了检修费用。此外，通过提高设备安装精度，确保设备安装水平度、垂直度、间隙配合，一定程度上减少了搅拌轴线偏移，有利于设备稳定运行。
搅拌器材质优化分子筛腐蚀性较强，要求搅拌轴及搅拌桨叶选用材料应有较好的耐腐蚀性，主要从化学因素方面比较工业生产中常用的几种不锈钢材料，即304（0Cr18Ni9）、321（1Cr18Ni9Ti）、316L（00Cr17Ni14Mo2）等材料。
化学成分的比较 如表1可见，321含钛（Ti），316L含钼（Mo）：321不锈钢与304不锈钢非常相似，由于加入了金属钛（Ti），使其具有更好的耐晶界腐蚀性及高温强度，能有效控制碳化铬的形成，防止金属脆硬裂纹，保持材料抗腐蚀能力；321不锈钢具有优异的高温应力破断性能及高温抗潜变性能，优于304不锈钢；316L不锈钢由于加入了含量2%～3%的钼（Mo），增加耐蚀钢的抗有机酸及还原性介质腐蚀的能力。
耐腐蚀性对比 金属与周围介质之间发生化学或电化学作用而引起的破坏称为腐蚀，如金属设备在大气中生锈，钢铁在酸中溶解及高温下的氧化等。金属的腐蚀有两种：化学腐蚀与电化学腐蚀，其中晶间腐蚀是一种极其危险的电化学腐蚀。各元素对钢的耐腐蚀性能的影响见表2。
316L不锈钢属于超低碳不锈钢（碳含量小于等于0.03%），321不锈钢属于低碳不锈钢，含碳量越高钢的抗晶间腐蚀的能力越弱，在通常的腐蚀环境中一般不会发生晶间腐蚀。321不锈钢含碳量为0.08%，通过加钛稳定碳化物从而增加了金属的晶间腐蚀，改善了金属的焊接性。316L不锈钢因为添加了 Mo（2～3%）达到的耐孔蚀和耐腐蚀性的不锈钢，有较强的抗晶间腐蚀能力。综合以上考虑，316L不锈钢性能优于321不锈钢。
分子筛浆液储罐搅拌器材料，根据物料腐蚀情况选用材料综合性能不低于321不锈钢即可满足使用。
实施效果分析设备使用情况对比 表3是动改前后五台设备电机输出部位（采样点1）、减速机输出部位（采样点2）、减速机顶部高点（采样点3）的数据比对。
由表3可以看出：设备动改前后，采样点径向振幅明显减小，约为改造前的1/3～1/2。但是1#、2#设备动改后，振动仍然存在，现场可见减速机系统轻微摇晃，有待进一步改进；设备动改后，轴向振幅明显减小；设备检修周期延长约一倍，检修工作量大幅减小，底瓦轴套等备件消耗量约为改造前的1/3～1/2。此外，搅拌桨叶因材质更换，腐蚀减薄量明显减小，动改后设备未再出现出口管线堵塞。
能耗分析 五台打浆罐减速机系统由摆线轮XLD减速机更换为SEW减速机，另外配合搅拌桨叶动改，减小电机功率及转速，功率降低7kw/台，转速由71r/min降至59r/min，电耗大幅度下降。
维修成本分析 根据设备改造前后检维修情况对比，改造后设备检修量约为检修前的一半，搅拌设备备件（减速机备件、轴承、底瓦、轴套、半轴、搅拌桨叶轮毂等）消耗量减少约 1/2，年度设备检修次数也从十余次减少至四至五次，单台设备平均节省维修费用约合2～3万元。