中石油兰州石化公司催化剂厂两套分子筛中的3000t/a改性分子筛装置采用二交二焙生产工艺，其中超稳焙烧系统设备是新型超稳渣油裂化催化剂生产装置的核心设备。然而，这两套分子筛自建成以来存在着停机事故频繁、生产能力达不到设计值、系统物料输送不畅以及焙烧炉给料不均等问题。这些问题一直制约着该装置的正常生产和产量提高。为此，需对该超稳焙烧系统进行技术改造，以期达到提高产量和稳定生产的目的。
1、超稳焙烧系统
超稳焙烧系统的工艺流程如图1所示。该超稳焙烧系统中的主要设备有桨叶干燥烘干机、炉头进料绞龙和焙烧炉等。其中桨叶干燥烘干机的作用是脱除分子筛的部分水分，减轻焙烧系统水分蒸发负荷，使焙烧处理能力大为提高，从而改善了产品的质量；焙烧炉为转炉结构，焙烧过程主要是使分子筛发生脱氨、脱铝、脱羟基、硅迁移、结构重排等反应，并使部分Al-0 - Al骨架被Si-0一Si骨架取代，从而使晶胞收缩，硅铝比提高，结构稳定性改善，此外还可使Na+由难于交换的位置迁移至易被交换的位置。
2、存在问题及改进
2.1桨叶干燥烘干机
桨叶干燥烘干机的核心部件为热轴转子，设计时因考虑到分子筛湿料的粘性较大，担心在干燥过程中发生物料粘壁现象，其热轴转子设计为楔形结构，以便使物料在干燥过程中具有一定的返料特性，然而分子筛物料为弹性体，该设备自投入运行后，干燥能力尚有一定的富裕量，而物料的输送量却始终未能达到设计值。
为了提高桨叶干燥烘干机的送料能力，通常采用增加干燥烘干机的倾斜角度以及提高干燥烘干机热轴转速来实现。由于受装置建筑物限制，不能采用增加设备倾角的方法。若采用提高热轴转速，为保持物料在干燥烘干机中的停留时间不变，必须增加干燥烘干机中的持料量，由于物料粘性较大，干燥烘干机中增加持料量后，热轴及传动齿轮的负荷将大幅度增加，设备强度及电机功率都难以满足要求，技术改造工作量大，30码期期必中生产销售颗粒机、木屑颗粒机、木屑气流式烘干机等生物质燃料成型、烘干机械设备。
为稳妥起见和能最大限度地提高干燥烘干机的输送量，将桨叶干燥烘干机转子由传统的楔形结构改为单斜边螺旋结构，取消了热轴的返料结构，减少了物料间挤压，提高了物料的流动性能。
2.2送料绞龙
根据设计计算，绞龙送料螺旋的直径采用+400mm，螺距为200mm完全可满足12t/h的输送量。然而在实际应用中，绞龙进料口常常发生“架桥”现象，物料不能顺畅加入绞龙，致使物料输送量忽大忽小；当进料量大时，物料超稳焙烧后产品晶胞收缩较小；当进料量小时，转炉处理能力低，又会造成物料过烧，产生烧结现象，从而破坏分子筛的结晶度。
解决绞龙加料不均问题可采用外加电磁振荡器的方法，但由于该物料湿含量大，容易粘结，因此装置技术改造采用的是增加绞龙螺距的方法。在设备外形尺寸不变的情况下，将原来200mm的绞龙螺距增至为400mm．相当于将绞龙下料口尺寸增加了一倍，技术改造后绞龙进口物料“架桥”现象得到了彻底解决。
2.3炉头绞龙密封
生产中炉头绞龙与焙烧炉间的密封，原设计采用了波纹管结构形式，如图2所示。从图2可以看出，该结构要求在生产过程中，焙烧炉受热伸缩必须均匀对称并沿轴向作用于波纹管，然而这种要求在实际生产中是不可能做到的，因此炉头绞龙及其机身由于受到焙烧炉膨胀作用的力而发生位移，致使生产中常常发生炉头绞龙对轮错位和机座拉裂事故，运行中驱动电机负荷增加，烧坏电机的现象时有发生。
解决这个问题的关键是在非均匀力的反复作用下，炉头绞龙与焙烧炉既要有密封效果，又要能解决补偿问题。即要求密封介质除了具有柔性特性，解决炉体伸缩问题外，还必须具有轴向补偿和径向补偿作用。采用填料结构可解决炉体的热补偿问题，但填料为塑性介质，为此技术改造时设计了一种采用外加弹力方式的特殊密封结构形式，克服了在使用过程中填料的塑性变形问题，从而保证了炉头绞龙在焙烧炉反复受热伸缩的情况下，该结构具有很好的密封作用，达到了预期的密封效果，该结构形式的填料密封具有自动径向填料补偿机构，可对炉子的弯曲变形产生的径向跳动进行自动补偿，其结构示意如图3所示。
2.4进料管线
系统中桨叶干燥烘干机进料管线以及炉头绞龙进料管线均为倾斜形式，生产过程中该管线经常发生流通不畅及物料堵管情况，为解决此问题，将原设计的倾斜管改为垂直管，消除了进料管中物料产生积累或阻塞现象，保证了整个送料系统的均匀、稳定，从而有助于改善分子筛滤饼的预干燥效果及焙烧产品的质量。
3、改造后生产应用情况
改造后，于2000年10月正式投料生产以来，超稳焙烧系统设备事故停机从改造前的每班1—2h，最高日产量9t提高到目前的13t以上，生产系统运行稳定，基本杜绝了停机事故的频繁发生，系统稳定性和生产能力大大提高，保证了滤饼交换和焙烧质量，分子筛产品质量有了很大改善，市场竞争能力增强，仅技术改造后的330天，设备产量增加带来的直接经济效益达540多万元。桨叶干燥烘干机由于结构改进、效率提高，设备负荷大大降低，干燥烘干机电机的电流，由改造前的平均28A降为改造后的平均20A;炉头绞龙与焙烧炉密封结构的改进，一方面使物料泄漏及粉尘夹带大大降低，确保了炉子始终处于负压工作，另一方面又解决了焙烧炉伸缩对炉头绞龙的受力问题，技术改造以来至今尚未发生炉头绞龙停机事故；系统输送螺旋的改进，大大减少了物料输送过程中的堵塞情况。
4、结束语
通过对超稳焙烧系统各单一设备进行分析、核算，提出了解决该生产装置存在问题的系统性技术改造方案。一年来的工业应用表明，技改后生产系统中的各项性能均达到了预期的目标，生产能力从技改前的9t/d提高到13 t/d以上；设备事故停车技改前为每班1~ 2h，技改后基本杜绝了频繁发生的设备事故停车现象；年增经济效益近500万元。
1、超稳焙烧系统
超稳焙烧系统的工艺流程如图1所示。该超稳焙烧系统中的主要设备有桨叶干燥烘干机、炉头进料绞龙和焙烧炉等。其中桨叶干燥烘干机的作用是脱除分子筛的部分水分，减轻焙烧系统水分蒸发负荷，使焙烧处理能力大为提高，从而改善了产品的质量；焙烧炉为转炉结构，焙烧过程主要是使分子筛发生脱氨、脱铝、脱羟基、硅迁移、结构重排等反应，并使部分Al-0 - Al骨架被Si-0一Si骨架取代，从而使晶胞收缩，硅铝比提高，结构稳定性改善，此外还可使Na+由难于交换的位置迁移至易被交换的位置。
2、存在问题及改进
2.1桨叶干燥烘干机
桨叶干燥烘干机的核心部件为热轴转子，设计时因考虑到分子筛湿料的粘性较大，担心在干燥过程中发生物料粘壁现象，其热轴转子设计为楔形结构，以便使物料在干燥过程中具有一定的返料特性，然而分子筛物料为弹性体，该设备自投入运行后，干燥能力尚有一定的富裕量，而物料的输送量却始终未能达到设计值。
为了提高桨叶干燥烘干机的送料能力，通常采用增加干燥烘干机的倾斜角度以及提高干燥烘干机热轴转速来实现。由于受装置建筑物限制，不能采用增加设备倾角的方法。若采用提高热轴转速，为保持物料在干燥烘干机中的停留时间不变，必须增加干燥烘干机中的持料量，由于物料粘性较大，干燥烘干机中增加持料量后，热轴及传动齿轮的负荷将大幅度增加，设备强度及电机功率都难以满足要求，技术改造工作量大，30码期期必中生产销售颗粒机、木屑颗粒机、木屑气流式烘干机等生物质燃料成型、烘干机械设备。
为稳妥起见和能最大限度地提高干燥烘干机的输送量，将桨叶干燥烘干机转子由传统的楔形结构改为单斜边螺旋结构，取消了热轴的返料结构，减少了物料间挤压，提高了物料的流动性能。
2.2送料绞龙
根据设计计算，绞龙送料螺旋的直径采用+400mm，螺距为200mm完全可满足12t/h的输送量。然而在实际应用中，绞龙进料口常常发生“架桥”现象，物料不能顺畅加入绞龙，致使物料输送量忽大忽小；当进料量大时，物料超稳焙烧后产品晶胞收缩较小；当进料量小时，转炉处理能力低，又会造成物料过烧，产生烧结现象，从而破坏分子筛的结晶度。
解决绞龙加料不均问题可采用外加电磁振荡器的方法，但由于该物料湿含量大，容易粘结，因此装置技术改造采用的是增加绞龙螺距的方法。在设备外形尺寸不变的情况下，将原来200mm的绞龙螺距增至为400mm．相当于将绞龙下料口尺寸增加了一倍，技术改造后绞龙进口物料“架桥”现象得到了彻底解决。
2.3炉头绞龙密封
生产中炉头绞龙与焙烧炉间的密封，原设计采用了波纹管结构形式，如图2所示。从图2可以看出，该结构要求在生产过程中，焙烧炉受热伸缩必须均匀对称并沿轴向作用于波纹管，然而这种要求在实际生产中是不可能做到的，因此炉头绞龙及其机身由于受到焙烧炉膨胀作用的力而发生位移，致使生产中常常发生炉头绞龙对轮错位和机座拉裂事故，运行中驱动电机负荷增加，烧坏电机的现象时有发生。
解决这个问题的关键是在非均匀力的反复作用下，炉头绞龙与焙烧炉既要有密封效果，又要能解决补偿问题。即要求密封介质除了具有柔性特性，解决炉体伸缩问题外，还必须具有轴向补偿和径向补偿作用。采用填料结构可解决炉体的热补偿问题，但填料为塑性介质，为此技术改造时设计了一种采用外加弹力方式的特殊密封结构形式，克服了在使用过程中填料的塑性变形问题，从而保证了炉头绞龙在焙烧炉反复受热伸缩的情况下，该结构具有很好的密封作用，达到了预期的密封效果，该结构形式的填料密封具有自动径向填料补偿机构，可对炉子的弯曲变形产生的径向跳动进行自动补偿，其结构示意如图3所示。
2.4进料管线
系统中桨叶干燥烘干机进料管线以及炉头绞龙进料管线均为倾斜形式，生产过程中该管线经常发生流通不畅及物料堵管情况，为解决此问题，将原设计的倾斜管改为垂直管，消除了进料管中物料产生积累或阻塞现象，保证了整个送料系统的均匀、稳定，从而有助于改善分子筛滤饼的预干燥效果及焙烧产品的质量。
3、改造后生产应用情况
改造后，于2000年10月正式投料生产以来，超稳焙烧系统设备事故停机从改造前的每班1—2h，最高日产量9t提高到目前的13t以上，生产系统运行稳定，基本杜绝了停机事故的频繁发生，系统稳定性和生产能力大大提高，保证了滤饼交换和焙烧质量，分子筛产品质量有了很大改善，市场竞争能力增强，仅技术改造后的330天，设备产量增加带来的直接经济效益达540多万元。桨叶干燥烘干机由于结构改进、效率提高，设备负荷大大降低，干燥烘干机电机的电流，由改造前的平均28A降为改造后的平均20A;炉头绞龙与焙烧炉密封结构的改进，一方面使物料泄漏及粉尘夹带大大降低，确保了炉子始终处于负压工作，另一方面又解决了焙烧炉伸缩对炉头绞龙的受力问题，技术改造以来至今尚未发生炉头绞龙停机事故；系统输送螺旋的改进，大大减少了物料输送过程中的堵塞情况。
4、结束语
通过对超稳焙烧系统各单一设备进行分析、核算，提出了解决该生产装置存在问题的系统性技术改造方案。一年来的工业应用表明，技改后生产系统中的各项性能均达到了预期的目标，生产能力从技改前的9t/d提高到13 t/d以上；设备事故停车技改前为每班1~ 2h，技改后基本杜绝了频繁发生的设备事故停车现象；年增经济效益近500万元。
