專利名稱:傾斜式雙重錐形噴嘴快速分離裝置的制作方法
本實(shí)用新型屬于循環(huán)流化床反應(yīng)器領(lǐng)域。
在氣－－固循環(huán)流化床反應(yīng)器中，固體粒子(固體催化劑或固體產(chǎn)物)在高速氣流中處于飽和夾帶狀態(tài)。為了保證過程的連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行，必須在反應(yīng)器出口，把高濃度的氣－－固兩相流中的固體粒子(固體催化劑或固體產(chǎn)物)分離，以便催化劑再生后循環(huán)使用，或使固體產(chǎn)物完全回收。在分離催化劑的情況下，還要求催化劑與氣體產(chǎn)物分離迅速，以防止深度反應(yīng)，造成收率下降。上述分離過程是由與循環(huán)流化床出口相連接的快速分離裝置來完成的。分離裝置的分離效率的提高，有利于減少催化物或固體產(chǎn)物的損失，有利于提高目的產(chǎn)物的收率。
目前國(guó)內(nèi)催化裂化提升管反應(yīng)器＜一種循環(huán)流化床反應(yīng)器＞出口采用的快分結(jié)構(gòu)形式，主要有傘帽型(附圖1)、例L型(附圖2)和T型(附圖3)。這些快分裝置的共同缺點(diǎn)是分離效率較低。
為了開發(fā)新型快分裝置，1978年美國(guó)阿希蘭(Ashland)石油公司首先采用“彈射式”分離裝置(附圖4，見美國(guó)專利4066533)。圖中1為油氣－－催化劑入口，2為油氣出口，3為催化劑——?dú)怏w出口。油氣——催化劑由1進(jìn)入，在加速噴咀中流動(dòng)時(shí)，油氣——催化劑速度增加，由于油氣慣性小，運(yùn)動(dòng)軌跡基本上與靜壓遞減方向一致，因而大部分油氣將經(jīng)過90°轉(zhuǎn)向后，由2引出，進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行催化劑的二次回收。而催化劑由于有較大的動(dòng)量，慣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油氣的慣性，因而催化劑如同發(fā)射的彈丸，從油氣中分離出來，由出口3拋射至沉降器空間而沉降下來。這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓降小，可以降低能耗和設(shè)備投資，但由于在快床近壁處環(huán)形區(qū)內(nèi)催化劑密度比較大，運(yùn)動(dòng)速度則比較小，大量氣流穿過時(shí)必然產(chǎn)生擾動(dòng)，導(dǎo)致分離效率較低。
為了克服上述不足，阿希蘭〈Ashland〉石油公司在此基礎(chǔ)上推出了杯型快分裝置(附圖5，見歐洲專利72394)，圖中4為氣－－固入口，5為氣體出口，6為固－氣出口。氣－固由入口4進(jìn)入杯形裝置后，大部氣體逆轉(zhuǎn)180°后進(jìn)入出口5，然后送入旋風(fēng)分離器進(jìn)一步回收催化劑粒子，而大部分固體粒子則從出口6被拋射到沉降器空間而沉降下來。這種結(jié)構(gòu)大大降低了氣流對(duì)催化劑在噴口附近的夾帶，使收塵效率比“彈射式”提高80％。但是二次夾帶仍然存在，影響分離效率的進(jìn)一步提高。
本實(shí)用新型的目的在于尋找一種新型結(jié)構(gòu)的快速分離裝置，以便大大減少顆粒的二次夾帶，顯著提高分離效率。
本實(shí)用新型由沉降器和連在沉降器下部的快速分離器組成。所說快速分離器為雙重錐型噴咀分離器，其下部為氣－固入口端(即循環(huán)流化床反應(yīng)器出口端)，上部為上粗下細(xì)外噴咀，在外噴咀內(nèi)部并與氣——固入口端相連的是上細(xì)下粗的內(nèi)噴咀，內(nèi)噴咀軸線與外噴咀軸線間夾角α＝0°－15°以α＝0°為好，在外噴咀的側(cè)壁根部有氣體引出管，所說外噴咀的軸線與氣——固入口端軸線間夾角β為5°～45°。
下面結(jié)合附圖6對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。圖中7為沉降器，其下部為快速分離器8，快速分離器8的組成為下部是氣——固入口端11，上部為外噴咀12，圖中10為內(nèi)噴咀，其下部與氣——固入口端11相連，9為氣體引出管，β為外噴咀12與氣－－固入口端11的軸線間夾角，α為外噴咀12與內(nèi)噴咀10的軸線間夾角。
本實(shí)用新型達(dá)到了予期效果。當(dāng)來自循環(huán)流化床反應(yīng)器出口的氣——固流體由氣——固入口端11進(jìn)入并經(jīng)過內(nèi)噴咀10時(shí)，經(jīng)受了短促加速作用，固體粒子徑向濃度、速度得以再分配，并趨于均勻，從而消除了在“彈射式”快分結(jié)構(gòu)和杯型快分結(jié)構(gòu)中所存在的固體粒子稠密環(huán)形區(qū)。內(nèi)噴咀10的加速作用還使氣固射流區(qū)不致完全復(fù)蓋噴口上方，而在氣固射流區(qū)與外噴咀12與壁面之間形成了環(huán)型氣流返回區(qū)。從而減少了氣體引出口管9處氣固干擾。內(nèi)噴咀10還提高了裝置的操作彈性，無論循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)氣速為何值，都可將其速度用內(nèi)噴咀10調(diào)到最佳操作區(qū)內(nèi)。這些都有利于提高氣－－固流體的分離效率。
內(nèi)噴咀10是一種下粗上細(xì)的結(jié)構(gòu)，外噴咀12下細(xì)上粗，二者組成雙重錐型噴咀結(jié)構(gòu)，組成了一個(gè)氣固分離有效的保護(hù)系統(tǒng)，在氣固射流區(qū)內(nèi)，固體粒子由下向上運(yùn)動(dòng)，速度逐漸降低，而在氣流返回區(qū)內(nèi)氣體由上向下運(yùn)動(dòng)，速度逐漸提高，這樣上部截面氣體速度低，粒子速度也低，在下面截面返回氣體速度較高粒子速度更高，從而使向上運(yùn)動(dòng)的顆粒與向下運(yùn)動(dòng)的氣體在各個(gè)截面一直保持著較大的動(dòng)能差。這無疑會(huì)使氣體較容易地與固體粒子射流脫離，會(huì)降低下降氣流對(duì)固體粒子夾帶的機(jī)率。另外帶有少量氣體的固體粒子射流進(jìn)入沉降器時(shí)，固體粒子速度雖然減小，但氣體速度更小，從而使固體粒子更易于沉降、分離。雙重錐型噴咀的傾斜設(shè)置，可以使沉降器內(nèi)固體粒子運(yùn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)，減少粒子下落到外噴咀12內(nèi)的機(jī)率，從而有效地減少了二次夾帶。因此本實(shí)用新型具有壓力損失小、操作彈性良好、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)在列出本實(shí)用新型實(shí)施例。附圖7為一種傾斜式雙重錐型噴咀快速分離裝置。圖中16為沉降器，17為快速分離器，13為氣固入口端，14為內(nèi)噴咀，15為外噴咀，18為氣體引出管，外噴咀軸線與內(nèi)噴咀軸線重合，外噴咀軸線與氣－－固入口端軸線夾角為15°，在一般操作條件下，這種裝置的分離效率為88～96％。
權(quán)利要求
1.一種用于循環(huán)流化床反應(yīng)器的快速分離裝置，由沉降器和連在沉降器下部的快速分離器組成，其特征在于所說快速分離器為傾斜式雙重錐型噴咀分離器，其下部為氣--固入口端，上部為上粗下細(xì)的外噴咀，在外噴咀內(nèi)部并與氣--固入口端相連的是上細(xì)下粗的內(nèi)噴咀，內(nèi)噴咀軸線與外噴咀軸線間夾角α=0°～15°，在外噴咀的側(cè)壁根部有氣體引出管，外噴咀與氣--固入口端軸線間夾角β為5°～45°。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的快速分離裝置，其特征在于內(nèi)噴咀軸線與外噴咀軸線重合。
專利摘要
一種用于循環(huán)流化床反應(yīng)器的傾斜式雙重錐形噴嘴快速分離裝置，屬于循環(huán)流化床反應(yīng)器領(lǐng)域，它由沉降器和連在沉降器下部的快速分離器組成。所說快速分離器為傾斜式雙重錐形噴嘴分離器，它由氣——固入口端，內(nèi)噴嘴、外噴嘴和氣體引出管組成。本實(shí)用新型具有壓力損失小、操作彈性好、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，分離效率可達(dá)88％～96％。
文檔編號(hào)B01D45/06GK87205749SQ87205749
公開日1988年3月16日 申請(qǐng)日期1987年4月2日
發(fā)明者金涌, 俞芷青, 白丁榮, 姚文虎 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan