一種氣體分布器噴嘴的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于石油化工領(lǐng)域應用的氣體分布器，公開了一種氣體分布器噴嘴，包括相連通的噴嘴入口段和噴嘴出口段，其特征在于：所述噴嘴入口段的入口為圓錐形，圓錐形入口的圓錐頂角α為6°～40°。本實用新型氣體分布器噴嘴可以明顯降低由于氣體經(jīng)過氣體分布器分支管進入到噴嘴入口處時，氣體流通截面積急劇變化造成的氣體流動不穩(wěn)定，在噴嘴出口處產(chǎn)生偏流，使催化劑對噴嘴出口產(chǎn)生沖蝕磨損的情況，使用壽命長，操作穩(wěn)定，有利于裝置長周期運行。
【專利說明】一種氣體分布器噴嘴
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油化工領(lǐng)域，尤其涉及一種用于流化床反應器、再生器等的氣體分布器。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體分布器在石油煉制、石油化工、煤化工等諸多工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應用，尤其用于氣固流態(tài)化反應裝置。氣體分布器是以均勻分布氣體為目的重要構(gòu)件，其對氣體分布均勻與否將直接影響反應效果，例如在流化催化裂化再生器裝置中，表面結(jié)焦的催化劑要與空氣均勻混合后進行燒焦，如氣體分布器不能將空氣均勻分布，將會導致催化劑燒焦不完全和產(chǎn)生再生器局部過熱，從而造成再生催化劑含碳不均勻而影響后續(xù)提升管反應器的反應效率。
[0003]目前工業(yè)所使用的氣體分布器主要分為管式氣體分布器和板式氣體分布器兩種。氣體分布器要達到均勻分布氣體，需要滿足幾個條件，一是氣流通過分布器噴嘴時有合理的壓力降，并且當該壓力降等于氣流沿整個床層均勻分配時的阻力，此時分布器起到均勻分布氣體的作用；二是氣體在噴嘴出口分布要均勻且氣速不易過高，不能產(chǎn)生偏流和渦流，避免造成對噴嘴自身和其外部沖刷磨損。當前流化床氣體分布器所使用的噴嘴主要采用兩個等徑直段和一個變徑過渡段的結(jié)構(gòu)，在使用過程中易出現(xiàn)氣體分布不均和噴嘴磨損問題。氣體先從較小直徑端進入，以便產(chǎn)生壓降，然后從較大直徑端流出，以便降低氣體流速。氣體從氣體分布器的分支管進入到噴嘴較小直徑端時，由于氣體流通截面積突然變小會使氣流流動極不穩(wěn)定，從而在噴嘴出口處造成氣體偏流，進而導致催化劑對噴嘴內(nèi)壁沖蝕和磨損，使噴嘴使用壽命大大降低，同時也會影響氣體分布器對氣體均勻分布效果。
[0004]附圖1為目前采用普通噴嘴的氣體分布器。通過CFX軟件模擬可見，當氣體經(jīng)過氣體分布器分支管進入噴嘴進口段時，在進口段處氣流會互相沖擊，使氣體流動不穩(wěn)定，當氣流從噴嘴出口段處流出時會在此處產(chǎn)生偏流，在噴嘴出口一側(cè)會產(chǎn)生壓力較小的區(qū)域，此時催化劑會被卷入到噴嘴出口處，從而對噴嘴出口產(chǎn)生沖蝕磨損，從而大大減少噴嘴的使用年限。
[0005]中國專利CN20148259IU公開的技術(shù)方案中將噴嘴直管段改變成了錐形漸擴管，但是其噴嘴入口氣體流動還是不夠穩(wěn)定，會在噴嘴出口產(chǎn)生氣體偏流。中國專利CN2457162Y和CN2654224Y公開的技術(shù)方案中的噴嘴內(nèi)芯采用了耐磨陶瓷，從而延長了使用壽命，但其幾何結(jié)構(gòu)決定了噴嘴出口將產(chǎn)生氣體偏流，易導致氣體分布不均勻，影響流化床內(nèi)的氣固接觸效率。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是提供一種氣體分布器噴嘴，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于氣體分布器突然變徑使氣體流動不穩(wěn)定和在噴嘴出口氣體產(chǎn)生偏流，從而沖蝕噴嘴及造成氣體分布器分配氣體不均勻的情況。[0007]為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種氣體分布器噴嘴，包括相連通的噴嘴入口段和噴嘴出口段，其特征在于:所述噴嘴入口段的入口為圓錐形。
[0009]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴出口段是直管段。
[0010]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴圓錐形入口的圓錐頂角a為6。?40°。
[0011]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴外徑D = 15?100mm。
[0012]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴入口段的直徑Dl=5 ?50mmo
[0013]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴出口段的直徑D2=7 ?70mmo
[0014]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴圓錐形入口錐段最大處直徑D3< (D+D2)/2。
[0015]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴入口直管段高度LI與噴嘴入口段的直徑Dl的比為3?10。
[0016]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴出口直管段高度L2與噴嘴出口段的直徑D2的比為2?5。
[0017]本實用新型一種氣體分布器噴嘴，其進一步特征在于:所述噴嘴入口直管段和噴嘴出口直管段之間用一過渡段連接。
[0018]本實用新型通過改變氣體分布器噴嘴入口段處結(jié)構(gòu)，將噴嘴入口改為圓錐型，這樣可以大大降低由于氣體流通截面積急劇改變造成的氣體流動不穩(wěn)定和在噴嘴出口處產(chǎn)生偏流而使催化劑對噴嘴出口產(chǎn)生沖蝕磨損的情況發(fā)生。氣體在噴嘴入口段處流動沒有明顯的相互沖擊，氣體流動穩(wěn)定，當氣流從噴嘴出口段流出時，在此處的偏流情況明顯改善。
[0019]采用本實用新型的有益效果是:本實用新型氣體分布器噴嘴可以明顯降低由于氣體經(jīng)過氣體分布器分支管進入到噴嘴入口處時，氣體流通截面積急劇變化造成的氣體流動不穩(wěn)定，在噴嘴出口處產(chǎn)生偏流，使催化劑對噴嘴出口產(chǎn)生沖蝕磨損的情況。本實用新型氣體分布器噴嘴不易磨損、使用壽命長，操作穩(wěn)定，有利于裝置長周期運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)氣體分布器噴嘴圖；
[0021]圖2是本實用新型氣體分布器噴嘴圖；
[0022]圖3是本實用新型氣體分布器噴嘴結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖4是本實用新型噴嘴用于管式樹枝型氣體分布器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本實用新型噴嘴用于管式環(huán)管型氣體分布器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中所示附圖標記為:21_現(xiàn)有技術(shù)噴嘴入口段，22-現(xiàn)有技術(shù)噴嘴出口段，31-噴嘴入口，32-噴嘴出口，4-樹枝型氣體分布器分支管,42-噴嘴,43-再生器殼體,44-樹枝型氣體分布器支管，45-樹枝型氣體分布器主風管,51-環(huán)形氣體分布器環(huán)管,52-噴嘴,53-汽提段殼體，54-環(huán)形氣體分布器入口?！揪唧w實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明，附圖和【具體實施方式】并不限制本實用新型要求保護的范圍。
[0027]本實用新型噴嘴結(jié)構(gòu)見附圖3，其結(jié)構(gòu)尺寸描述如下；D為噴嘴外徑，Dl噴嘴入口段直徑，D2為噴嘴直管段直徑，D3為噴嘴入口錐段最大處直徑，LI為噴嘴入口直管段高度，L2為噴嘴出口直管段高度，α為噴嘴圓錐頂角。各尺寸描述如下:D2 < D3 < (D+D2)/2,α = 6。?40°，Ll/Dl = 3 ?10，L2/D2 = 2 ?5。
[0028]本實用新型噴嘴可以應用在樹枝型氣體分布器和環(huán)管型氣體分布器當中，其分布形式和數(shù)量由具體工藝條件和設備形式等條件確定。噴嘴42和52分別與樹枝形氣體分布器分支管41和環(huán)形氣體分布器環(huán)管51的壁面連接。附圖4為本實用新型應用到流化催化裂化裝置再生器主風分布器當中，該氣體分布器為樹枝型。來自主風機的壓縮空氣進入樹枝型氣體分布器主風管45中，然后經(jīng)由樹枝型氣體分布器支管44、樹枝型氣體分布器分支管41，最后通過噴嘴42將空氣均勻地分布到再生器中。圖5為本實用新型氣體分布器噴嘴應用在流化催化裂化裝置沉降器汽提段環(huán)管式氣體分布器中，汽提蒸汽由環(huán)型氣體分布器入口 54進入環(huán)型氣體分布器環(huán)管51，通過噴嘴52將汽提蒸汽均勻地分布到汽提段床層中。本實用新型特別適用于流化催化裂化裝置的待生催化劑的汽提和再生器中的待生催化劑再生過程，亦可用于其它多相流反應裝置中。
[0029]實施例:本實用新型氣體分布器噴嘴在某80萬噸/年FCC裝置上的應用。
[0030]將本實用新型應用于某80萬噸/年FCC裝置再生器主風分布器改造中，分布器形式參見圖4，分布器噴嘴參數(shù)見表I。
[0031 ] 表IFCC再生裝置氣體分布器噴嘴參數(shù)[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種用于流化床反應器和再生器的氣體分布器噴嘴，包括相連通的噴嘴入口段和噴嘴出口段，其特征在于:所述噴嘴入口段的入口為圓錐形，所述噴嘴圓錐形入口的圓錐頂角a為6°?40°，所述噴嘴出口段是直管段，所述噴嘴外徑D=15?100mm，所述噴嘴入口段的直徑Dl=5?50mm，所述噴嘴出口段的直徑D2=7?70mm，所述噴嘴圓錐形入口錐段最大處直徑D3< (D+D2)/2，所述噴嘴入口直管段高度LI與噴嘴入口段的直徑Dl的比為3?.10，所述噴嘴出口直管段高度L2與噴嘴出口段的直徑D2的比為2?5。
【文檔編號】B01J19/26GK203648543SQ201320555956
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】王松江, 張振千, 李國智, 馬艷梅, 田耕, 雷世遠, 夏金法, 張軍 申請人:中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司