專利名稱:傾斜式雙重錐形噴嘴快速分離裝置的制作方法
本實用新型屬于循環(huán)流化床反應器領域。
在氣－－固循環(huán)流化床反應器中，固體粒子(固體催化劑或固體產物)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)定進行，必須在反應器出口，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物)分離，以便催化劑再生后循環(huán)使用，或使固體產物完全回收。在分離催化劑的情況下，還要求催化劑與氣體產物分離迅速，以防止深度反應，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物的損失，有利于提高目的產物的收率。
目前國內催化裂化提升管反應器＜一種循環(huán)流化床反應器＞出口采用的快分結構形式，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是分離效率較低。
為了開發(fā)新型快分裝置，1978年美國阿希蘭(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——氣體出口。油氣——催化劑由1進入，在加速噴咀中流動時，油氣——催化劑速度增加，由于油氣慣性小，運動軌跡基本上與靜壓遞減方向一致，因而大部分油氣將經過90°轉向后，由2引出，進入旋風分離器進行催化劑的二次回收。而催化劑由于有較大的動量，慣性遠遠大于油氣的慣性，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。這種裝置結構簡單、壓降小，可以降低能耗和設備投資，但由于在快床近壁處環(huán)形區(qū)內催化劑密度比較大，運動速度則比較小，大量氣流穿過時必然產生擾動，導致分離效率較低。
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進入杯形裝置后，大部氣體逆轉180°后進入出口5，然后送入旋風分離器進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。這種結構大大降低了氣流對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，影響分離效率的進一步提高。
本實用新型的目的在于尋找一種新型結構的快速分離裝置，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)流化床反應器出口端)，上部為上粗下細外噴咀，在外噴咀內部并與氣——固入口端相連的是上細下粗的內噴咀，內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°。
下面結合附圖6對本實用新型進行詳細說明。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與內噴咀10的軸線間夾角。
本實用新型達到了予期效果。當來自循環(huán)流化床反應器出口的氣——固流體由氣——固入口端11進入并經過內噴咀10時，經受了短促加速作用，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”快分結構和杯型快分結構中所存在的固體粒子稠密環(huán)形區(qū)。內噴咀10的加速作用還使氣固射流區(qū)不致完全復蓋噴口上方，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。內噴咀10還提高了裝置的操作彈性，無論循環(huán)流化床反應器內氣速為何值，都可將其速度用內噴咀10調到最佳操作區(qū)內。這些都有利于提高氣－－固流體的分離效率。
內噴咀10是一種下粗上細的結構，外噴咀12下細上粗，二者組成雙重錐型噴咀結構，組成了一個氣固分離有效的保護系統(tǒng)，在氣固射流區(qū)內，固體粒子由下向上運動，速度逐漸降低，而在氣流返回區(qū)內氣體由上向下運動，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，從而使向上運動的顆粒與向下運動的氣體在各個截面一直保持著較大的動能差。這無疑會使氣體較容易地與固體粒子射流脫離，會降低下降氣流對固體粒子夾帶的機率。另外帶有少量氣體的固體粒子射流進入沉降器時，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置，可以使沉降器內固體粒子運動方向偏轉，減少粒子下落到外噴咀12內的機率，從而有效地減少了二次夾帶。因此本實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。
現(xiàn)在列出本實用新型實施例。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為內噴咀，15為外噴咀，18為氣體引出管，外噴咀軸線與內噴咀軸線重合，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％。
權利要求
1.一種用于循環(huán)流化床反應器的快速分離裝置，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，上部為上粗下細的外噴咀，在外噴咀內部并與氣--固入口端相連的是上細下粗的內噴咀，內噴咀軸線與外噴咀軸線間夾角α=0°～15°，在外噴咀的側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)權利要求
1的快速分離裝置，其特征在于內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)流化床反應器領域，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，內噴嘴、外噴嘴和氣體引出管組成。本實用新型具有壓力損失小、操作彈性好、分離效率高等優(yōu)點，分離效率可達88％～96％。
文檔編號B01D45/06GK87205749SQ87205749
公開日1988年3月16日 申請日期1987年4月2日
發(fā)明者金涌, 俞芷青, 白丁榮, 姚文虎 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan