[發明專利]一種浮子式噴嘴

無效

• 申請號: 201010562501.0
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN101992157A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 宋健斐;張峰;楊光福;徐俊;徐國;陳勇;劉小成;魏耀東
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: B05B1/30
• 分類號: B05B1/30;C10G11/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種能防止流化床內催化劑顆粒向氣體分布器內倒灌或避免卷吸催化劑進入氣體分布器的噴嘴，特別適用于煉油廠催化裂化工藝(FCC)裝置再生器內實現顆粒流化的氣體分布器使用。本發明可以防止催化劑顆粒向噴嘴與分支管內倒灌、卷吸，進而防止噴嘴和分支管內壁發生沖蝕磨損問題。

背景技術

在我國催化裂化裝置中，再生器的氣體分布器多數采用樹枝狀氣體分布器，見圖1，主要由主管(1)，支管(2)，分支管(3)和噴嘴(4)構成。噴嘴通常是一個短管或一個變徑管。氣體分布器的主要作用是向流化床內均勻分布氣體，實現顆粒的流化，維持氣固之間的充分接觸，使再生催化劑恢復其活性。

目前這種分布器使用中存在的主要問題是分支管與噴嘴的嚴重磨損，這種磨損發生在分支管與噴嘴的內表面。正常工作的樹枝狀分布器內部是一個純氣流的流動空間，不存在催化劑。但由于一方面分支管上各個噴嘴的流量不均勻，上游噴嘴的流量小，噴嘴壓降小于設計壓降，甚至小于氣體分布器穩定操作的臨界壓降，噴嘴外的催化劑顆粒倒灌進入噴嘴與分支管內部；另一方面，分支管上游噴嘴內部氣體流動存在嚴重偏流，在氣體背風一側存在旋轉渦流，也會卷吸噴嘴外部的顆粒進入到噴嘴內部，甚至進入到分支管內。被卷吸進入噴嘴的一部分催化劑顆粒在噴嘴內部背風側作旋轉流動，當顆粒脫離渦流后直接沖向迎風側，對噴嘴內壁產生旋轉沖蝕磨損，見圖2(a)；另一部分催化劑顆粒從上游噴嘴進入到分支沿分支管軸向氣體從下游噴嘴流出時，造成了噴嘴斜向沖蝕磨損，見圖2(b)。由于催化劑顆粒的運動速度大小、流動形式不同，與器壁的碰撞方式不同，對噴嘴的沖擊和摩擦有一定的變化，進而產生的磨損量也不同。當顆粒由上游噴嘴入口進入從下游噴嘴從出口流出時，因顆粒的慣性作用使顆粒的流動方向發生改變，斜向高速沖擊下游噴嘴內迎風表面一側使之變形或受鑿，材料表面組織剝落。由于顆粒對塑性材料在20°～30°沖角時磨損最大，所以，在這種角度沖擊噴嘴內壁，會造成噴嘴的嚴重磨損，直至磨穿，若磨損繼續發展可以將整個噴嘴外壁磨掉。在其它沖擊角下磨損量會相對少些，在噴嘴的迎風內壁表面形成局部圓弧狀磨損。噴嘴磨損過程是由內向外逐漸發展的，磨損造成噴嘴內孔徑增大，噴嘴磨穿，最后將整個噴嘴磨掉，見圖3。

這種磨損不僅導致樹枝狀分布器的損壞，而且影響再生器內催化劑的流化狀態，進而影響待生催化劑的再生效果。嚴重的分布器磨損可以導致整個催化裂化裝置的停工，是影響催化裂化裝置長周期運行的主要因素之一。

發明內容

本發明的目的在于發明一種浮子式噴嘴，防止催化劑顆粒向氣體分布器的分支管與噴嘴內倒灌、卷吸，進而防止噴嘴與分支管內壁的沖蝕磨損現象的發生，同時保證具有這種噴嘴結構的氣體分布器與原氣體分布器的性能保持一致。

本發明一種浮子式噴嘴是在原氣體分布器噴嘴基礎上，在噴嘴內部加設一個浮子，浮子通過導向架上的導向柱上下滑動，一方面維持氣體的單向流動，另一方面控制氣體的流量。由于浮子的存在，當分布管外側壓力大于內側時，浮子上行關閉出氣孔，能防止流化床內催化劑顆粒向氣體分布器倒灌、或避免卷吸催化劑進入氣體分布器，進而防止噴嘴和分支管內壁發生沖蝕磨損。正常工作時，分布管內側壓力大于外側，浮子下行打開出氣孔，向流化床內分布氣體流化顆粒。

本發明一種浮子式噴嘴，包括浮子(5)，導向架(6)，噴嘴管(7)，見圖4(a)、4(b)。其特征在于：在噴嘴管(7)內設置一個浮子(5)，浮子(5)固定在導向架(6)的導向柱上。浮子(5)可以沿導向柱上下滑動。浮子(5)的上死點是噴嘴封閉狀態，下死點是噴嘴全開狀態。

本發明一種浮子式噴嘴，其特征在于：浮子(5)與噴嘴管(7)之間形成一個通氣的環形空間，環形空間的橫截面積是噴嘴出口面積的1～1.5倍。

本發明一種浮子式噴嘴，其特征在于：浮子(5)兩端成錐形或圓帽形，錐角與噴嘴管(7)的變徑部分相吻合。

本發明一種浮子式噴嘴，其特征在于：浮子(5)的導向架(6)的導向柱是圓柱形或多邊形。

本發明的有益效果是：結構簡單，成本較低，能有效防止催化劑顆粒向噴嘴與分支管內倒灌、卷吸，進而防止噴嘴和分支管內壁發生沖蝕磨損。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

一個催化裂化裝置再生器下部設置氣體分布器，氣體分布器為樹枝狀，主要由主管(1)，支管(2)，分支管(3)和噴嘴(4)構成，噴嘴安裝在分支管上，見圖1。來自主風機的壓縮風通過分布器向再生器內布風，維持再生器內的催化劑顆粒的流化。