[發明專利]一種帶有均流環的環狀流體分流通道

無效

• 申請號: 201310366051.1
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103468286A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 戴方欽;潘盧偉;張發輝;郭悅;許學成;潘妮
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C10B53/06
• 分類號: C10B53/06;C10G1/00
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術領域

本發明涉及一種帶有均流環的環狀流體分流通道。

背景技術

在很多爐窯設備中都設有一種環狀流體分流通道，例如對油頁巖進行干餾煉油的干餾爐，熱循環干餾氣通過環狀流體分流通道進入干餾爐中。這種環狀流體分流通道的結構和均流性能的優劣將對物料的干餾過程產生直接影響。由于干餾過程是在隔絕空氣的條件下依靠高溫干餾氣與油頁巖接觸后將油頁巖加熱到450～550℃，促使油頁巖熱解產生頁巖油、頁巖半焦、熱解氣等產物。在滿足加熱溫度的前提下，油頁巖物料的均勻加熱是保證干餾過程得以完全進行的關鍵因素，而這種均勻加熱的實現又依賴于高溫干餾氣在干餾爐內均勻分布并與油頁巖物料充分接觸。

由于受流體流動的動量、能量等因素的影響，干餾爐中熱循環干餾氣從環狀流體分流通道流出各個流體噴口的流速是有差別的。其特點是越靠近流體入口附近(非正對入口)的流體出口，流速越小，越遠離流體入口的地方，如兩股流體的交匯處的流體出口，流速最大，也就是造成爐內有偏流的現象。通過對帶有環狀流體分流通道的設備進行跟蹤調查發現，這種結構存在的主要缺陷如下：

（1）只采用一個流體入口時，從環狀流體分流通道的各個流體噴口噴出的流體流速不一致，差別很大，導致爐內流體分布不均勻，偏流嚴重，最突出的問題是導致物料無法得到均勻加熱，使得部分物料在離開干餾爐時未得到完全干餾，產生“出生料”現象。使干餾爐產品回收率下降、工序能耗增加、生產效率低、設備產能下降，效益降低等一系列問題。

（2）為了克服以上問題，通過采用兩個或兩個以上的流體入口的方法，從各個流體噴口噴出的流體流速的均勻性會得到一定程度的改善，但改善程度有限，同時會帶來管系復雜、管系控制難度大、流體為高溫流體時流體輸送過程中的溫降大、投資成本高等問題。

（3）環狀流體分流通道內壓力分布和流量分布不均勻，還容易造成通道內局部墻壁沖刷受損嚴重，導致墻壁掉磚、融化、裂開，縮短了爐窯設備使用壽命。

這種環狀流體分流通道存在的流體分布不均勻的問題一直是該領域的專業技術人員所關注的問題，且為長期在改進而又未解決的難題。如沈陽成大弘晟能源研究院有限公司長期研究油頁巖干餾爐，申請了多項油頁巖干餾爐及干餾工藝的專利。包括在2008年11月申請的“日處理300噸油頁巖瓦斯全循環干餾工藝”和2011年6月申請的“日處理500～1000噸油頁巖瓦斯全循環干餾爐”，公開的這2種油頁巖組合式瓦斯全循環干餾爐為很典型的且結構較先進的干餾爐，其中的熱循環干餾氣就是在環狀流體分流通道中分流。在上述“日處理500～1000噸油頁巖瓦斯全循環干餾爐”說明書的背景技術描述中就指出：“300噸干餾爐”在運行中存在爐內有偏流的現象，瓦斯配氣系統需要進一步改進，增加均衡性。在發明內容部分，再次強調為實現日處理500～1000噸油頁巖，需要解決的4個關鍵技術問題，其中把干餾爐內的均勻布氣問題放在首位，說明書中寫道：“需要解決1、在擴大干餾容量的時候解決好干餾爐內的均勻布氣問題，使油頁巖能和熱載體均勻接觸，均衡干餾，爐內沒有死角。這一問題看似簡單，實際難度很大，撫順式干餾爐想把處理能力從100噸提高到200噸以上，經過幾十年的努力，由于解決不好干餾爐內的均勻布氣問題，至今未能實現。”可見在環狀流體分流通道內均勻布氣問題是多么重要，但這也確實是一個看似簡單，實際難度很大的問題。

發明內容

本發明的目的是為解決現有技術中環狀流體分流通道內幾十年都難于解決好的均勻布氣的問題，而提供一種結構簡單，容易施工，使用安全可靠，便于維護，能夠很好地解決均勻布氣難題的帶有均流環的環狀流體分流通道。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：提供一種帶有均流環的環狀流體分流通道，包括均流環、流體入口和流體噴口，所述的均流環安裝在環狀流體分流通道內；均流環為片狀環，均流環將環狀流體分流通道分隔成上、下結構的均流通道和分流通道；在均流環中設有用于使上、下結構的均流通道與分流通道相通的均流口；所述的流體入口設置在均流通道外側任意位置，在所述的分流通道中設置有流體噴口。

本發明的帶有均流環的環狀流體分流通道，所述的均流環中均勻分布的均流口為圓弧形、圓形或矩形孔。

本發明的帶有均流環的環狀流體分流通道，所述的均流環中的均流口總面積為均流環總面積的20%～50%。

本發明的帶有均流環的環狀流體分流通道，所述的均流通道和分流通道的上、下位置任意互換。也就是說如果將流體入口設在均流環下方，則均流環下方就為均流通道，熱循環干餾氣進入均流通道后，通過均流口向上層的分流通道送干餾氣。