[實用新型]一種折流板強化的流化床外取熱器

有效

• 申請號: 201821766593.2
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN209197538U
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 盧春喜;李建濤;姚秀穎;劉璐
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: F28D13/00
• 分類號: F28D13/00;B01J19/00;C10G11/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;謝斌

本實用新型公開了一種折流板強化的流化床外取熱器，包括殼體、垂直管束、折流板和氣體分布器，殼體的上部設置有催化劑進口，底部設置有催化劑出口；垂直管束包括豎直分布于殼體內的多根換熱管，每根換熱管包括水管以及密閉套置在水管外部的蒸汽管，每根換熱管的頂端伸出至殼體的外部，水管的頂部設置入水口，蒸汽管的頂部設置蒸汽出口；多片折流板在殼體內沿垂直管束長度方向呈螺旋排布或對稱交錯排布，多根換熱管穿設過多片折流板并與其緊固連接，使多片折流板與垂直管束連接為一體；氣體分布器設置在位于垂直管束下方的殼體內，殼體上開設與氣體分布器連通的流化風入口。

技術領域

本實用新型涉及一種流化床外取熱器，特別涉及一種折流板強化的流化床外取熱器，屬于石油加工、化工等技術領域。

背景技術

我國催化裂化原料不斷重質化，生焦率的提高使得再生系統的熱量過剩，需要及時移走多余的熱量以維持反再系統的熱平衡。此外，為了提高目標產品的收率和企業的效益，需要盡可能在不降低進料溫度的條件下靈活提高催化裂化的劑油比，同樣也需要對高溫再生催化劑進行適當冷卻。因此，將催化劑所攜帶的過剩熱量取走就顯得至關重要。外取熱器安置在反應—再生系統的外部，操作相對靈活且取熱負荷易于調控，取熱器出現問題時可作為獨立的單元進行整修而不影響反應—再生系統的正常運行。外取熱器這些獨有的優勢使其適應性較強，因此，外取熱器在石油催化裂化行業中獲得了廣泛的應用。

工業中氣固流化床外取熱器的形式有很多種，根據催化劑顆粒和氣體的流動方式不同，外取熱器一般可分為上流式、下流式、返混式和氣控式四類。上流式外取熱器為稀相操作，較低的催化劑濃度限制了其傳熱效率，需要的風量較大，能耗相對較高，并且，由于其氣速較高，對換熱管束的沖蝕與磨損較為嚴重，不利于裝置的長期穩定運行；返混式和氣控式外取熱器與再生器連為一體，節省了催化劑運輸管道和較昂貴滑閥的費用，因此安裝相對方便，且成本相對較低，但是其換熱效率較低，傳熱負荷不易調節，當原料發生改變時，有時無法滿足所需的取熱要求；下流式外取熱器一般為密相操作，流化氣體用量較小，能耗較低且傳熱效率較高，所以應用更為廣泛。

流化床取熱器一般會在內部設置多根換熱管，形成換熱管束。需要進行換熱的固體顆粒一般在殼程流動，取熱介質在管程流動，由流態化理論可知，大多數取熱器都可以認為是具有垂直內構件(取熱管束)的細顆粒氣－固流化床。

在實際應用中，這種管殼式氣固流化床取熱器傳熱效率有時不能達到設計值，取熱負荷有待進一步提高，且取熱器內部催化劑局部失流化導致較大的軸、徑向溫差，入口催化劑對換熱管的沖擊和磨損問題使外取熱器的穩定性受到影響，因此這種管殼式氣固流化床取熱器有待于進一步的優化。

中國專利CN2515637Y和CN2457555Y分別通過在換熱管表面焊接釘頭形式的構件和環形翅片、斜翅片結構，增加催化劑顆粒的局部紊流，從而提高傳熱效率。但是翅片和釘頭構件的尺寸相對于殼程尺寸來說很小，其帶來的局部紊流無法對整個殼程流場進行優化，因此，無法解決催化劑顆粒局部流化較差而帶來的軸徑向溫差問題。

中國專利CN104930887A通過在催化劑顆粒進口和氣體分布器之間按照一定間距加設水平格柵內構件，利用內構件對氣泡的破碎作用和對氣體的再分布作用，改善了外取熱器殼程整體的流化效果。中國專利CN203928823U在主流化風上部安裝一個或多個管式氣體分布器，改善了外取熱器密相床層的流化質量。中國專利CN101769694B 在外取熱器底部安裝了兩個分布器，通過調節兩個分布器的氣體流量，強化了顆粒在床層內的內循環，增強了顆粒在換熱管表面的更新速度，提高了換熱器的換熱效率。中國專利CN103113914B提出一種顆粒可預分配的催化裂化外取熱器，在催化劑入口設計了一個環形流化床，解決了換熱管的沖蝕問題。

總之，目前已公布的流化床外取熱器專利和相關文獻沒有很好地解決外取熱器的殼程傳熱問題、顆粒局部流化較差而導致的軸徑向溫差問題和入口催化劑磨損問題，因此流化床外取熱器有待于進一步強化。

發明內容