[发明专利]一种浮子式喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种能防止流化床内催化剂颗粒向气体分布器内倒灌或避免卷吸催化剂进入气体分布器的喷嘴，特别适用于炼油厂催化裂化工艺(FCC)装置再生器内实现颗粒流化的气体分布器使用。本发明可以防止催化剂颗粒向喷嘴与分支管内倒灌、卷吸，进而防止喷嘴和分支管内壁发生冲蚀磨损问题。

背景技术

在我国催化裂化装置中，再生器的气体分布器多数采用树枝状气体分布器，见图1，主要由主管(1)，支管(2)，分支管(3)和喷嘴(4)构成。喷嘴通常是一个短管或一个变径管。气体分布器的主要作用是向流化床内均匀分布气体，实现颗粒的流化，维持气固之间的充分接触，使再生催化剂恢复其活性。

目前这种分布器使用中存在的主要问题是分支管与喷嘴的严重磨损，这种磨损发生在分支管与喷嘴的内表面。正常工作的树枝状分布器内部是一个纯气流的流动空间，不存在催化剂。但由于一方面分支管上各个喷嘴的流量不均匀，上游喷嘴的流量小，喷嘴压降小于设计压降，甚至小于气体分布器稳定操作的临界压降，喷嘴外的催化剂颗粒倒灌进入喷嘴与分支管内部；另一方面，分支管上游喷嘴内部气体流动存在严重偏流，在气体背风一侧存在旋转涡流，也会卷吸喷嘴外部的颗粒进入到喷嘴内部，甚至进入到分支管内。被卷吸进入喷嘴的一部分催化剂颗粒在喷嘴内部背风侧作旋转流动，当颗粒脱离涡流后直接冲向迎风侧，对喷嘴内壁产生旋转冲蚀磨损，见图2(a)；另一部分催化剂颗粒从上游喷嘴进入到分支沿分支管轴向气体从下游喷嘴流出时，造成了喷嘴斜向冲蚀磨损，见图2(b)。由于催化剂颗粒的运动速度大小、流动形式不同，与器壁的碰撞方式不同，对喷嘴的冲击和摩擦有一定的变化，进而产生的磨损量也不同。当颗粒由上游喷嘴入口进入从下游喷嘴从出口流出时，因颗粒的惯性作用使颗粒的流动方向发生改变，斜向高速冲击下游喷嘴内迎风表面一侧使之变形或受凿，材料表面组织剥落。由于颗粒对塑性材料在20°～30°冲角时磨损最大，所以，在这种角度冲击喷嘴内壁，会造成喷嘴的严重磨损，直至磨穿，若磨损继续发展可以将整个喷嘴外壁磨掉。在其它冲击角下磨损量会相对少些，在喷嘴的迎风内壁表面形成局部圆弧状磨损。喷嘴磨损过程是由内向外逐渐发展的，磨损造成喷嘴内孔径增大，喷嘴磨穿，最后将整个喷嘴磨掉，见图3。

这种磨损不仅导致树枝状分布器的损坏，而且影响再生器内催化剂的流化状态，进而影响待生催化剂的再生效果。严重的分布器磨损可以导致整个催化裂化装置的停工，是影响催化裂化装置长周期运行的主要因素之一。

发明内容

本发明的目的在于发明一种浮子式喷嘴，防止催化剂颗粒向气体分布器的分支管与喷嘴内倒灌、卷吸，进而防止喷嘴与分支管内壁的冲蚀磨损现象的发生，同时保证具有这种喷嘴结构的气体分布器与原气体分布器的性能保持一致。

本发明一种浮子式喷嘴是在原气体分布器喷嘴基础上，在喷嘴内部加设一个浮子，浮子通过导向架上的导向柱上下滑动，一方面维持气体的单向流动，另一方面控制气体的流量。由于浮子的存在，当分布管外侧压力大于内侧时，浮子上行关闭出气孔，能防止流化床内催化剂颗粒向气体分布器倒灌、或避免卷吸催化剂进入气体分布器，进而防止喷嘴和分支管内壁发生冲蚀磨损。正常工作时，分布管内侧压力大于外侧，浮子下行打开出气孔，向流化床内分布气体流化颗粒。

本发明一种浮子式喷嘴，包括浮子(5)，导向架(6)，喷嘴管(7)，见图4(a)、4(b)。其特征在于：在喷嘴管(7)内设置一个浮子(5)，浮子(5)固定在导向架(6)的导向柱上。浮子(5)可以沿导向柱上下滑动。浮子(5)的上死点是喷嘴封闭状态，下死点是喷嘴全开状态。

本发明一种浮子式喷嘴，其特征在于：浮子(5)与喷嘴管(7)之间形成一个通气的环形空间，环形空间的横截面积是喷嘴出口面积的1～1.5倍。

本发明一种浮子式喷嘴，其特征在于：浮子(5)两端成锥形或圆帽形，锥角与喷嘴管(7)的变径部分相吻合。

本发明一种浮子式喷嘴，其特征在于：浮子(5)的导向架(6)的导向柱是圆柱形或多边形。

本发明的有益效果是：结构简单，成本较低，能有效防止催化剂颗粒向喷嘴与分支管内倒灌、卷吸，进而防止喷嘴和分支管内壁发生冲蚀磨损。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一个催化裂化装置再生器下部设置气体分布器，气体分布器为树枝状，主要由主管(1)，支管(2)，分支管(3)和喷嘴(4)构成，喷嘴安装在分支管上，见图1。来自主风机的压缩风通过分布器向再生器内布风，维持再生器内的催化剂颗粒的流化。