[发明专利]一种降低串联组合流化床提升管出口返混的气固分布器

说明书

技术领域

本发明涉及一种下部结构为提升管，上部结构为床层(鼓泡床、或湍流床、或快速床)的串联组合流化床，特别涉及一种降低串联组合流化床提升管出口返混的气固分布器，属于石油炼制与化工、煤化工、颗粒燃烧、制药或环保领域。

背景技术

下部提升管与上部床层(鼓泡床、或湍流床、或快速床)串联组合流化床，气固混合物在下部提升管内具有较短的停留时间，在上部床层内具有相对较长的停留时间，提升管中反应后的气固混合物可通过设置在提升管出口的气固分布器进入上部床层继续进行后续反应，该串联组合结构，在工艺上可实现快反应与慢反应耦合，同时在操作上可根据工艺条件要求实现快反应区与慢反应区分区调控。由于结构简单、调控灵活，串联组合流化床在重油深度催化裂化、汽油改质降烯烃等工艺中得到了较多的应用。对于复杂的平行-顺序反应，当中间产物产率为过程的控制目标之一时，就需要严格控制反应温度、反应时间、原料物与反应物浓度等条件，以适应中间产物的生成过程，并且抑制中间产物过度反应，达到目标产物产率最大化的目的。串联组合流化床可实现上述以中间产物为目标产物的过程，但设置在串联组合流化床提升管出口的气固分布器，除了使气固混合物通过提升管进入上部床层并能使床层中获得较好的气固分布效果外，也对下部提升管内气固流动形成了一定的约束作用，造成一定量的气固返混，从而降低了主反应生成中间产物的产率，同时增加了副反应产物的产率。当前，在工业设计中，提升管出口通常设置莲蓬头式的气固分布器，其主要特征是锥体内壁光滑且分布板面不同区域开孔率相同。在实际应用中主要采取增大气固分布器的孔径和开孔率、降低气固分布器压降的方法降低提升管出口气固返混，但气固分布器孔径过大，不利于支撑上部床层内的物料，要实现床层内气固良好的流化和均布，气固分布器又必须匹配一定的压降，因此，单靠增大气固分布器孔径和降低气固分布器压降的方法降低气固返混有限。此外，工业上采用的莲蓬头式分布器，在分布板面上不同直径区域采取的是相同的开孔率，而通过提升管到达莲蓬头式分布器下板面的气固混合物通常在靠近分布板中心区域的速度大，靠近分布板外缘区域的速度小，因而在靠近分布板外缘区域气固混合物通过的数量少。在分布器内部，到达分布板下板面中心区域的气固混合物受到板面和床层约束后一部分转向分布板外缘运动，若在外缘处不能及时通过分布器，就会沿光滑的锥面向下流入提升管，由此造成提升管出口截面上中间返混小、而靠近边壁处返混大，并且这种状况并不随提升管内固气比的减小而发生根本性的改变。对于串联组合流化床降低提升管出口约束返混的设备和方法还未见有文献和专利的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于，为下部提升管与上部床层(为鼓泡床、或湍流床、或快速床)串联组合流化床提供一种降低提升管出口约束返混的气固分布器，通过降低提升管内气固返混，进而提高提升管内气固流动、反应温度及气固停留时间的均匀性。

本发明的目的通过下列途径实现：

一种降低串联组合流化床提升管出口返混的气固分布器，至少包括：中空的倒锥台、锥棱、分布板。其特征在于：中空的倒锥台上端面和下端面为敞开口，锥棱紧密连接在中空的倒锥台内表面，分布板与中空的倒锥台上端面封闭连接，分布板上设有气体和颗粒的流出孔。

所述的中空的倒锥台为圆锥台、三棱锥台或四棱以上至八棱以下的锥台，包括八棱锥台；锥台下端面当量直径Dr等于与其连接的提升管当量直径，锥台高度H＝(0.5～5)Dr，锥面与竖直方向夹角α＝10°～80°。

所述的锥棱沿中空的倒锥台内表面由上至下设置成1～5排，设置成2排或2排以上时，相邻两排锥棱中上一排锥棱的下表面及下一排锥棱的上表面与中空的倒锥台内表面相交线的垂直距离h1＝(0～1.2)Dr。

所述的锥棱沿中空的倒锥台内表面周向同一高度封闭设置或分段设置，分段设置时同一排的分段数为2～10，各段间距L＝(0.002～0.5)Dr。

所述的锥棱截面为三角形，为实心或中空结构，锥棱上表面与中空的倒锥台内表面夹角β＝5°～(90°-α)，锥棱下表面与中空的倒锥台内表面夹角γ＝5°～α，锥棱高h0＝(0.1～1)h·sinα，h表示锥棱上表面与中空的倒锥台内表面相交线距中空的倒锥台下端面的垂直距离。