[实用新型]锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔

说明书

所属技术领域

本发明属于化工分离工程机械设备，特别是涉及一种锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔，可以应用于重油梯级分离工艺中沥青残渣的喷雾造粒及分离过程，在实现造粒和对溶剂与颗粒进行高效分离的同时，有效吸收造粒塔内过剩的热量，保证造粒分离塔内的热量平衡，并对颗粒进行冷却降温，有利于工艺的顺利进行以及颗粒的下一步输送。

背景技术

在重油超临界梯级萃取分离工艺中，脱沥青油等优质组分分离之后，需将剩余的沥青和胶质等残渣进行闪蒸喷雾造粒，以便后续的处理和应用。在喷雾造粒塔中，高温高压下的液体溶剂(戊烷)和沥青颗粒的混合物从喷嘴中快速喷出，溶剂闪蒸汽化，系统温度降低，沥青和胶质雾化为细小液滴之后，由于溶剂的挥发和系统温度的降低，凝聚为固体颗粒。同时，造粒塔还要具备气固分离功能，造出的颗粒与汽化的溶剂快速分离，以便回收溶剂重复使用，降低生产成本。由于超临界流体中溶剂所占的比例一定，在喷雾造粒过程中，溶剂闪蒸汽化所吸收的热量还不足以使系统温度降到规定温度，造粒塔内有过剩的热量，过高的温度为沥青颗粒的分离、输出和包装带来困难，同时过高的温度使沥青颗粒表面发粘，增大了颗粒聚团板结的概率，为系统稳定运行带来隐患。因此需要采取有效措施，对造粒塔系统进行进一步的冷却降温，降低造粒塔内整个系统及颗粒温度，便于后续输送。由于沥青残渣颗粒在造粒塔环境的温度及溶剂分压条件下，仍然具有相当的粘性，为了避免沥青颗粒在造粒塔中架桥、堵塞，不能在造粒塔中安装内构件，因此塔内不能安装冷却部件，为造粒塔的冷却和温度控制带来困难。本发明提出一种锥段设有夹套冷却系统的造粒塔结构，可以在不加内构件的条件下对造粒塔进行冷却，从而解决这一问题。

发明内容

为了克服现有的喷雾造粒系统由于超临界喷雾造粒过程中，溶剂闪蒸汽化后塔内温度仍然过高，为沥青颗粒的分离、输出带来困难的问题，本发明提出一种锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔，在造粒塔的整个锥段的内表面形成换热冷却面积。在锥段设置的夹套中通入冷却水，可以在没有冷却内构件的条件下，及时吸收造粒塔内过剩的热量，降低造粒塔系统及沥青颗粒的温度，便于沥青颗粒的分离、输出及包装。

本发明解决这个技术问题所采用的技术方案是：在喷雾造粒塔锥段的外部，设置冷却水夹套，不改变锥段的内部结构和形状，不增加任何内构件，通过整个锥段的内表面，实现对造粒塔和沥青颗粒的冷却。通过控制循环水量、循环水入口温度，可以及时带走造粒塔内过剩的热量，实现对造粒塔的冷却和温度控制，使造粒塔和沥青颗粒达到所要求的温度。

本发明包括，一种锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔，其特征是：在喷雾造粒分离塔锥段的外部，设置有冷却水夹套，控制循环水量、循环水入口温度，及时带走塔内过剩的热量，实现对造粒塔的冷却和温度控制。

所述的锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔，其特征是：造粒塔塔体由分离沉降段(3)、锥段(4)、夹套冷却系统(6)所组成；分离沉降段(3)的直径为D，高度为H1；锥段(4)的上口直径为D，下口直径为D4，高度为H2；夹套冷却系统(6)的高度为L3，距离锥段上部的距离为L2，水套的宽度为b；其中，H1的变化范围为0.3D～5D，D4的变化范围为0.1D～1D，H2的变化范围为0.5D～5D，L3的变化范围为0.5D～5D，L2的变化范围为0～0.5D，b的变化范围为0.01D～0.3D。

所述的锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔，其特征是：夹套冷却系统(6)由冷却水出口(5)、冷却水入口(7)和夹套主体所组成；冷却水入口(7)位于夹套冷却系统(6)下部，冷却水沿切向进入夹套，冷却水出口(5)位于夹套冷却系统(6)上部，吸热后的冷却水沿径向流出夹套；入口和出口的夹角为β，β的变化范围为0°～360°。

所述的锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔，其特征是：喷雾造粒喷嘴系统由一个分布器总管与n个分布器支管连接所组成，各个分布器支管呈对称分布，分布器总管安装在造粒塔内部距离顶部为L1的位置，分布器支管出口位于同一圆周D1上，出口的射流方向与竖直方向成一定的角度α，用来形成带有切向速度的旋转流场，并且该角度可被调节以实现不同的分离效率；其中，n的变化范围2～10之间的整数，L1的变化范围为0.1D～2D，D1的变化范围为0.1D～0.8D，α的变化范围为1°～120°。

所述的锥段设有夹套冷却系统的喷雾造粒分离塔，其特征是：下排料罐由直径为D5、高度为H4的圆柱形筒体和上口直径为D5、下口直径为D6、高度为H5的锥段组成；其中，D5的变化范围为0.3D～2D，H4的变化范围为0.3D～5D，D6的变化范围为0.1D～0.5D。