[发明专利]气固流化床反应装置

说明书

本发明提供一种气固流化床反应装置，包括竖直设置且具有反应腔的反应器、至少一个喷嘴、反应物进料管以及催化剂进料管：喷嘴倾斜向下设置在反应器的侧壁上，且与反应腔连通，以使喷嘴中的第一反应物倾斜向下进入反应腔；反应物进料管设置在反应器的底部，且与反应腔连通，以使反应物进料管中的第二反应物由反应器的底部进入反应腔，并流化反应器内的催化剂；催化剂进料管设置在反应器的侧壁上，且位于喷嘴的下方，催化剂进料管与反应腔连通，用于向反应腔内加入催化剂；喷嘴的外围设置有冷却组件，冷却组件用于降低喷嘴的温度。本发明能够有效降低原料在进料位置的温度，从而降低原料在进料位置的结焦速率。

技术领域

本发明涉及一种石油化工设备的设计与制造技术领域，尤其涉及一种气固流化床反应装置。

背景技术

在石油化工和医药化工等领域，固体颗粒经常需要与气体进行反应，从而生产出不同的产品。通常情况下采用流化床反应器来作为其主要反应场所，气体一般通过气体分布器均匀分布在床层内。由于气体分布器是内置于流化床反应器中，当反应温度较高时，分布器内部以及与其连接的原料管线温度相应较高，对于化学性质比较活泼的原料，在分布器内部以及与其连接的原料管线内部会发生副反应而导致结焦，甚至堵塞分布器或连接管线，造成装置频繁停工检修。

目前用于解决原料结焦的方法主要是采用进料装置外置的进料方式，例如中国专利CN202356081U(申请号201120423899.X)公布了一种在线可拆式喷嘴密封装置，其包括反应器和可拆喷嘴，可拆油嘴通过法兰固定在反应器外壁上，在发生结焦阻塞时，关闭反应器的电磁阀后可将喷嘴取出进行更换，但该专利只解决了喷嘴更换困难的问题，并没有解决喷嘴结焦的问题。中国专利CN107143870A(申请号201710317542.5)公开了一种紧凑型防结焦喷嘴式生物质燃烧机，该设备采用喷嘴作为主要的燃烧室，喷嘴采用了套筒结构，喷嘴内壁管与喷嘴外壁管同轴布置，在喷嘴内壁管中设置旋转驳火清灰装置用于放置结焦；在喷嘴内壁管与喷嘴外壁管的环隙通入冷却风，用以降低喷嘴内壁管的温度。中国专利CN107044317A(申请号201710101326.7)公开了一种用于碳氢喷射系统的涡流喷嘴，该喷嘴包括喷嘴外壳、球阀、开关弹簧、调节垫片、涡流器，球阀、开关弹簧、调节垫片及涡流器均设置在喷嘴外壳内部，该喷嘴通过球阀结构的设计来避免喷嘴的结焦风险。上述两个专利设备采用机械的方式来解决喷嘴内部结焦的问题，其存在的问题是机械部件易磨损，且难以更换的问题。

然而由于外置式进料方式的喷嘴出口与床层物料直接接触，喷嘴内的温度仍然较高容易导致结焦，因此现有的结构任然无法彻底解决设备中原料结焦的问题，并且气体原料和催化剂在反应器无法均匀分布，导致两者混合不均匀，最终影响气固反应过程。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种气固流化床反应装置，能够有效降低原料在进料位置的温度，从而降低原料在进料位置的结焦速率。

为了实现上述目的，本发明提供一种气固流化床反应装置，包括竖直设置且具有反应腔的反应器、至少一个喷嘴、反应物进料管以及催化剂进料管。

喷嘴倾斜向下设置在反应器的侧壁上，且与反应腔连通，以使喷嘴中的第一反应物倾斜向下进入反应腔。

反应物进料管设置在反应器的底部，且与反应腔连通，以使反应物进料管中的第二反应物由反应器的底部进入反应腔。

催化剂进料管设置在反应器的侧壁上，且位于喷嘴的下方，催化剂进料管与反应腔连通，用于向反应腔内加入催化剂。

喷嘴的外围设置有冷却组件，冷却组件用于降低喷嘴的温度。

在上述的气固流化床反应装置，可选的是，冷却组件包括环形套管，环形套管套设在喷嘴的喷嘴的外围。

环形套管具有用于容纳冷却液的第一腔体和第二腔体，环形套管的第一端设有与第一腔体连通的进液口和与第二腔体连通的出液口，环形套管的第二端开设有与第一腔体和第二腔体均连通的连通腔。