[其他]倾斜式双重锥形喷嘴快速分离装置

说明书

本实用新型属于循环流化床反应器领域。

在气－－固循环流化床反应器中，固体粒子（固体催化剂或固体产物）在高速气流中处于饱和夹带状态。为了保证过程的连续稳定进行，必须在反应器出口，把高浓度的气－－固两相流中的固体粒子（固体催化剂或固体产物）分离，以便催化剂再生后循环使用，或使固体产物完全回收。在分离催化剂的情况下，还要求催化剂与气体产物分离迅速，以防止深度反应，造成收率下降。上述分离过程是由与循环流化床出口相连接的快速分离装置来完成的。分离装置的分离效率的提高，有利于减少催化物或固体产物的损失，有利于提高目的产物的收率。

目前国内催化裂化提升管反应器＜一种循环流化床反应器＞出口采用的快分结构形式，主要有伞帽型（附图1）、例L型（附图2）和T型（附图3）。这些快分装置的共同缺点是分离效率较低。

为了开发新型快分装置，1978年美国阿希兰（Ashland）石油公司首先采用“弹射式”分离装置（附图4，见美国专利4066533）。图中1为油气－－催化剂入口，2为油气出口，3为催化剂——气体出口。油气——催化剂由1进入，在加速喷咀中流动时，油气——催化剂速度增加，由于油气惯性小，运动轨迹基本上与静压递减方向一致，因而大部分油气将经过90°转向后，由2引出，进入旋风分离器进行催化剂的二次回收。而催化剂由于有较大的动量，惯性远远大于油气的惯性，因而催化剂如同发射的弹丸，从油气中分离出来，由出口3抛射至沉降器空间而沉降下来。这种装置结构简单、压降小，可以降低能耗和设备投资，但由于在快床近壁处环形区内催化剂密度比较大，运动速度则比较小，大量气流穿过时必然产生扰动，导致分离效率较低。

为了克服上述不足，阿希兰〈Ashland〉石油公司在此基础上推出了杯型快分装置（附图5，见欧洲专利72394），图中4为气－－固入口，5为气体出口，6为固－气出口。气－固由入口4进入杯形装置后，大部气体逆转180°后进入出口5，然后送入旋风分离器进一步回收催化剂粒子，而大部分固体粒子则从出口6被抛射到沉降器空间而沉降下来。这种结构大大降低了气流对催化剂在喷口附近的夹带，使收尘效率比“弹射式”提高80％。但是二次夹带仍然存在，影响分离效率的进一步提高。

本实用新型的目的在于寻找一种新型结构的快速分离装置，以便大大减少颗粒的二次夹带，显著提高分离效率。

本实用新型由沉降器和连在沉降器下部的快速分离器组成。所说快速分离器为双重锥型喷咀分离器，其下部为气－固入口端（即循环流化床反应器出口端），上部为上粗下细外喷咀，在外喷咀内部并与气——固入口端相连的是上细下粗的内喷咀，内喷咀轴线与外喷咀轴线间夹角α＝0°－15°以α＝0°为好，在外喷咀的侧壁根部有气体引出管，所说外喷咀的轴线与气——固入口端轴线间夹角β为5°～45°。

下面结合附图6对本实用新型进行详细说明。图中7为沉降器，其下部为快速分离器8，快速分离器8的组成为：下部是气——固入口端11，上部为外喷咀12，图中10为内喷咀，其下部与气——固入口端11相连，9为气体引出管，β为外喷咀12与气－－固入口端11的轴线间夹角，α为外喷咀12与内喷咀10的轴线间夹角。

本实用新型达到了予期效果。当来自循环流化床反应器出口的气——固流体由气——固入口端11进入并经过内喷咀10时，经受了短促加速作用，固体粒子径向浓度、速度得以再分配，并趋于均匀，从而消除了在“弹射式”快分结构和杯型快分结构中所存在的固体粒子稠密环形区。内喷咀10的加速作用还使气固射流区不致完全复盖喷口上方，而在气固射流区与外喷咀12与壁面之间形成了环型气流返回区。从而减少了气体引出口管9处气固干扰。内喷咀10还提高了装置的操作弹性，无论循环流化床反应器内气速为何值，都可将其速度用内喷咀10调到最佳操作区内。这些都有利于提高气－－固流体的分离效率。