专利名称：重油沥青残渣多层阵列式喷雾造粒进料系统的制作方法
技术领域：
本发明属于一种化工机械设备，特别是涉及一种利用离心分离原理的具有较高分 离效率的喷雾造粒塔的进料系统，并且具有通过溶剂汽化调节系统温度的功能，可以应用 于重油梯级分离工艺中浙青残渣的喷雾造粒及分离过程。
背景技术：
在重油梯级分离工艺中，脱浙青油等优质组分分离之后，需将剩余的浙青和胶质 等残渣造粒，以便后续的处理和应用。但是浙青和胶质等残渣造粒后造粒塔及颗粒输送 系统内是由汽化溶剂及浙青残渣颗粒组成的气固两相系统，系统的温度不能低于溶剂的沸 点，否则溶剂凝结，浙青颗粒将发生板结，给系统操作带来隐患；系统温度不能高于浙青软 化点，否则浙青残渣颗粒较软，表面粘性大，同样会造成颗粒的板结和堵塞装置的隐患。因 此必须对造粒塔及颗粒分离和输送系统的温度进行严格控制。由于浙青颗粒较粘，不能在 造粒塔内设置冷却内构件，以免颗粒架桥，而通过表面降温的效果有限，因此系统温度控制 较为困难。本发明提出一种浙青残渣造粒喷雾进料系统可以解决这一问题。
发明内容
为了克服现有的喷雾造粒塔本身分离效率较低，系统温度控制困难的问题，提高 下游颗粒分离装置和输送系统的安全和稳定性，本发明提出一种新型浙青残渣造粒喷雾进 料系统。该进料系统结构简单，可以通过进料系统中的溶剂喷雾系统，调节和控制造粒塔和 后续系统温度，并进一步控制造粒塔内的流动状态，在塔内利用沉降分离和离心分离的原 理提高造粒过程中对固体颗粒的分离能力，减小造粒塔的尺寸和体积。这种新的进料系统 兼有浙青残渣喷雾进料和控制系统温度的功能，在造粒的同时实现系统温度的控制，可以 保障浙青颗粒分离和输送过程的安全可靠性。本发明解决这个技术问题所采用的技术方案是新型的喷雾造粒进料系统由两套 可以切换的阵列排布的进料喷嘴分层分布组成，通过对阵列喷嘴喷射角度的设计，在浙青 喷嘴喷雾造粒的同时，在造粒塔内形成旋转流场，在离心力的作用下，颗粒与气相分离，这 样在实现造粒的同时达到较高的分离效果。通过阵列溶剂喷嘴喷入造粒塔内的溶剂迅速汽 化吸热，降低系统的温度，通过控制喷入的溶剂量，可以对系统的温度进行有效控制。通过 对阵列溶剂喷嘴喷入角度的调节可以控制塔内的流动状况，新型的喷雾造粒进料系统主要由上层进料管、下层进料管、上层阵列喷雾造粒喷 嘴、下层阵列喷雾造粒喷嘴构成。
图1是本发明的喷雾造粒进料系统主体图。图2是本发明的下层阵列喷雾造粒喷嘴的喷头。图3是本发明的上层阵列喷雾造粒喷嘴系统。
图4是本发明的下层阵列喷雾造粒喷嘴系统。图1中，1.造粒塔，2.下层阵列喷雾造粒喷嘴系统，3.下层阵列喷雾造粒喷嘴喷 头，4.上层阵列喷雾造粒喷嘴喷头，5.上层阵列喷雾造粒喷嘴系统，6.造粒塔气相排出口， 7.上层进料管，8.下层进料管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的工作过程进行说明液相溶剂与浙青颗粒的混合物经下层进料管(8)进入下层阵列喷雾造粒喷嘴系 统(2)，经过下层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(3)喷入造粒塔(1)，液相溶剂在高温高压下发生 闪蒸汽化，浙青则成为固体颗粒。在完成造粒过程的同时，通过喷嘴的排布，在造粒塔(1) 内形成向下的旋转运动，在离心力的作用下，气相溶剂与固体颗粒分离，固体颗粒被分离到 壁面处，并沿壁面呈螺旋状向下滑动，在造粒塔(1)的下部排出造粒塔，进行输送包装。而 气相溶剂则沿中心的负压区向上流动，经装置上部的气相排出口(6)排出装置，进行循环 使用。同时液相辅助溶剂经上层进料管(7)进入上层阵列喷雾造粒喷嘴系统(5)，经过 上层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(4)喷入造粒塔(1)，液相溶剂在造粒塔内迅速汽化吸热，降低 造粒塔内的温度。通过喷嘴的排布，可以调节造粒塔(1)内的旋转运动，利于浙青颗粒与气 相溶剂的分离。汽化后的气相溶剂随后沿中心的负压区向上流动，经装置上部的气相排出 口(6)排出装置，进行循环使用。通过调节喷入的辅助溶剂量，可以对造粒塔内的温度进行 有效控制，使造粒塔内的温度保持在合理范围内。上下两层阵列喷嘴在圆周方向上相错排列，以免相互干扰。上下两层阵列喷嘴可以进行切换操作，即按以下的方式实施操作液相溶剂与浙青颗粒的混合物经上层进料管(7)进入上层阵列喷雾造粒喷嘴系 统(5)，经过上层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(4)喷入造粒塔(1)，液相溶剂在高温高压下发生 闪蒸汽化，浙青则成为固体颗粒。在完成造粒过程的同时，通过喷嘴的排布，在造粒塔(1) 内形成向下的旋转运动，在离心力的作用下，气相溶剂与固体颗粒分离，固体颗粒被分离到 壁面处，并沿壁面呈螺旋状向下滑动，在造粒塔(1)的下部排造粒塔，进行输送包装。而气 相溶剂则沿中心的负压区向上流动，经装置上部的气相排出口(6)排出装置，进行循环使 用。同时液相辅助溶剂经下层进料管(8)进入下层阵列喷雾造粒喷嘴系统(2)，经过 下层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(3)喷入造粒塔(1)，液相溶剂在造粒塔内迅速汽化吸热，降低 造粒塔内的温度。通过喷嘴的排布，可以调节造粒塔(1)内的旋转运动，利于浙青颗粒与气 相溶剂的分离。汽化后的气相溶剂随后沿中心的负压区向上流动，经装置上部的气相排出 口(6)排出装置，进行循环使用。通过调节喷入的辅助溶剂量，可以对造粒塔内的温度进行 有效控制，是造粒塔内的温度保持在合理范围内。上下两层阵列喷嘴系统可以进行切换操作，可以保证造粒塔喷雾造粒的稳定进 行当进行喷雾造粒的一层喷嘴发生堵塞情况时，可以切换到另一层阵列喷嘴进行喷雾造 粒，而用溶剂对发生堵塞的那层阵列喷嘴进行清洗，同时完成喷入溶剂对造粒塔进行调温 的功能。
对本发明提出喷雾造粒塔的喷雾进料系统进行的实验结果表明，优化设计分布器 及喷雾造粒分离塔的结构，合理组织气固两相流体的流动，对于30 100 ym的颗粒，可以 达到95%以上的分离效率。同时喷入的溶剂可以对造粒塔内的温度进行有效控制。本发明提出的喷雾造粒塔的喷雾进料系统，可以用于所有的喷雾造粒场所。
权利要求
一种喷雾造粒分离塔的喷雾造粒塔的喷雾进料系统，主要由上层进料管(7)、下层进料管(8)、上层阵列喷雾造粒喷嘴系统(5)、下层阵列喷雾造粒喷嘴系统(2)、上层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(4)、下层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(3)组成。
2.根据权利要求1所述的上层进料管(7)，其特征是上层进料管(7)在外部与来料系 统相连接，内部与上层阵列喷雾造粒喷嘴系统(5)相连接。通过造粒塔外部来料系统的切 换操作，上层进料管(7)既可以进行浙青和溶剂混合物的进料，也可以进行辅助溶剂的进 料。
3.根据权利要求1所述的下层进料管(8)，其特征是下层进料管(8)在外部与来料系 统相连接，内部与下层阵列喷雾造粒喷嘴系统(2)相连接。通过造粒塔外部来料系统的切 换操作，下层进料管(8)既可以进行浙青和溶剂混合物的进料，也可以进行辅助溶剂的进 料。
4.根据权利要求1所述的上层阵列喷雾造粒喷嘴系统(5)，其特征是它包含2 16 个分支管，每个分支管带有一个喷头(4)，其中心与上层进料管(7)相连接。上层阵列喷雾 造粒喷嘴喷头(4)按圆周排列，圆周的直径Dl为0. ID 0. 9D，D为造粒塔主体直径。上层 喷嘴距造粒塔顶的距离Hl为0. ID 1. 5D通过造粒塔外部来料系统的切换操作，上层阵列 喷雾造粒喷嘴(5)既可以进行浙青溶剂的喷雾进料，也可以进行溶剂的喷雾。
5.根据权利要求1所述的下层阵列喷雾造粒喷嘴系统(2)，其特征是它包含2 16 个分支管，每个分支管带有一个喷头(3)，其中心与下层进料管(8)相连接。喷头(3)按圆 周排列，圆周的直径D2为0. ID 0.9D，D为造粒塔主体直径。下层阵列喷雾造粒喷嘴(2) 与上层阵列喷雾造粒喷嘴(5)在圆周方向上相错排列，相错的角度A2为5° -45°，两层喷 嘴系统在高度方向上的间距H2为0. OlD 0. 5D。通过造粒塔外部来料系统的切换操作，下 层阵列喷雾造粒喷嘴(2)既可以进行浙青和溶剂混合物的喷雾进料，也可以进行辅助溶剂 的喷雾。
6.根据权利要求1和4所述的上层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(4)，其特征是它与上层阵 列喷雾造粒喷嘴系统(5)的支管相连，在圆周上按切向安装，在竖直面上，它的轴线与垂直 线的夹角Al为0° -70°。
7.根据权利要求1和5所述的下层阵列喷雾造粒喷嘴喷头(3)，其特征是它与下层阵 列喷雾造粒喷嘴系统(2)的支管相连，在圆周上按切向安装，在竖直面上，它的轴线与垂直 线的夹角A3为0° -70°。
全文摘要
一种利用离心分离原理的具有较高分离效率的喷雾造粒塔的喷雾进料系统，带有多层阵列喷嘴，可以在喷雾造粒的同时，通过喷入辅助溶剂汽化调节造粒系统温度的功能，以保证喷雾造粒的质量，并且保证沥青残渣颗粒的顺利分离和输送。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。
文档编号B01J4/00GK101862623SQ20091013084
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者孙学文, 徐春明, 毛羽, 王娟, 王江云, 赵锁奇 申请人:中国石油大学(北京)