一种气体分布器喷嘴的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于石油化工领域应用的气体分布器，公开了一种气体分布器喷嘴，包括相连通的喷嘴入口段和喷嘴出口段，其特征在于：所述喷嘴入口段的入口为圆锥形，圆锥形入口的圆锥顶角α为6°～40°。本实用新型气体分布器喷嘴可以明显降低由于气体经过气体分布器分支管进入到喷嘴入口处时，气体流通截面积急剧变化造成的气体流动不稳定，在喷嘴出口处产生偏流，使催化剂对喷嘴出口产生冲蚀磨损的情况，使用寿命长，操作稳定，有利于装置长周期运行。
【专利说明】一种气体分布器喷嘴
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油化工领域，尤其涉及一种用于流化床反应器、再生器等的气体分布器。
【背景技术】
[0002]气体分布器在石油炼制、石油化工、煤化工等诸多工业领域中有着广泛的应用，尤其用于气固流态化反应装置。气体分布器是以均匀分布气体为目的重要构件，其对气体分布均匀与否将直接影响反应效果，例如在流化催化裂化再生器装置中，表面结焦的催化剂要与空气均匀混合后进行烧焦，如气体分布器不能将空气均匀分布，将会导致催化剂烧焦不完全和产生再生器局部过热，从而造成再生催化剂含碳不均匀而影响后续提升管反应器的反应效率。
[0003]目前工业所使用的气体分布器主要分为管式气体分布器和板式气体分布器两种。气体分布器要达到均匀分布气体，需要满足几个条件，一是气流通过分布器喷嘴时有合理的压力降，并且当该压力降等于气流沿整个床层均匀分配时的阻力，此时分布器起到均匀分布气体的作用；二是气体在喷嘴出口分布要均匀且气速不易过高，不能产生偏流和涡流，避免造成对喷嘴自身和其外部冲刷磨损。当前流化床气体分布器所使用的喷嘴主要采用两个等径直段和一个变径过渡段的结构，在使用过程中易出现气体分布不均和喷嘴磨损问题。气体先从较小直径端进入，以便产生压降，然后从较大直径端流出，以便降低气体流速。气体从气体分布器的分支管进入到喷嘴较小直径端时，由于气体流通截面积突然变小会使气流流动极不稳定，从而在喷嘴出口处造成气体偏流，进而导致催化剂对喷嘴内壁冲蚀和磨损，使喷嘴使用寿命大大降低，同时也会影响气体分布器对气体均匀分布效果。
[0004]附图1为目前采用普通喷嘴的气体分布器。通过CFX软件模拟可见，当气体经过气体分布器分支管进入喷嘴进口段时，在进口段处气流会互相冲击，使气体流动不稳定，当气流从喷嘴出口段处流出时会在此处产生偏流，在喷嘴出口一侧会产生压力较小的区域，此时催化剂会被卷入到喷嘴出口处，从而对喷嘴出口产生冲蚀磨损，从而大大减少喷嘴的使用年限。
[0005]中国专利CN20148259IU公开的技术方案中将喷嘴直管段改变成了锥形渐扩管，但是其喷嘴入口气体流动还是不够稳定，会在喷嘴出口产生气体偏流。中国专利CN2457162Y和CN2654224Y公开的技术方案中的喷嘴内芯采用了耐磨陶瓷，从而延长了使用寿命，但其几何结构决定了喷嘴出口将产生气体偏流，易导致气体分布不均匀，影响流化床内的气固接触效率。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种气体分布器喷嘴，以解决现有技术中由于气体分布器突然变径使气体流动不稳定和在喷嘴出口气体产生偏流，从而冲蚀喷嘴及造成气体分布器分配气体不均匀的情况。[0007]为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种气体分布器喷嘴，包括相连通的喷嘴入口段和喷嘴出口段，其特征在于:所述喷嘴入口段的入口为圆锥形。
[0009]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴出口段是直管段。
[0010]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴圆锥形入口的圆锥顶角a为6。?40°。
[0011]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴外径D = 15?100mm。
[0012]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴入口段的直径Dl=5 ?50mmo
[0013]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴出口段的直径D2=7 ?70mmo
[0014]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴圆锥形入口锥段最大处直径D3< (D+D2)/2。
[0015]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴入口直管段高度LI与喷嘴入口段的直径Dl的比为3?10。
[0016]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴出口直管段高度L2与喷嘴出口段的直径D2的比为2?5。
[0017]本实用新型一种气体分布器喷嘴，其进一步特征在于:所述喷嘴入口直管段和喷嘴出口直管段之间用一过渡段连接。
[0018]本实用新型通过改变气体分布器喷嘴入口段处结构，将喷嘴入口改为圆锥型，这样可以大大降低由于气体流通截面积急剧改变造成的气体流动不稳定和在喷嘴出口处产生偏流而使催化剂对喷嘴出口产生冲蚀磨损的情况发生。气体在喷嘴入口段处流动没有明显的相互冲击，气体流动稳定，当气流从喷嘴出口段流出时，在此处的偏流情况明显改善。
[0019]采用本实用新型的有益效果是:本实用新型气体分布器喷嘴可以明显降低由于气体经过气体分布器分支管进入到喷嘴入口处时，气体流通截面积急剧变化造成的气体流动不稳定，在喷嘴出口处产生偏流，使催化剂对喷嘴出口产生冲蚀磨损的情况。本实用新型气体分布器喷嘴不易磨损、使用寿命长，操作稳定，有利于装置长周期运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是现有技术气体分布器喷嘴图；
[0021]图2是本实用新型气体分布器喷嘴图；
[0022]图3是本实用新型气体分布器喷嘴结构图；
[0023]图4是本实用新型喷嘴用于管式树枝型气体分布器结构示意图；
[0024]图5是本实用新型喷嘴用于管式环管型气体分布器结构示意图。
[0025]图中所示附图标记为:21_现有技术喷嘴入口段，22-现有技术喷嘴出口段，31-喷嘴入口，32-喷嘴出口，4-树枝型气体分布器分支管,42-喷嘴,43-再生器壳体,44-树枝型气体分布器支管，45-树枝型气体分布器主风管,51-环形气体分布器环管,52-喷嘴,53-汽提段壳体，54-环形气体分布器入口。【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明，附图和【具体实施方式】并不限制本实用新型要求保护的范围。
[0027]本实用新型喷嘴结构见附图3，其结构尺寸描述如下；D为喷嘴外径，Dl喷嘴入口段直径，D2为喷嘴直管段直径，D3为喷嘴入口锥段最大处直径，LI为喷嘴入口直管段高度，L2为喷嘴出口直管段高度，α为喷嘴圆锥顶角。各尺寸描述如下:D2 < D3 < (D+D2)/2,α = 6。?40°，Ll/Dl = 3 ?10，L2/D2 = 2 ?5。
[0028]本实用新型喷嘴可以应用在树枝型气体分布器和环管型气体分布器当中，其分布形式和数量由具体工艺条件和设备形式等条件确定。喷嘴42和52分别与树枝形气体分布器分支管41和环形气体分布器环管51的壁面连接。附图4为本实用新型应用到流化催化裂化装置再生器主风分布器当中，该气体分布器为树枝型。来自主风机的压缩空气进入树枝型气体分布器主风管45中，然后经由树枝型气体分布器支管44、树枝型气体分布器分支管41，最后通过喷嘴42将空气均匀地分布到再生器中。图5为本实用新型气体分布器喷嘴应用在流化催化裂化装置沉降器汽提段环管式气体分布器中，汽提蒸汽由环型气体分布器入口 54进入环型气体分布器环管51，通过喷嘴52将汽提蒸汽均匀地分布到汽提段床层中。本实用新型特别适用于流化催化裂化装置的待生催化剂的汽提和再生器中的待生催化剂再生过程，亦可用于其它多相流反应装置中。
[0029]实施例:本实用新型气体分布器喷嘴在某80万吨/年FCC装置上的应用。
[0030]将本实用新型应用于某80万吨/年FCC装置再生器主风分布器改造中，分布器形式参见图4，分布器喷嘴参数见表I。
[0031 ] 表IFCC再生装置气体分布器喷嘴参数[0032]
【权利要求】
1.一种用于流化床反应器和再生器的气体分布器喷嘴，包括相连通的喷嘴入口段和喷嘴出口段，其特征在于:所述喷嘴入口段的入口为圆锥形，所述喷嘴圆锥形入口的圆锥顶角a为6°?40°，所述喷嘴出口段是直管段，所述喷嘴外径D=15?100mm，所述喷嘴入口段的直径Dl=5?50mm，所述喷嘴出口段的直径D2=7?70mm，所述喷嘴圆锥形入口锥段最大处直径D3< (D+D2)/2，所述喷嘴入口直管段高度LI与喷嘴入口段的直径Dl的比为3?.10，所述喷嘴出口直管段高度L2与喷嘴出口段的直径D2的比为2?5。
【文档编号】B01J19/26GK203648543SQ201320555956
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】王松江, 张振千, 李国智, 马艳梅, 田耕, 雷世远, 夏金法, 张军 申请人:中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司