一种用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器的制作方法

1.本技术涉及烟气处理技术领域，特别涉及一种用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器。


背景技术：

2.催化裂化装置中燃烧产生的再生烟气是炼油企业最主要的大气污染源，再生烟气中的sox的浓度为700～2000mg/nm3。
3.目前国内外对催化裂化装置的再生烟气脱硫较多采用湿法脱硫，湿法脱硫存在脱除效率低。
4.因此，如何提高再生烟气的脱硫效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术提出了一种用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器，以提高再生烟气的脱硫效率。
6.为了实现上述目的，本技术提供了一种用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器，包括初步反应管段、脱硫剂入料管、加速混合管段和循环反应管段，
7.所述初步反应管段、所述加速混合管段和所述循环反应管段依次连通，所述初步反应管段上设置再生烟气入口，所述循环反应管段是哪个设置有烟气出口，
8.所述初步反应管段上安装所述脱硫剂入料管，所述脱硫剂入料管用于向所述初步反应管段供入脱硫剂，
9.所述初步反应管段上设置有能够与压缩空气管路连通的扰流盘管，所述扰流盘管位于所述脱硫剂入料管与初步反应管段的连接位置的上游且沿所述初步反应管段的内圆周设置，所述扰流盘管上用于喷射所述压缩空气的喷口。
10.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述扰流喷管包括同轴布置的内层扰流喷管和外层扰流喷管，内层扰流喷管和外层扰流喷管通过沿所述初步反应管段的径向方向设置的连接管连通，所述内层扰流喷管和外层扰流喷管上均开设所述喷口。
11.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述喷口内设置有锥形板，所述锥形板的尺寸较小的一端与所述喷口间隙配合，所述锥形板与所述喷口焊接连接，压缩空气自所述锥形板与所述喷口之间的缝隙喷出。
12.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述加速混合管段包括至少一个文丘里管，所述文丘里管的入口锥形段与所述初步反应管段的出口端连通，所述入口锥形段内设置有衬套，
13.所述衬套包括沿再生烟气的流动方向依次设置的连接段、圆弧段和直筒段，所述连接段与所述入口锥形段的入口端连接，所述圆弧段与所述入口锥形段间隙配合。
14.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述衬套的内壁设置有
耐磨凸起，所述耐磨凸起为钢质凸起或耐磨陶瓷凸起。
15.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述文丘里管的直管段的内壁设置有整流圆棒，
16.所述整流圆棒为钢棒或耐磨陶瓷棒。
17.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述循环反应管段包括沿再生烟气的流动方向依次设置的扩孔段、渐缩段和等径段，
18.所述扩孔段与所述加速混合管段连通，
19.所述扩孔段的管壁的倾斜角度不超过20
°
，所述渐缩段的管壁的倾斜角度不超过6
°
。
20.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述扩孔段设置有水汽雾化喷嘴。
21.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述等径段上设置所述烟气出口，所述烟气出口上设置有排烟管。
22.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述排烟管向所述初步反应管段倾斜布置。
23.优选地，在上述用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器中，所述排烟管的倾斜出口的中心线与所述循环反应管段的轴线之间的夹角不大于23
°
。
24.本技术实施例提供的用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器，再生烟气在初步反应管段内与脱硫剂初步反应，进行第一次脱硫，初步反应后的再生烟气在加速混合管段加速后进入循环反应管段，建成循环流化床，两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升过程中不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激动的湍动中又不断解体重新被气流提升，成类似循环流化床锅炉所特有的内循环颗粒流，与sox充分反应，提高脱硫效率；
25.同时本技术在初步反应管段上设置有扰流盘管，扰流盘管位于脱硫剂入料管与初步反应管段的连接位置的上游，扰流盘管沿初步反应管段的内圆周设置，扰流盘管与压缩空气管路连通，扰流盘管上设置有用于喷射压缩空气的喷口，扰流喷管实现湍流再生烟气的卡门涡街现象，实现吸收剂与再生烟气的充分混合，加速气固相间反应，进行脱硫，进一步提高再生烟气的脱硫效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，而且还可以根据提供的附图将本技术应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
27.图1是本技术的用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器的结构示意图；
28.图2是图1中b的局部放大图；
29.图3是图2沿b-b的剖视图；
30.图4是图3中c的局部放大图；
31.图5是本技术的用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器的加速混合管段具有多个文丘里管的结构示意图；
32.图6是本技术文丘里管的入口锥形段与衬套连接的结构示意图；
33.图7是图6沿a-a的剖视图；
34.图8是本技术的第一种实施例提供的衬套的结构示意图；
35.图9是本技术的第二种实施例提供的衬套的结构示意图；
36.图10是图1中d的局部放大图；
37.图11是本技术的第一种实施例提供的排烟管与等径段连接的结构示意图；
38.图12是本技术的第二种实施例提供的排烟管与等径段连接的结构示意图。
39.附图说明如下：
40.1、初步反应管段，11、扰流盘管，111、内层扰流盘管，112、外层扰流盘管，113、锥形板；
41.2、脱硫剂入料管；
42.3、加速混合管段，31、整流圆棒；
43.4、循环反应管段，41、扩孔段，42、渐缩段，43、等径段，44、水汽雾化喷嘴；
44.5、衬套，51、连接段，52、圆弧段，53、直筒段，54、耐磨凸起；
45.6、排烟管。
具体实施方式
46.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
48.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
49.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
50.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
51.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。
52.本技术中使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
53.请参阅图1-图12。
54.本技术一些实施例公开了一种用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器，用于对催化裂化装置的再生烟气脱硫。
55.本技术公开的用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器包括初步反应管段 1、脱硫剂入料管2、加速混合管段3和循环反应管段4。
56.其中，初步反应管段1上安装脱硫剂入料管2，初步反应管段1上设置再生烟气入口，再生烟气和脱硫剂在初步反应管段1内进行初步反应；
57.初步反应管段1与加速混合管段3连通，初步反应管段1内再生烟气和脱硫剂的混合烟气以旋流式高速喷入循环反应管段4；
58.循环反应管段4内的混合烟气构成循环流化床，旋转的混合烟气使得循环反应管段4气固接触足够充分。
59.本技术公开的用于催化裂化再生烟气脱硫的反应器，再生烟气在初步反应管段1内与脱硫剂初步反应，进行第一次脱硫，初步反应后的再生烟气在加速混合管段3加速后进入循环反应管段4，建成循环流化床，两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升过程中不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激动的湍动中又不断解体重新被气流提升，成类似循环流化床锅炉所特有的内循环颗粒流，与sox充分反应，提高脱硫效率；
60.同时本技术在初步反应管段1上设置有扰流盘管11，扰流盘管11位于脱硫剂入料管2与初步反应管段1的连接位置的上游，扰流盘管11沿初步反应管段1的内圆周设置，扰流盘管11与压缩空气管路连通，扰流盘管 11上设置有用于喷射压缩空气的喷口，扰流盘管11实现湍流再生烟气的卡门涡街现象，实现吸收剂与再生烟气的充分混合，加速气固相间反应，进行脱硫，进一步提高再生烟气的脱硫效率。
61.在本技术的一些实施例中，扰流盘管11的喷口上设置有锥形板113，锥形板113的直径较小的一端与喷口间隙配合，锥形喷管的直径较大的一端大于喷口的直径且位于扰流盘管11外，压缩空气通过锥形板113与喷口之间的间隙喷出。该种方式增大了压缩空气的喷出速度，且以分散形式喷出，增强了对再生烟气和脱硫剂混合的均匀性。
62.优选地，锥形板113与喷口焊接连接。
63.扰流盘管11包括同轴布置的内层扰流盘管111和外层扰流盘管112，内层扰流盘管111和外层扰流盘管112通过沿初步反应管段1的径向方向设置的连接管连通，连接管的一端与内层扰流盘管111连通，连接管的另一端与初步反应管段1的管壁连接，连接管的中部与外层扰流盘管112连通，内层扰流盘管111和外层扰流盘管112上均开设喷口。
64.优选地，喷口开设在内层扰流盘管111和外层扰流盘管112位于相邻两个连接管之间的部分。
65.喷口沿初步反应管段的周向均匀分布，进一步增强再生烟气和脱硫剂混合的混合效果。
66.在本技术的一些实施例中，加速混合管段3包括至少一个文丘里管，文丘里管的入口锥形段与初步反应管段1的出口端连通，入口锥形段内设置有衬套5。
67.加速混合管段3可以仅具有一个文丘里管，也可以具有多个文丘里管。
68.衬套5对入口锥形段的内壁起到保护作用，降低对入口锥形段的磨损。
69.如图5和6所示，衬套5包括沿再生烟气的流动方向依次设置的连接板、圆弧段52和直筒段53，
70.其中，连接段51用于与入口锥形段的入口段连接，实现衬套5与文丘里管的连接；
71.圆弧段52的外壁为圆弧形，圆弧段52与文丘里管的入口锥形段的内壁间隙配合，在再生烟气和脱硫剂的混合烟气经过入口锥形段时，混合烟气直接与衬套5接触，以降低对入口锥形段的磨损。
72.圆弧段52能够对混合烟气起到导流作用，实现烟气流向的平顺。
73.衬套5的直筒段53与文丘里管的直管段的配合方式可以为间隙配合或过盈配合的方式。优选地，本技术中衬套5的直筒段53与文丘里管的直管段过盈配合的方式，防止混合烟气进入衬套5与等径段43之间的空间。
74.本技术中衬套5与文丘里管采用可拆卸连接的方式，方便衬套5的更换。优选地，衬套5采用耐磨材料制作。
75.本技术公开了两种衬套结构，
76.第一种，如图8所示，连接段51为法兰盘，法兰盘与入口锥形段通过法兰连接，适用于加速混合管段3仅具有一个文丘里管的实施例；
77.第二种，如图9所示，连接段51与圆柱筒，圆柱筒的筒壁上设置有螺栓孔，圆柱筒与入口锥形段通过与螺栓孔配合的螺栓连接，适用于加速混合管段3具有多个文丘里管的实施例。
78.本技术在衬套5的内壁设置有耐磨凸起54，耐磨凸起54不仅增强了衬套5的耐磨性，而且能够起到分散混合烟气的作用，降低衬套5的内壁面由于强烈冲刷造成的磨损。
79.优选地，圆弧段52的耐磨凸起54的设置密度大于直筒段53的耐磨凸起54的设置密度，耐磨凸起54与衬套5一体成型。
80.优选地，耐磨凸起54为钢制凸起或耐磨陶瓷凸起。
81.本技术中衬套5为一体成型衬套。
82.为了进一步优化上述技术方案，文丘里管的直管段的内壁设置有整流圆棒31，整流圆棒31沿直管段的轴线方向设置。
83.整流圆棒31不仅增强了文丘里管的直管段的耐磨性，而且能够起到分散混合烟气的作用，降低直管段的内壁面由于强烈冲刷造成的磨损。
84.优选地，整流圆棒31为钢制圆棒或耐磨陶瓷圆棒。
85.文丘里管的直管段内设置有旋流导叶，混合烟气旋流式高速喷射进入循环反应管段4。
86.本技术还涉及对循环反应管段4的改进。
87.循环反应管段4沿再生烟气的流动方向依次设置有扩孔段41、渐缩段 42和等径段43。
88.其中扩孔段41与加速混合管段3连通，等径段43上设置有排烟管6。
89.本技术中，扩孔段41的管壁的倾斜角度不超过20
°
，渐缩段42的管壁的倾斜角度不超过6
°
。
90.高浓度颗粒返混回落，沿着等径段43的壁面下落，在渐缩段42形成浓度最高的区域，渐缩段42的管壁向外倾斜，且不超过6
°
，以解决渐缩段42易磨损的问题。
91.扩孔段41连通了循环反应管段4和加速混合管段3，扩孔段41向内倾斜，且倾斜角度不超过20
°
，以便落灰顺畅不积灰，同时减小磨损。
92.如图1和10所示，扩孔段41的管壁为弧形管壁，或者，扩孔段41 的管壁为平面形。
93.循环反应管段4的扩孔段41和渐缩段42为高浓度颗粒反混区，扩孔段41和渐缩段42的管壁倾斜设计能够避免降低颗粒运动对管壁的磨损，同时也有利于颗粒在扩孔段41和渐缩段42悬停反应，进一步增强脱硫效率。
94.本技术在扩孔段41设置有水汽雾化喷嘴44，用于喷入的雾化水用于降低反应器内的烟温，使烟温降至高于烟气露点温度，从而降低对反应器的腐蚀。
95.排烟管6相对于循环反应管段4倾斜布置，且向初步反应管段1倾斜，防止烟气回流。
96.优选地，排烟管6的倾斜出口的中心线与循环反应管段4的轴线之间的夹角不大于23
°
，能够防止积灰，减小磨损。
97.排烟管6的个数可以为一个，也可以为多个。烟气出气管为圆柱形出气管，或者，烟气出气管为进气端为圆形，出气端为方形的出气管。
98.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。本技术中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。