专利名称：一种防结焦旋风分离器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于气固分离的旋风分离器，特别是石油炼制厂流化催化裂化工艺(FCC)反应沉降器内用于催化剂和油气分离的旋风分离器。
背景技术：
旋风分离器是利用具有一定流速的气固相物料旋转时产生的离心力，将固体颗粒物从气固相物料中分离出来，达到气固分离的目的。但当旋风分离器分离很细小的颗粒时，其中的颗粒会沉积粘附在旋风分离器的排气管外壁上，形成分布不均匀的沉积颗粒层。
对于石油炼制厂流化催化裂化FCC工艺沉降器内用于分离催化剂和油气的旋风分离器，沉积在旋风分离器内排气管壁上的催化剂和油雾会在长期高温下发生结焦反应，生成的焦块粘附在排气管壁上，一定时间后会在壁上形成很大的月牙状焦块。当操作条件有波动时，结焦的焦块会脱落而堵塞料腿，造成旋风分离器失效，催化剂跑损，以至于整个流化催化裂化装置被迫停工。
美国专利US 3090746(1963)公开一种从烃的流化催化裂化装置内的旋风分离器中去除碳沉积的方法，是将旋风分离器的顶部制成阶梯型的圆锥形。
美国专利US 4070250(1978)公开的旋风分离器，是将旋风分离器顶部的进料管制成三个呈阶梯型的入口，三个入口分别为热颗粒源的高速流、碳物质的低速流以及热颗粒源的低速流提供通道，碳物质被高温分解。
美国专利US 4687492(1987)公开可减少积碳形成的旋风分离器，其在排气管的外面套上一个圆筒型插件，排气管与圆筒型插件不同轴排列，使与进气口成约180°位置的筒体内壁与圆筒型插件之间的流道变窄，气固相流速加快，从而达到减少在圆筒型插件外壁上形成积碳的目的。
US 5320813(1994)公开了一种在流化催化裂化装置内的旋风分离设备，该旋风分离设备在筒体顶部以上的排气管的外壁设置一个防结焦护罩，可以防止旋风分离器顶部与排气管之间的通道形成积碳。
US 4149861(1979)，US 4257786(1981)，US 4278452(1981)公开的旋风分离器的出口管是一个组合件，它由两个相互隔开的同轴线排列的圆筒构成，外圆筒的直径和长度均大于内圆筒的直径和长度，外圆筒与内圆筒之间构成一个环形通道，鼓风机吹入的气体进入环形通道下吹，该旋风分离器提高了分离效率，只有中心部分的螺旋气流夹带少量的颗粒排出。
发明内容
本发明的目的是提供一种在烃催化裂化装置中用于催化剂和油气分离的防止排气管外壁结焦的旋风分离器。
本发明一种防结焦旋风分离器，包括筒体，与筒体切向连接的切向进料口，筒体内的排气管，筒体下部的锥体，灰斗以及料腿，其特征在于所述旋风分离器筒体内排气管外套一个微孔板套筒，微孔板套筒下端与排气管下端封闭，微孔板套筒内壁与排气管外壁之间形成一个气室，进气管将气体送入气室，然后气体通过微孔板套筒壁上的微孔喷出。
本发明的旋风分离器，其特征在于在所述旋风分离器内，微孔板套筒内壁与排气管外壁之间的间隔为10～50mm。
本发明的旋风分离器，其特征在于所述旋风分离器内的微孔板套筒壁上的微孔的平均孔径为Ф1～1000μm。
在本发明的旋风分离器中，微孔板套筒与排气管可以是同轴线排列，也可以不同轴线排列，但是微孔板套筒的内壁不可以与排气管的外壁接触。
在本发明的旋风分离器中，微孔板套筒与排气管构成的组合件可以是直筒型的，也可以是截头锥型的。
本发明的旋风分离器的筒体与排气管可以同轴线排列，也可以不同轴线排列。
以下详细叙述本发明一种防结焦旋风分离器的技术方案。
通过对旋风分离器内排气管近壁处的流场测量和分析，表明排气管近壁表面有一个低速的“滞流层”，又由于旋风分离器进口气流在排气管外壁绕流流动的特性，以入口位置为0°时，在0°～90°～180°部位形成了顺压力梯度附面层，部分细小颗粒及油雾在入口环形空间二次纵向涡流的作用下，被输送到排气管近壁表面而沉积在该附面层内，具有结焦趋向的油气组分和催化剂细颗粒长期处于高温下就容易发生结焦反应，一旦焦核形成就会逐渐长大，形成月牙状焦块。
为了防止和根除油雾及催化剂细颗粒在旋风分离器内排气管外壁上粘附沉积和结焦，同时还要保证本发明具有微孔板套筒结构的排气管的旋风分离器与原结构旋风分离器性能保持一致，即不降低旋风分离器的分离效率，又不增加旋风分离器的压降，本发明采用的技术方案是在旋风分离器筒体内排气管的外面外套一个具有一定孔隙率及孔径分布的微孔板套筒，该微孔板套筒内壁与排气管外壁之间有一定的间隔，微孔板套筒下端与排气管下端用一块环形板封闭，微孔板套筒内壁与排气管外壁之间形成一个气室，进气管将洁净气体或者过热水蒸汽送入气室，然后洁净气体或者过热水蒸汽通过微孔板套筒壁上的微孔喷出，在微孔板套筒外壁的表面上形成细小而均匀的密集喷射流气垫层，该气垫层可以破坏外壁表面处的滞留附面层，从而可以根除或者防止油雾及易沉积催化剂细颗粒在排气管壁上粘附沉积并结焦。
在本发明的旋风分离器内，微孔板套筒内壁与排气管外壁之间的间隔为10～50mm，较好的间隔为10～25mm。
在本发明的旋风分离器内，微孔板套筒壁上的微孔的平均孔径为Ф1～1000μm，较好为10～200μm，优选为20～100μm。
在本发明的旋风分离器中，微孔板套筒与排气管可以是同轴线排列，也可以不同轴线排列，但是微孔板套筒的内壁不可以与排气管的外壁接触。微孔板套筒的内壁与排气管的外壁之间设置有支撑架，支撑架可以是杆，片或者有孔的片，支撑架可以水平设置，也可以倾斜设置。
在本发明的旋风分离器中，由微孔板套筒和排气管组合的组合件可以是直筒型的，也可以是截头锥型的。
本发明的旋风分离器的筒体与由微孔板套筒和排气管组合的组合件可以同轴线排列，也可以不同轴线排列，当筒体与该组合件不同轴线排列时，使该组合件的轴线偏离筒体轴线，使与进气口(0°位置)成180°位置的筒体内壁与组合件外壁之间的流道变窄，气固相流速加快，也可以减少在组合件外壁上形成积碳。
本发明一种防结焦旋风分离器具有如下优点1、本发明的旋风分离器能从根本上防止油雾及催化剂细颗粒在排气管壁上粘附沉积，保证装置可长周期安全运行；2、本发明的旋风分离器与排气管外壁不设置微孔板套筒的原结构旋风分离器相比，其分离效率和压降均可保持不变；
4、本发明的旋风分离器结构简单，实施容易，成本很低。
图1为本发明的防结焦旋风分离器的主视剖面简图。
图2为本发明的防结焦旋风分离器的实施例1的上部的局部放大剖面图。
图3为本发明的防结焦旋风分离器的实施例2的上部的局部放大剖面图。
图中，1-贮气室，2-进气管，3-微孔板套筒，4-气室，5-筒体，6-锥体，7-灰斗，8-料腿，9-切向进料口，10-排气管，11-支撑架。
具体实施例方式
实施例1图2为本发明的防结焦旋风分离器的实施例1的上部的局部放大剖面图。微孔板套筒(3)的内壁与排气管(10)的外壁之间设置有支撑架(11)，支撑架(11)是水平设置的杆。洁净气体或者过热水蒸汽由进气管(2)进入贮气室(1)，然后向下穿过杆型支撑架(11)进入气室(4)，再通过微孔板套筒(3)壁上的微孔进入筒体(5)内，在微孔板套筒(3)外壁的表而上形成气垫层，防止在微孔板套筒的外壁上结焦。
实施例2图3为本发明的防结焦旋风分离器的实施例2的上部的局部放大剖面图。微孔板套筒(3)的内壁与排气管(10)的外壁之间设置有支撑架(11)，支撑架(11)是倾斜设置的孔板。洁净气体或者过热水蒸汽由进气管(2)进入贮气室(1)，然后向下穿过孔板型支撑架(11)进入气室(4)，再通过微孔板套筒(3)壁上的微孔进入筒体(5)内，在微孔板套筒(3)外壁的表面上形成气垫层，防止在微孔板套筒的外壁上结焦。
权利要求
1.一种防结焦旋风分离器，包括筒体，与筒体切向连接的切向进料口，筒体内的排气管，筒体下部的锥体，灰斗以及料腿，其特征在于所述旋风分离器筒体内排气管外套一个微孔板套筒，微孔板套筒下端与排气管下端封闭，微孔板套筒与排气管外壁之间形成一个气室，进气管将气体送入气室，然后气体通过微孔板套筒壁上的微孔喷出。
2.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于在所述旋风分离器内，微孔板套筒内壁与排气管外壁之间的间隔为10～50mm。
3.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于所述旋风分离器内的微孔板套筒壁上的微孔的平均孔径为Φ1～1000μm。
全文摘要
本发明涉及一种用于催化剂和油气分离的、可以防止排气管外壁上结焦的旋风分离器，其特征在于，在旋风分离器筒体内排气管外套一个微孔板套筒，微孔板套筒下端与排气管下端封闭，微孔板套筒与排气管外壁之间形成一个气室，进气管将气体送入气室，然后气体通过微孔板套筒壁上的微孔喷出，本发明的旋风分离器能从根本上防止油雾及催化剂细颗粒在排气管壁上粘附沉积，保证装置可长周期安全运行。
文档编号B04C5/00GK1676222SQ200410097180
公开日2005年10月5日 申请日期2004年12月14日 优先权日2004年12月14日
发明者魏耀东, 宋健斐, 时铭显 申请人:石油大学(北京)