專利名稱：氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣固并流式顆粒移動(dòng)床，尤其涉及氣固并流式顆粒軸向移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置。
氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備在很多地方應(yīng)用，如石油化工、能源工業(yè)等等。
在石油化工領(lǐng)域內(nèi)，催化重整是生產(chǎn)高辛烷值汽油、芳烴和廉價(jià)氫氣的重要工藝。隨著我國(guó)石化工業(yè)的發(fā)展，芳烴需求量大增，同時(shí)，由于環(huán)保要求汽油質(zhì)量指標(biāo)日益增高，不加鉛的高辛烷值汽油的需求量迅速增加，我國(guó)的催化重整在今后必然會(huì)有較大發(fā)展。
催化劑連續(xù)再生技術(shù)是連續(xù)重整的關(guān)鍵所在。催化劑顆粒在再生設(shè)備中與再生劑氣體進(jìn)行再生反應(yīng)的同時(shí)不斷地向下移動(dòng)，最終，恢復(fù)活性的催化劑排出再生設(shè)備，重新進(jìn)入重整反應(yīng)工序。近十年左右的時(shí)間內(nèi)，美國(guó)UOP和法國(guó)IFP已對(duì)其再生技術(shù)進(jìn)行了多次更新?lián)Q代。七十年代至今，UOP已發(fā)展了三代技術(shù)，IFP發(fā)展了兩代技術(shù)工藝。
UOP第三代和IFP第二代連續(xù)重整再生工藝的燒焦段均采用徑向移動(dòng)床，雖然徑向移動(dòng)床具有壓降低等優(yōu)點(diǎn)，但其主要缺點(diǎn)是(1)床層內(nèi)篩網(wǎng)處容易造成催化劑貼壁，從而形成催化劑滯流區(qū)，影響床層燒焦效率；(2)再生氣中的氧利用率較低，要求的再生氣流量大，導(dǎo)致動(dòng)力消耗較大；第一段再生氣體的入口溫度較高，燒焦放出的熱量得不到充分利用，且燒焦段的利用率較低；(3)燒焦段沿徑向的溫度分布不均勻，在第一段內(nèi)篩網(wǎng)處易出現(xiàn)超溫區(qū)，容易對(duì)催化劑的性能產(chǎn)生不利影響。采用軸向移動(dòng)床使得再生氣體和催化劑并流方式，可保證床層截面上各點(diǎn)具有相同的燒焦效率。
在能源環(huán)保領(lǐng)域，煤炭是我國(guó)的主要能源，由于燃煤技術(shù)落后，燃燒效率和熱效率低，對(duì)環(huán)境污染十分嚴(yán)重。因此，無論從節(jié)約能源還是從保護(hù)環(huán)境角度都迫切需要開發(fā)高效、低污染的新型燃煤技術(shù)。在各種新型燃煤技術(shù)中所遇到的一個(gè)關(guān)鍵問題就是高溫燃?xì)夂蜔煔獾某龎m。顆粒移動(dòng)床除塵器具有較好的發(fā)展?jié)摿?，其原理為利用直徑較大的顆粒形成床層，含有細(xì)粉塵的煙氣與床層顆粒在床層內(nèi)采用并流方式通過床層來實(shí)現(xiàn)煙氣的凈化，而床層顆?？梢匝h(huán)使用。但在顆粒層移動(dòng)床除塵器內(nèi)如何實(shí)現(xiàn)顆粒相和煙氣的均勻并流流動(dòng)是其設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。
不管是石化領(lǐng)域里的連續(xù)催化重整中催化劑移動(dòng)床連續(xù)再生，還是燃煤技術(shù)中的顆粒移動(dòng)床凈化煙氣，都需要?dú)夤虄上嘣谠O(shè)備筒體內(nèi)自上而下沿筒體截面均勻向下流動(dòng)。在現(xiàn)有技術(shù)中如


圖1所示的設(shè)備中，軸向移動(dòng)床外壁附近易出現(xiàn)顆粒滯流區(qū)。氣體相A與顆粒相B在床層中同時(shí)向下，顆粒相在床層下部靠器壁處存在一顆粒滯流區(qū)01，且隨著床層直徑的增加，顆粒流動(dòng)不均勻現(xiàn)象更加嚴(yán)重。為了減少顆粒的滯留，實(shí)現(xiàn)顆粒相的流型為活塞流，在現(xiàn)有技術(shù)中一般在移動(dòng)床層的下端的橫截面上設(shè)有多個(gè)如圖2所示的倒錐02，倒錐可以減少顆粒的滯流，但其又影響了氣體速度沿床層的均勻分布。
如何實(shí)現(xiàn)床層內(nèi)氣體相和顆粒相沿床層均勻順流流動(dòng)，是關(guān)鍵所在。
本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)軸向移動(dòng)床的缺點(diǎn)，提供一種軸向移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置，其可實(shí)現(xiàn)床層內(nèi)氣體相和顆粒相沿床層橫截面均勻順流流動(dòng)，從而大大改善軸向床內(nèi)氣固兩相的流動(dòng)特性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案本實(shí)用新型涉及的氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置包括一多網(wǎng)格分布器，在所述的多網(wǎng)格分布器的每一個(gè)網(wǎng)格上固設(shè)一可以使顆粒相和氣體分離的導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管由過渡段、篩網(wǎng)和排料管連接而成。所述多網(wǎng)格分布器網(wǎng)格孔可以是多邊形孔，如正六邊形孔，也可以是圓形孔。
為了保證顆粒相在整個(gè)床層內(nèi)均勻流動(dòng)，所述排料管截面積各不相同，其沿移動(dòng)床容器內(nèi)筒的橫截面由中心至邊壁逐漸增加。沿內(nèi)筒由外向內(nèi)相鄰兩排料管橫截面積之比Sn+1/Sn＝1.1～10，其中Sn+1/Sn＝1.1～5為較佳選擇。
本下料裝置在使用時(shí)安裝在移動(dòng)床設(shè)備的移動(dòng)床筒體的下端，為了使顆粒在向下流動(dòng)中更加均勻，與之相配的移動(dòng)床容器的內(nèi)壁可以是圓柱形，也可以是向下外擴(kuò)的圓錐形，還可以是由下列兩段構(gòu)成上段為向上外擴(kuò)的圓錐形，下段為向下外擴(kuò)的圓錐形；在上述的上下段之間也可以增設(shè)一圓柱形段。所述向下外擴(kuò)的下段圓錐形的錐角α可以為0～30°。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、使用本下料裝置，在移動(dòng)床中的氣體沿床層速度分布均勻，表觀氣速范圍為0-1.2m/s。
2、顆粒相在床層內(nèi)的流動(dòng)近似于平推流形式分布，能較好地實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)床中的工藝過程，使得氣固兩相均勻接觸。
3、當(dāng)床層直徑增加時(shí)，仍然可以保證顆粒相沿直徑方向的活塞型流動(dòng)。
由于有以上優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型提供的氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備適用范圍大，可用于連續(xù)重整再生器軸向移動(dòng)床、顆粒層除塵器等，也可以適用于各種設(shè)備的排料裝置上。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種連續(xù)重整向下移動(dòng)床結(jié)構(gòu)和使用中出現(xiàn)催化劑顆粒相滯流的示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種連續(xù)重整向下移動(dòng)床筒體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型提供的連續(xù)重整向下移動(dòng)床結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示的本實(shí)用新型提供的連續(xù)重整的移動(dòng)床中的下料裝置中的多網(wǎng)格分布器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3中下料裝置上的導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例如圖3所示，軸向移動(dòng)床設(shè)備的床身由圓筒形外殼和內(nèi)筒構(gòu)成，外殼和內(nèi)圓筒之間形成一再生氣體通道，在外殼上設(shè)有再生氣體的進(jìn)氣口和出氣口8，在內(nèi)筒中的上頂部設(shè)有催化劑分配器6，分配器6的下部插設(shè)在內(nèi)筒中的催化劑床層中，內(nèi)筒為軸向床床身7，其內(nèi)壁5的上部為一段向上外擴(kuò)的圓錐形，其下為一圓柱形，接著的是一向下外擴(kuò)的圓錐形，該段的錐角α為30°，在向下外擴(kuò)的圓錐形段的下端固設(shè)一多網(wǎng)格分布器9，其上沿內(nèi)筒的橫截面由中心向外設(shè)有三層六邊形的孔4，在多網(wǎng)格分布器9的下方，每個(gè)六邊形孔上密封連接有一導(dǎo)流管10，其上部為一圓錐形過渡段3，過渡段3的下面連接約翰遜網(wǎng)2，其下方連接排料管1。催化劑顆粒相①和再生氣體相②在本移動(dòng)床層向下順流流動(dòng)。完成燒焦后的催化劑和再生氣體進(jìn)入有多個(gè)六邊形孔4的多網(wǎng)格分布器9，當(dāng)再生氣體與催化劑一道來到約翰遜網(wǎng)2中時(shí)，再生氣體在壓差作用下經(jīng)網(wǎng)的縫隙向外流動(dòng)，而催化劑則在重力作用下向下流動(dòng)進(jìn)入排料管1，從而實(shí)現(xiàn)兩相的分離。
為了使催化劑在床層內(nèi)為平推流型，通過調(diào)節(jié)排料管1的面積來實(shí)施。排料管截面積沿內(nèi)筒的橫截面由中心至邊壁逐漸增加。本裝置的三層六邊形孔4下連接的排料管1的橫截面積由內(nèi)向外的比例為S1∶S2∶S3＝1∶3∶8。
權(quán)利要求1.一種氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備中的下料裝置，其特征在于其包括有一多網(wǎng)格分布器，在所述的多網(wǎng)格分布器的每一個(gè)網(wǎng)格上固設(shè)一可以使顆粒相和氣體相分離的導(dǎo)流管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置，其特征在于所述移動(dòng)床容器的下部設(shè)有的多網(wǎng)格分布器的每個(gè)網(wǎng)孔為多邊形，所述導(dǎo)流管由過渡段、篩網(wǎng)和排料管相互連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置，其特征在于所述排料管截面積沿內(nèi)筒的橫截面由中心至邊壁逐漸增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置，其特征在于所述排料管截面積沿移動(dòng)床內(nèi)筒由外向內(nèi)相鄰兩排料管橫截面積之比Sn+1/Sn＝1.1～10。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置，其特征在于所述排料管截面積沿移動(dòng)床內(nèi)筒由外向內(nèi)相鄰兩排料管橫截面積之比Sn-1/Sn＝1.1～5。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備的下料裝置，其特征在于所述移動(dòng)床容器的下部設(shè)有的多網(wǎng)格分布器的每個(gè)網(wǎng)孔為多邊形。
專利摘要一種氣固并流式顆粒移動(dòng)床設(shè)備中的下料裝置,其包括有一多網(wǎng)格分布器,在所述的多網(wǎng)格分布器的每一個(gè)網(wǎng)格上固設(shè)一可以使顆粒相和氣體相分離的導(dǎo)流管。使用本實(shí)用新型提供的氣固并流式顆粒移動(dòng)床的下料裝置的移動(dòng)床設(shè)備,顆粒相在床層內(nèi)的流動(dòng)近似于平推流型式分布,使得氣固兩相接觸均勻,氣體沿床層速度分布均勻。當(dāng)床層直徑增加時(shí),仍然可以保證顆粒相沿直徑方向的活塞型流動(dòng),適應(yīng)范圍大。
文檔編號(hào)B01J8/24GK2406724SQ00205860
公開日2000年11月22日 申請(qǐng)日期2000年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月24日
發(fā)明者姬忠禮, 陳鴻海, 盧春喜, 張鐵鋼, 劉耀芳, 時(shí)銘顯 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(北京)