CN101941594B

CN101941594B - 一种固体颗粒输送设备

Info

Publication number: CN101941594B
Application number: CN 200910012452
Authority: CN
Inventors: 刘杰; 彭德强; 刘忠信; 李欣; 姜阳; 王岩
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: CN101941594A

Abstract

本发明公开了一种固体颗粒输送设备，属于石油化工设备领域。本发明提供的固体颗粒输送设备，包括上封头、下封头、筒体、导流管、喷射器、锥形导流体和冲送器；所述的锥形导流体位于设备筒体下部，与筒体之间形成密闭连接；所述的导流管固定在锥形导流体底部，与下封头形成密闭连接；所述的喷射器设置在导流管内，其主轴线与导流管轴线重合；所述的冲送器与导流管底部连接。本发明的固体颗粒输送设备结构简单，输送平稳，不会堵塞管道，固含率稳定而且可控，适用于固体颗粒的水力冲送过程，可广泛应用于石油化工和环保等领域。

Description

一种固体颗粒输送设备

技术领域

本发明涉及一种固体颗粒输送设备，属于石油化工设备领域，适用于固体颗粒的水力输送过程，尤其适用于向运行中的沸腾床反应器投加催化剂，可广泛应用于石油化工和环保等领域。

背景技术

石油化工、环保、矿山冶金、电力等领域均存在固体颗粒输送问题。一般地，固体颗粒输送方式有机械传送、气流输送和水力输送。

向密闭系统输送固体颗粒时，通常需进行制浆工序，并采用渣浆泵注入设备内，存在工序繁杂、设备台数多，动力消耗大、机泵磨损严重、运行周期短、检修量大和运行费用高等缺点。目前使用最多的离心式渣浆泵的过流件，如叶轮、护套轴、蜗壳等使用寿命一般为500～1000小时，不仅造成了人力、物力的极大浪费，而且影响装置的正常生产。

中国专利CN86209508U介绍了一种立式水力输送装置，由多台(套)设备及阀组构成，用于火电厂灰渣桨和煤粉的输送，存在装置繁杂、需渣浆泵输送等缺点。中国专利CN87206593U介绍了一种水力输送装置，由灰渣泵、高压水泵、油马达、油泵、阀组等设备构成，用于矿桨、火电厂燃煤及灰渣输送，存在装置繁杂、需渣浆泵输送、易堵塞等缺点。

沸腾床工艺技术以床层压降小、反应温度均匀、无堵塞、催化剂在线加排而无需停工、易于取热而广泛应用于石油化工和环保等领域，特别是用于粘度大、杂质多的渣油加氢领域。

该工艺特征之一是需进行在线加注催化剂。因此，要求固体颗粒输送设备应具备无堵塞、固含率均匀、冲送液量少、对反应器沸腾状态影响小、不磨损设备、不破损催化剂等特点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新型的固体颗粒输送设备。本发明的固体颗粒输送设备结构简单、输送平稳、不会堵塞管道、固含率稳定而且可控、冲送液量少，适用于固体颗粒的水力冲送，尤其适用于向运行中的沸腾床反应器投加催化剂，可广泛应用于石油化工和环保等领域。

本发明是这样实现的：一种固体颗粒输送设备，包括上封头、下封头、设备筒体、导流管、喷射器、锥形导流体和冲送器；所述的锥形导流体位于设备筒体下部，与筒体之间形成密闭连接；所述的导流管固定在锥形导流体底部，与下封头形成密闭连接；所述的喷射器设置在导流管内，其主轴线与导流管轴线重合；所述的冲送器与导流管底部连接。

按照本发明提供的固体颗粒输送设备，在所述的锥形导流体内还可设置布水器。所述的布水器由环管和支管构成；环管套装在导流管外侧，环管轴线与导流管轴线重合。

按照本发明提供的固体颗粒输送设备，在固体颗粒输送设备的顶部开有人孔和气相入口。在距设备筒体边缘处设置压力平衡管，其下端与锥形导流体为密闭连接；上端深入设备上封头内；上端设置雨帽。

根据固体颗粒水力输送的特点，本发明的固体颗粒输送设备设置布水器，下部的小孔注入的输送水，使固体颗粒具有流动性；上部小孔注入的输送水，冲击固体颗粒层，使其崩塌，通过注入上述两路水，实现制浆；设置锥形导流体，便于固体颗粒的滑动和外排；设置喷射器和导流管，在喷射器内注入水并形成喷射，在喷射器混合室内产生微负压，抽吸固体颗粒进入喷射器混合室，在喷射器射流作用下，泥浆(固体颗粒)经收缩段和喉管段进入导流管，喷射器用水实现泥浆的稀释；设置冲送器，注入冲送水，在冲送器泥浆(固体颗粒)入口处形成微负压，实现夹带、冲送泥浆(固体颗粒)；布水器用水量、喷射水量和冲送水量三者间的比例调节，可实现固含率的控制；设置锥形导流体，便于固体颗粒滑落和在底部的聚集，从而减少用水量；设置压力平衡管，当设备需承压时，消除锥形导流体的承压，从而降低设备造价。

本发明的固体颗粒输送设备，结构简单、输送平稳、不会堵塞管道、固含率稳定而且可控，适用于固体颗粒的水力冲送。

附图说明

图1为本发明固体颗粒输送设备的总体结构示意图。

图2为喷射器的结构示意图。

图3为导流管的结构示意图。

图4为冲送器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。如图1-4所示，本发明的固体颗粒输送设备包括上封头1、设备筒体4、下封头9、压力平衡管3、布水器5、喷射器7、锥形导流体8、导流管10、人孔22、冲送器11和气相入口21等部件。

根据本发明提供的固体颗粒输送设备，在上封头1设置人孔22，便于投加固体颗粒；在上封头1设置气相入口21，当为高压设备输送固体颗粒时，气相入口21与高压设备顶部连接，以平衡压力。

在设备筒体4内的下部设置锥形导流体8。所述锥形导流体8的锥角为30°～110°，优选60°～70°；其锥形小端距设备下封头9的距离为50～200mm，优选60～80mm；其锥形大端与设备筒体4间为密闭连接。锥形导流体8的设置有利于固体颗粒滑落，并在底部聚集，该结构利于浆液输送，从而减少用水量。

所述的导流管10固定在锥形导流体8底部，与下封头9和锥形导流体8间为密闭连接。导流管10由锥形封头34、筒节35、连接件36、接管37及法兰38构成。锥形封头34的锥角为10°～45°，优选20°～30°。筒节35直径为喷射器混合室筒体30直径的1.5～4倍，优选1.5～2倍。筒节35上沿高于喷射器喉管段a33上沿5～40mm，优选15～30mm。

所述的喷射器7设置在导流管10内，其主轴线与导流管10轴线重合。喷射器7由喉管段a33、收缩段a32、固体颗粒导入管31、混合室筒体30、收缩段b25、喉管段b24、接管a26、弯头27及接管b28构成。喉管段a33与喉管段b24同轴，固体颗粒导入管31与喉管段a33垂直。喉管段a33的直径为Φ10～Φ15mm，长度为直径的1～2倍；喉管段b24的直径为Φ5～Φ8mm，长度为直径的1～2倍。收缩段a33和收缩段b24的收缩角为15°～30°，优选20°～25°。固体颗粒导入管31的数量为1～6个，优选2～4个，其总截面积为喉管段a33截面积的1～2倍，优选1～1.5倍。

所述的冲送器11通过法兰与导流管10连接。冲送器11由浆液输入管39、浆液输出管40、冲送水管43、收缩段c42、喉管c41构成。浆液输出管40与冲送水管43等径且为同一轴线；收缩段c42、喉管c41与冲送水管43为同一轴线。浆液输入管39的曲率半径为管径的6～10倍，优选7～8倍；浆液输入管39与冲送水管43连接处切线与冲送水管43轴线的夹角为10°～30°，优选20°～25°；收缩段c收缩角为10°～30°，优选20°～25°；喉管c41的直径为冲送水管43直径的1/3～1/2，喉管c41的长度为直径的1～2倍。浆液输入管39与导流管10连接。注入冲送水，在冲送器泥浆(固体颗粒)入口处形成微负压，实现夹带、冲送泥浆(固体颗粒)。

在锥形导流体8内还设置有布水器5，布水器5由环管和支管构成；环管套装在导流管外侧，其轴线与导流管轴线重合；环管高于喷射器固体颗粒导入管315mm～40mm，优选20～30mm。在布水器5环管的上、下表面均开设小孔；小孔直径Φ1～Φ5mm，优选Φ3～Φ4mm；上表面开孔数量是下表面开孔数量的2～5倍，优选3～4倍；上、下表面小孔总截面积为支管截面积的1/4～4/5，优选1/3～2/3。下部的小孔注入的输送液，使固体颗粒具有流动性；上部小孔注入的输送液，冲击固体颗粒层，使其崩塌，实现连续供料，通过注入上述两路水，从而实现制浆。

在距设备筒体4边缘100mm～300mm处设置压力平衡管3，其下端与锥形导流体8为密闭连接；上端伸入设备上封头1内；上端设置雨帽2；当设备需承压时，消除锥形导流体8的承压，从而降低设备造价。

本发明的固体颗粒输送设备，工作时，固体颗粒从上封头人孔22加入设备内，关闭人孔22；打开喷射水入口14，向喷射器7注水，在喷射器7射流口15处形成高速喷射流，喷射器7的混合室内形成微负压，喷射器注水自喷射器出口20注入导流管10，在导流管锥形封34头的折流下，喷射器注水从喷射器7和导流管10之间的环形空间向下流动，流入冲送器11；打开冲送水入口13，向冲送器11注水，自浆液出口12流出，与喷射器注水一并进入下游设备；打开布水器入口18，向布水器5注水，布水器5下表面的小孔17注入的输送水，使固体颗粒具有流动性；上表面小孔19注入的输送水，冲击固体颗粒层，使其崩塌，确保固体颗粒补给的连续性，通过注入上述两路水，实现制浆；在喷射器射混合室内形成微负压及重力作用下，浆液(固体颗粒)自固体颗粒入口16进入喷射器射混合室，依序与喷射水、冲送水混合，一并进入下游设备。

通过调节布水器供水量、喷射器供水量和冲送水量三者间的比例，可实现固含率的控制；锥形导流体的设置，便于固体颗粒滑落和在底部的聚集，从而减少用水量；设置压力平衡管，其下端口6和上端口2将锥形导流体于下封头形成的密闭空间和上封头空间连通，当设备需承压时，消除锥形导流体的承压工况，从而降低设备造价。

Claims

1.一种固体颗粒输送设备，其特征在于，所述固体颗粒输送设备包括上封头、下封头、设备筒体、导流管、喷射器、锥形导流体和冲送器；所述的锥形导流体位于设备筒体下部，与设备筒体形成密闭连接；所述的导流管固定在锥形导流体底部，与下封头形成密闭连接，导流管由锥形封头、筒节、连接件、接管和法兰构成；所述的喷射器设置在导流管内，喷射器由喉管段a、收缩段a、固体颗粒导入管、混合室筒体、收缩段b和喉管段b构成，喷射器主轴线与导流管轴线重合；所述的冲送器与导流管底部连接，所述的冲送器由浆液入口管、浆液出口管、冲送水管、收缩段c和喉管c构成。

2.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述喷射器的喉管段a和喉管段b同轴，固体颗粒导入管与喉管段a垂直。

3.按照权利要求1或2所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述的喉管段a直径为10mm～15mm，长度为直径的1～2倍；喉管段b直径为5mm～8mm，长度为直径的1～2倍。

4.按照权利要求1或2所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述喷射器的固体颗粒导入管的数量为1～6个，固体颗粒导入管的总截面积为喉管段a截面积的1～2倍。

5.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述喷射器的收缩段a的收缩角为15°～30°，所述收缩段b的收缩角为15°～30°。

6.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述导流管的锥形封头锥角10°～45°，筒节直径为喷射器混合室筒体直径的1.5～4倍；筒节上沿高于喷射器喉管段a上沿5～40mm。

7.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述的导流管与下封头和锥形导流体间为密闭连接。

8.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述冲送器的浆液出口管与冲送水管等径且为同一轴线；所述冲送器的收缩段c、喉管c与冲送水管为同一轴线。

9.按照权利要求1或8所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述浆液入口管的曲率半径为浆液入口管管径的6～10倍；浆液入口管与冲送水管连接处切线与冲送水管轴线的夹角为10°～30°；收缩段c的收缩角为10°～30°；喉管c的直径为冲送水管直径的1/3～1/2，喉管c的长度为喉管c直径的1～2倍。

10.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，在所述的锥形导流体内还设置有布水器，所述布水器由环管和支管构成；环管套装在导流管外侧，环管轴线与导流管轴线重合；环管高于喷射器固体颗粒导入管。

11.按照权利要求10所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述的布水器环管上、下表面均开设小孔，上表面开孔数量是下表面开孔数量的2～5倍，上、下表面小孔总截面积为支管截面积的1/4～4/5。

12.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，所述锥形导流体的锥角为30°～110°。

13.按照权利要求1所述的固体颗粒输送设备，其特征在于，在设备筒体边缘处设置压力平衡管，所述压力平衡管的下端与锥形导流体为密闭连接，上端设置雨帽并伸入上封头内。