CN1055126A - 气-固流化床固体颗粒的输送方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
一种气一固流化床固体颗粒从上部流化床输送
到下部流化床的输送方法。本发明的固体颗粒输送
技术,不带有任何运动的部件或构件,降低了装置的
建设投资,解决了输送过程的构件磨损和固体颗粒泄
漏问题。操作可靠、调节灵活,特别适用于700℃以
上条件下的固体颗粒输送。
Description
本发明属于气-固流化床固体颗粒的输送方法。
固体颗粒的输送属于流化工程的领域。适用于应用流化工程技术的各种工业生产装置,如各种流态化反应器,再生器中固体颗粒的输送。
在流态化技术的应用中,经常出现固体颗粒在一个密闭系统中反复循环的过程,固体颗粒的输送是实现固体颗粒进行循环的关键。
本发明是由上部流化床向下部流化床进行固体颗粒输送的方法。在现有技术中,有两种方法,应用于石油流化催化裂化催化剂再生器中催化剂的输送。
第一种是催化剂的外循环方法,参见U.S.P3,893,812。催化剂外循环管上端与再生催化剂室底部相连,下部通入待生剂室,但也可以与待生剂室管线相连。循环管进口上部有收集器,位于密相床内,引导催化剂进入外循环管,循环管上设有滑阀,用于调节催化剂的循环量。
这种外部的固体颗粒输送技术是可行的,并已在许多工业装置上实现,但存在以下缺点:
1、需要一个耐高温的滑阀,价格昂贵,增加了装置的投资费用;
2、控制阀存在着高温下的催化剂冲蚀问题,不能保证装置长周期平稳操作;
3、控制阀经常在操作中发生高温催化剂的泄漏,操作不安全。
第二种是催化剂的内循环方法,参见U.S.P3,898,050。内循环管由料斗(具有进口管)、管道和料腿组成。料腿位于再生剂室内,以管道与伸入待生剂密相床的料腿相连接。料腿出口有翼阀,以保证夹带气体的催化剂的单向流动。几个料斗进口管不在同一个水平面上,再生剂的循环量可以通过调节再生剂室的催化剂料面来控制。
内循环管与外循环管的作用相同,其特点是去掉了滑阀,可以节省投资费用,但存在以下不足之处。
1、再生剂循环是调节不便。它是用再生剂室催化剂的料面高度来实现催化剂循环量调节的,需要补充和卸出催化剂。
2、翼阀阀板处于高温下操作,并不时间断动作,若产生较大变形或动作失灵,就会影响再生剂的流动能力或防止气-固的反向流动的功能。
3、翼阀的间歇动作,会造成催化剂流动的不稳定,或形成短路时的气-固反向流动、无疑会对操作带来不利影响。
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提出一种不带有任何运动元件或构件的淹流-溢流压力自动平衡固体颗粒输送循环系统,将固体颗粒从上部流化床输送到下部流化床的方法。
本发明流化床固体颗粒输送方法的技术特点是:上部流化床(下称第二流化床)中固体颗粒经淹流口进入一相并列的流化床(以下称第三流化床),当床层料位高于料斗入口时,固体颗粒溢流进入料斗和外循环管线,并在外循环管线下部形成流化床,当床层压头足以克服固体颗粒流经Y型管和进入下部流化床(下称第一流化床)阻力时,固体颗进入第一流化床,即完成固体颗粒从上部流化床向下部流化床的输送。
本发明的固体颗粒为气-固流化床中的“A”类固体颗粒。
以下结合附图进一步说明本发明的内容和技术特征。
流化反应器1中,第二流化床2中的固体颗粒及其携带的气体,经由挡板3所构成的淹流口4(或其他形式的,位于第二和第三流化床之间的淹流口),进入第三流化床5,流化气体经分布器7,进入第三流化床5的底部,流化气体使床层膨胀并产生溢流压头,使固体颗粒溢流进入料斗6。固体颗粒继续向下流动进入外循环管线8,在外循环管线8底部Y型管11处,经管10向外循环管8引进流化气体,在外循环管8中建立一个由流化固体颗粒形成的料面9,该料面所产生的床层压头,能够克服固体颗粒经Y型管11进入第一流化床13的阻力时,固体颗粒经Y型管11,进入第一流化床13。使固体颗粒从上部流化床2(第二流化床)输送到下部流化床13(第一流化床),进入第一流化床中的固体颗粒,经分布板12(或其他形式的输送方式),返回第二流化床2,形成了一个密闭的固体颗粒的输送和循环系统。
第一流化床13中的流化气体,经管16和分布器17送入,离开第二流化床2的流化气体中携带的固体颗粒,经旋分离器14.15分出后,返回第二流化床2。
气-固流化床固体颗粒输送的主要操作条件是:气体表观线速度和固体颗粒床层密度。温度、压力、流化气体及固体颗粒可以根据工艺过程选择,不受本发明限制。
第一流化床气体表观线速度为0.8~2.5m/s,固体颗粒床层密度16~160kg/m3;第二流化床气体表观线速度为:1.2~3.0m/s,固体颗粒床层密度50~300kg/m3;第三流化床气体表观线速度为:0.3~1.2m/s,固体颗粒床层密度280~750kg/m3;外循环管气体表观线速度大于0.2m/s,固体颗粒床层密度大于450kg/m3。
改变操作条件,例如流化气体速度,可以调节固体颗粒流量,但仍能使系统各流化床压力之间自动保持平衡,保证固体颗粒的正常输送。
当由第一流化床13输送到第二流化床2固体颗粒增加时,第二流化床2形成的压头增加,那么由第二流化床2向第三流化床5输送的固体颗粒增加,第三流化床5形成的压头也增加,当第三流化床5形成的压头加淹流口的阻力等于第二流化床2所形成的压头时,第二流化床2与第三流化床5压力之间,在新的条件下(固体颗粒流量等)达到新的平衡。同时,由于第三流化床5压头增加,溢流入料斗6的固体颗粒流量增加,外循环管线8中形成的流化床料面9增高。因此,由第三流化床5向第一流化床13输送的固体颗粒流量增加,以补充第一流化床13多向第二流化床2输送的固体颗粒量。当外循环管线8中流化床形成的压头与Y型管线11的阻力与进入第一流化床13阻力之和相等时,固体颗粒经外循环管线8进入第一流化床13的固体颗粒流量保持不变,外循环管线8中流化床与第一流化床13压力之间,最终在新的操作条件下达到新的压力平衡。
当由第一流化床13输送到第二流化床2的固体颗粒减少时,由第三流化床5向第一流化床13输送的固体颗粒也减少。总之,当三个流化床的固体颗粒总藏量是一定时,就可以实现上述的压力自动平衡。
本发明的流化固体颗粒输送技术不带有任何运动的元件或构件,降低了装置的基建投资,解决了固体颗粒输送过程中的磨蚀和固体颗粒的泄漏问题。操作可靠,调节灵活,特别适用于高温(700℃以上)条件下的固体颗粒输送。该项技术已在石油催化裂化高效再生工艺中获得了成功的应用。
实施例:一重油催化裂化的再生系统(参见附图)催化剂为分子筛型流化催化裂化催化剂,流化气体为空气,催化剂再生温度740℃,再生器压力0.35MPa,再生系统包括上部和下部两个再生器,其中有第一、二、三流化床,上部高温再生催化剂经过外循环管部份返回下部再生器,以提高下部再生器的再生温度,再生系统催化剂的总藏量为34t,第一流化床催化剂藏量15t,催化剂床层密度100kg/m3,气体表观线速度1.5m/s;第二流化床催化剂藏量11t,催化剂床层密度200kg/m3,气体表观线速度2.0m/s;第三床流化床催化剂藏量4t,催化剂床层密度350kg/m3,气体表观线速度0.7m/s;外循环管催化剂密度550kg/m3。
Claims (4)
1、一种气-固流化床固体颗粒从上部流化床输送到下部流化床的输送方法,其特征在于,上部流化床2(下称第二流化床)中的固体颗粒,经第二流化床2和中间流化床5(下称第三流化床)中间的淹流口4,淹流进入第三流化床5,流化气体经气体分布器7进入第三流化床5的底部,形成流化床,当第三流化床5床层高度高于料斗6入口时,固体颗粒溢流进入料斗6,固体颗粒继续向下流动进入外循环管线8,流化气体经管线10进入Y型管11,在外循环管8中,形成流化固体颗粒的料面9,固体颗粒经管线8和Y型结构管11,进入下部流化床13(下称第一流化床)。
2、如权利要求1所述的固体颗粒输送方法,其特征在于,固体颗粒为气-固流化床中的“A”类固体颗粒。
3、如权利要求1所述的固体颗粒输送方法,其特征在于:
第一流化床:气体表观线速度:0.8~2.5m/s;
固体颗粒床层密度:16~160kg/m3;
第二流化床:气体表观线速度:1.2~3.0m/s;
固体颗粒床层密度:50~300kg/m3;
第三流化床:气体表观线速度:0.3~1.2m/s;
固体颗粒床层密度:280~750kg/m3;
外循环管:气体表观线速度:大于0.2m/s;
固体颗粒床层密度:大于450kg/m3。
4、一种气-固流化床固体颗粒从上部流化床输送到下部流化床的设备,其特征在于:该输送设备包括:第二流化床2和第三流化床5之间的淹流口4、第三流化床5中的料斗6、上端与料斗6下端相连接的外循环管8、与外循环管8下端相连接的Y型管11。
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