CN107185742B - 一种石油加工用混合雾化喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雾化喷嘴，尤其涉及一种石油加工用混合雾化喷嘴。本发明要解决的技术问题是提供一种雾化颗粒较小、喷出速度适当、雾化均匀的石油加工用混合雾化喷嘴。为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种石油加工用混合雾化喷嘴，包括有嘴体等；嘴体为空心圆柱体，嘴体内设有内腔，嘴体左端的出口段设有喷头，嘴体内设有雾化装置，嘴体右端的进料段上部设有原料油入口。本发明达到了一种雾化颗粒较小、喷出速度适当、雾化均匀的效果，由于如上所述水蒸汽与重油进料在内腔的混合雾化方式。

Description

一种石油加工用混合雾化喷嘴
技术领域
本发明涉及一种雾化喷嘴，尤其涉及一种石油加工用混合雾化喷嘴。
背景技术
在催化裂化(FCC)加工过程中，进料喷嘴性能的优劣对裂化反应、产品分布起着重要作用；特别是在以重油为原料时，这种影响尤为突出。雾化良好的进料和高温再生催化剂短时间接触，进行剧烈的催化裂化反应，能提高轻质油收率、降低焦炭产率、改善产品分布、防止过度裂化，消除提升管反应器内的结焦现象，带来可观的经济效益。因此，国内外相关企业一直在不断开发和推出新型高效的重油进料雾化喷嘴，以适应重油深度加工技术发展的需要并获取更大的经济效益。
目前国内外使用的重油进料雾化喷嘴大体分为以下几类：第一类是在喉管式喷嘴基础上改进而成的，其特点是利用收敛—扩张形喉道尽量提高气体流速和气液两相速度差以增加雾化强度；第二类是靶式喷嘴，其原理是进料油在高压差作用下形成高速射流撞击金属靶，再与横向气流作用进行第一次雾化，形成气雾两相流，最后在喷头喷口处加速，实现二次雾化。该喷嘴雾化强度高，但需要很高的进油压力和较多的雾化介质(雾化介质为水蒸汽)，因而能耗较高，增加了生产成本和设备改造的投资；第三类是双喉道内混合式进料喷嘴；第四类是双流体离心式喷嘴，其中采用了两相旋流器。
现有的重油进料雾化喷嘴存在雾化颗粒较大、喷出速度过大、雾化不均匀的缺点，因此亟需研发一种雾化颗粒较小、喷出速度适当、雾化均匀的石油加工用混合雾化喷嘴。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明为了克服现有的重油进料雾化喷嘴雾化颗粒较大、喷出速度过大、雾化不均匀的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种雾化颗粒较小、喷出速度适当、雾化均匀的石油加工用混合雾化喷嘴。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种石油加工用混合雾化喷嘴，包括有嘴体、雾化装置、喷头和原料油入口，嘴体为空心圆柱体，嘴体内设有内腔，嘴体左端的出口段设有喷头，嘴体内设有雾化装置，嘴体右端的进料段上部设有原料油入口。
优选地，雾化装置包括有蒸汽入口、连接件、软管、圆盘和蒸汽分布管，嘴体右端内侧设有连接件，连接件右侧连接有蒸汽入口，连接件左侧连接有软管，软管左端连接有圆盘，圆盘与嘴体内腔的内壁接触，圆盘左侧中心位置水平连接有蒸汽分布管，蒸汽分布管与软管连接。
优选地，还包括有旋转装置，旋转装置包括有支杆、电机、外齿圈和内齿圈，圆盘的左方这有支杆，支杆顶端安装有电机，电机的输出轴与圆盘的左侧中心位置连接，圆盘的外侧设有外齿圈，嘴体内腔右侧设有内齿圈，外齿圈和内齿圈啮合。
优选地，还包括有蒸汽分流管，蒸汽分布管上均匀间隔设有不同方向的蒸汽分流管，蒸汽分流管呈圆柱状。
优选地，还包括有阀门，原料油入口上设有阀门。
优选地，蒸汽分布管的形状为螺旋状，其内部为空心连通的管道。
优选地，喷头形状为半球形。
优选地，原料油入口与嘴体的呈一定角度倾斜设置。
工作原理：重油进料由原料油入口进入内腔，水蒸汽由雾化装置进入到内腔，重油和水蒸气混合雾化，内腔作为混合雾化室，重油进料与水蒸汽在其中充分混合，形成含有很多水蒸汽泡(由油料包覆)的油汽两相流，最后由喷头喷出，油汽两相流由喷口喷出时压力下降，使水蒸汽泡爆炸，从而将水蒸汽泡周围的油料爆炸雾化。
因为雾化装置包括有蒸汽入口、连接件、软管、圆盘和蒸汽分布管，嘴体右端内侧设有连接件，连接件右侧连接有蒸汽入口，连接件左侧连接有软管，软管左端连接有圆盘，圆盘与嘴体内腔的内壁接触，圆盘左侧中心位置水平连接有蒸汽分布管，蒸汽分布管与软管连接。水蒸汽通过蒸汽入口和软管，进入到蒸汽分布管，最后由蒸汽分布管喷出，在嘴体内腔混合反应，这样就使水蒸汽沿内腔的轴向从不同层面、不同径向位置、不同圆周方向注入内腔并均匀分布。
因为还包括有旋转装置，旋转装置包括有支杆、电机、外齿圈和内齿圈，圆盘的左方这有支杆，支杆顶端安装有电机，电机的输出轴与圆盘的左侧中心位置连接，圆盘的外侧设有外齿圈，嘴体内腔右侧设有内齿圈，外齿圈和内齿圈啮合。控制电机正反交替旋转，带动圆盘旋转，进而带动蒸汽分布管正反交替旋转，加速嘴体内腔的气体流通，使重油原料和水蒸汽混合雾化更充分。
因为还包括有蒸汽分流管，蒸汽分布管上均匀间隔设有不同方向的蒸汽分流管，蒸汽分流管呈圆柱状，使水蒸汽沿嘴体内腔的轴向从不同层面、不同径向位置、不同圆周方向注入嘴体内腔并均匀分布，增大水蒸汽和重油原料的接触面积，使水蒸汽和重油原料混合更加均匀，雾化的颗粒更小。
因为还包括有阀门，原料油入口上设有阀门，阀门可以控制重油原料的进入量，方便根据不同情况进行调节。
因为蒸汽分布管的形状为螺旋状，其内部为空心连通的管道，螺旋状的蒸汽分布管有利于水蒸汽与重油原料充分接触并且混合。
因为喷头形状为半球形，喷头最终将雾化后的颗粒喷出，半球形的喷头喷出的效率更高，油汽两相流由喷口喷出时压力下降，使水蒸汽泡爆炸，从而将水蒸汽泡周围的油料爆炸雾化，从而使喷出的颗粒更小。
(3)有益效果
本发明达到了一种雾化颗粒较小、喷出速度适当、雾化均匀的效果，由于如上所述水蒸汽与重油进料在内腔的混合雾化方式，当重油进料量有所增减变化时，油汽两相流的体积流量变化相对较小，不会明显影响雾化质量，因而使本发明的操作弹性好、可靠性高。本发明还具有结构简单、使用方便、易于推广的优点。
附图说明
图1为本发明的第一种主视结构示意图。
图2为本发明的第二种主视结构示意图。
图3为本发明的左视结构示意图。
图4为本发明的第三种主视结构示意图。
图5为本发明的第四种主视结构示意图。
附图中的标记为：1-嘴体，2-内腔，3-雾化装置，31-蒸汽入口，32-连接件，33-软管，34-圆盘，35-蒸汽分布管，4-喷头，5-原料油入口，6-旋转装置，61-支杆，62-电机，63-外齿圈，64-内齿圈，7-蒸汽分流管，8-阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种石油加工用混合雾化喷嘴，如图1-5所示，包括有嘴体1、雾化装置3、喷头4和原料油入口5，嘴体1为空心圆柱体，嘴体1内设有内腔2，嘴体1左端的出口段设有喷头4，嘴体1内设有雾化装置3，嘴体1右端的进料段上部设有原料油入口5。
实施例2
一种石油加工用混合雾化喷嘴，如图1-5所示，包括有嘴体1、雾化装置3、喷头4和原料油入口5，嘴体1为空心圆柱体，嘴体1内设有内腔2，嘴体1左端的出口段设有喷头4，嘴体1内设有雾化装置3，嘴体1右端的进料段上部设有原料油入口5。
雾化装置3包括有蒸汽入口31、连接件32、软管33、圆盘34和蒸汽分布管35，嘴体1右端内侧设有连接件32，连接件32右侧连接有蒸汽入口31，连接件32左侧连接有软管33，软管33左端连接有圆盘34，圆盘34与嘴体1内腔2的内壁接触，圆盘34左侧中心位置水平连接有蒸汽分布管35，蒸汽分布管35与软管33连接。
实施例3
一种石油加工用混合雾化喷嘴，如图1-5所示，包括有嘴体1、雾化装置3、喷头4和原料油入口5，嘴体1为空心圆柱体，嘴体1内设有内腔2，嘴体1左端的出口段设有喷头4，嘴体1内设有雾化装置3，嘴体1右端的进料段上部设有原料油入口5。
雾化装置3包括有蒸汽入口31、连接件32、软管33、圆盘34和蒸汽分布管35，嘴体1右端内侧设有连接件32，连接件32右侧连接有蒸汽入口31，连接件32左侧连接有软管33，软管33左端连接有圆盘34，圆盘34与嘴体1内腔2的内壁接触，圆盘34左侧中心位置水平连接有蒸汽分布管35，蒸汽分布管35与软管33连接。
还包括有旋转装置6，旋转装置6包括有支杆61、电机62、外齿圈63和内齿圈64，圆盘34的左方这有支杆61，支杆61顶端安装有电机62，电机62的输出轴与圆盘34的左侧中心位置连接，圆盘34的外侧设有外齿圈63，嘴体1内腔2右侧设有内齿圈64，外齿圈63和内齿圈64啮合。
实施例4
一种石油加工用混合雾化喷嘴，如图1-5所示，包括有嘴体1、雾化装置3、喷头4和原料油入口5，嘴体1为空心圆柱体，嘴体1内设有内腔2，嘴体1左端的出口段设有喷头4，嘴体1内设有雾化装置3，嘴体1右端的进料段上部设有原料油入口5。
雾化装置3包括有蒸汽入口31、连接件32、软管33、圆盘34和蒸汽分布管35，嘴体1右端内侧设有连接件32，连接件32右侧连接有蒸汽入口31，连接件32左侧连接有软管33，软管33左端连接有圆盘34，圆盘34与嘴体1内腔2的内壁接触，圆盘34左侧中心位置水平连接有蒸汽分布管35，蒸汽分布管35与软管33连接。
还包括有旋转装置6，旋转装置6包括有支杆61、电机62、外齿圈63和内齿圈64，圆盘34的左方这有支杆61，支杆61顶端安装有电机62，电机62的输出轴与圆盘34的左侧中心位置连接，圆盘34的外侧设有外齿圈63，嘴体1内腔2右侧设有内齿圈64，外齿圈63和内齿圈64啮合。
还包括有蒸汽分流管7，蒸汽分布管35上均匀间隔设有不同方向的蒸汽分流管7，蒸汽分流管7呈圆柱状。
还包括有阀门8，原料油入口5上设有阀门8。
蒸汽分布管35的形状为螺旋状，其内部为空心连通的管道。
喷头4形状为半球形。
原料油入口5与嘴体1的呈一定角度倾斜设置。
工作原理：重油进料由原料油入口5进入内腔2，水蒸汽由雾化装置3进入到内腔2，重油和水蒸气混合雾化，内腔2作为混合雾化室，重油进料与水蒸汽在其中充分混合，形成含有很多水蒸汽泡(由油料包覆)的油汽两相流，最后由喷头4喷出，油汽两相流由喷口喷出时压力下降，使水蒸汽泡爆炸，从而将水蒸汽泡周围的油料爆炸雾化。
因为雾化装置3包括有蒸汽入口31、连接件32、软管33、圆盘34和蒸汽分布管35，嘴体1右端内侧设有连接件32，连接件32右侧连接有蒸汽入口31，连接件32左侧连接有软管33，软管33左端连接有圆盘34，圆盘34与嘴体1内腔2的内壁接触，圆盘34左侧中心位置水平连接有蒸汽分布管35，蒸汽分布管35与软管33连接。水蒸汽通过蒸汽入口31和软管33，进入到蒸汽分布管35，最后由蒸汽分布管35喷出，在嘴体1内腔2混合反应，这样就使水蒸汽沿内腔2的轴向从不同层面、不同径向位置、不同圆周方向注入内腔2并均匀分布。
因为还包括有旋转装置6，旋转装置6包括有支杆61、电机62、外齿圈63和内齿圈64，圆盘34的左方这有支杆61，支杆61顶端安装有电机62，电机62的输出轴与圆盘34的左侧中心位置连接，圆盘34的外侧设有外齿圈63，嘴体1内腔2右侧设有内齿圈64，外齿圈63和内齿圈64啮合。控制电机62正反交替旋转，带动圆盘34旋转，进而带动蒸汽分布管35正反交替旋转，加速嘴体1内腔2的气体流通，使重油原料和水蒸汽混合雾化更充分。
因为还包括有蒸汽分流管7，蒸汽分布管35上均匀间隔设有不同方向的蒸汽分流管7，蒸汽分流管7呈圆柱状，使水蒸汽沿嘴体1内腔2的轴向从不同层面、不同径向位置、不同圆周方向注入嘴体1内腔2并均匀分布，增大水蒸汽和重油原料的接触面积，使水蒸汽和重油原料混合更加均匀，雾化的颗粒更小。
因为还包括有阀门8，原料油入口5上设有阀门8，阀门8可以控制重油原料的进入量，方便根据不同情况进行调节。
因为蒸汽分布管35的形状为螺旋状，其内部为空心连通的管道，螺旋状的蒸汽分布管35有利于水蒸汽与重油原料充分接触并且混合。
因为喷头4形状为半球形，喷头4最终将雾化后的颗粒喷出，半球形的喷头4喷出的效率更高，油汽两相流由喷口喷出时压力下降，使水蒸汽泡爆炸，从而将水蒸汽泡周围的油料爆炸雾化，从而使喷出的颗粒更小。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种石油加工用混合雾化喷嘴，包括有嘴体（1）、雾化装置（3）、喷头（4）和原料油入口（5），嘴体（1）为空心圆柱体，嘴体（1）内设有内腔（2），嘴体（1）左端的出口段设有喷头（4），嘴体（1）内设有雾化装置（3），嘴体（1）右端的进料段上部设有原料油入口（5）；其特征在于，雾化装置（3）包括有蒸汽入口（31）、连接件（32）、软管（33）、圆盘（34）和蒸汽分布管（35），嘴体（1）右端内侧设有连接件（32），连接件（32）右侧连接有蒸汽入口（31），连接件（32）左侧连接有软管（33），软管（33）左端连接有圆盘（34），圆盘（34）与嘴体（1）内腔（2）的内壁接触，圆盘（34）左侧中心位置水平连接有蒸汽分布管（35），蒸汽分布管（35）与软管（33）连接；还包括有旋转装置（6），旋转装置（6）包括有支杆（61）、电机（62）、外齿圈（63）和内齿圈（64），圆盘（34）的左方这有支杆（61），支杆（61）顶端安装有电机（62），电机（62）的输出轴与圆盘（34）的左侧中心位置连接，圆盘（34）的外侧设有外齿圈（63），嘴体（1）内腔（2）右侧设有内齿圈（64），外齿圈（63）和内齿圈（64）啮合。
2.根据权利要求1所述的一种石油加工用混合雾化喷嘴，其特征在于，还包括有蒸汽分流管（7），蒸汽分布管（35）上均匀间隔设有不同方向的蒸汽分流管（7），蒸汽分流管（7）呈圆柱状。
3.根据权利要求2所述的一种石油加工用混合雾化喷嘴，其特征在于，还包括有阀门（8），原料油入口（5）上设有阀门（8）。
4.根据权利要求3所述的一种石油加工用混合雾化喷嘴，其特征在于，蒸汽分布管（35）的形状为螺旋状，其内部为空心连通的管道。
5.根据权利要求4所述的一种石油加工用混合雾化喷嘴，其特征在于，喷头（4）形状为半球形。
6.根据权利要求5所述的一种石油加工用混合雾化喷嘴，其特征在于，原料油入口（5）与嘴体（1）的呈一定角度倾斜设置。
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