CN109207187B - 固体颗粒取热器入口装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固体颗粒取热器入口装置，安装在外取热器的壳体上，固体颗粒取热器入口装置包括：入口斜管，具有入口端和出口端，入口斜管的出口端与壳体连接；减速防冲板，能拆卸地设置在入口斜管的出口端处，减速防冲板的一端与入口斜管的管壁相连，减速防冲板的另一端相对于水平面倾斜设置。本发明的有益效果是，高温催化剂通过入口斜管以较高的速度流到出口端，在出口端通过减速防冲板改变催化剂的流动方向，同时降低其流动速度。这样不仅能减小由入口斜管流入的催化剂与固体颗粒取热器内换热管束接触的作用程度，而且能够扩大催化剂与换热管的接触范围，使催化剂与换热管束的接触、传热更加均匀。

Description

固体颗粒取热器入口装置

技术领域

本发明涉及烃类流化催化转化装置反应和催化剂再生系统所用的外取热器领域，具体涉及一种固体颗粒取热器入口装置。

背景技术

催化裂化外取热器是用于调节烃类流化催化裂化装置反应和再生系统之间热平衡的重要设备，主要通过调节催化剂的循环量和内部流化风量来调节外取热器的取热量，以达到调节反应器或再生器温度的目的。以重油催化裂化过程为例，为了维持反再系统热量平衡，有效提高剂油比、降低再生催化剂温度，催化剂颗粒取热器设置于再生器的外部(习惯称为外取热器)，高温再生催化剂自再生器经催化剂入口斜管进入外取热器壳体，在底部流化气体的作用下，流化状态的催化剂颗粒在换热管表面频繁地进行接触更替，热量以对流传热的方式从热颗粒传递给换热管，换热管内的取热介质水被加热后饱和并汽化、产生蒸汽将热量带走，降温后的催化剂颗粒自取热器出口流出，完成整个换热过程。

近年来，随着石油加工深度的不断提高以及原料的不断劣质化和重质化，对外取热器运行周期的要求也随之增加。其中，换热管的冲蚀、磨损和受热不均是产生“爆管”影响装置长周期运行的关键问题之一。在外取热器内部，由于受底部流化气体的作用，处于流化状态的催化剂颗粒不断冲刷换热管束。如果因操作不当使外取热器流化风量过大，或因取热负荷要求高，催化剂的循环量过大，催化剂在外取热器中的流速过高，再加上高温使得管材的硬度降低，在催化剂的不断冲刷下，管束不断减薄，直至被磨穿。在内外压差的推动下，换热管内的水会从换热管的裂缝处大量外泄，直接影响到装置的安全稳定运行。

在外取热器催化剂入口处，来自再生器的高温高速催化剂经入口斜管倾斜向下进入外取热器内部，与垂直换热管接触，由于换热管的紧密布置强化了取热器内部的壁面效应，使入口侧的催化剂颗粒很难沿径向均匀分散在整个外取热器的横截面上。因此，在入口处的径向方向上，催化剂的分布、与换热管的接触以及各换热管的换热量均最不均匀，入口附近的换热管由于周向受热不均及长期受高温催化剂的冲刷很容易局部受热过高，造成换热管破裂，尤其是当催化剂料面较低，入口处于稀相操作状态时，催化剂对换热管的冲蚀作用会更为严重。

发明内容

本发明提供了一种固体颗粒取热器入口装置，以达到防止催化剂对换热管进行冲蚀的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固体颗粒取热器入口装置，安装在外取热器的壳体上，固体颗粒取热器入口装置包括：入口斜管，具有入口端和出口端，入口斜管的出口端与壳体连接；减速防冲板，能拆卸地设置在入口斜管的出口端处，减速防冲板的一端与入口斜管的管壁相连，减速防冲板的另一端相对于水平面倾斜设置。

进一步地，减速防冲板与水平面之间的夹角大于0°且小于或者等于15°。

进一步地，减速防冲板的另一端与壳体的内壁能拆卸地连接，减速防冲板下表面与入口斜管的管壁之间形成空腔，空腔内设置有用于支撑的填充物。

进一步地，减速防冲板上表面设置有多个间隔设置的减速凸起。

进一步地，减速防冲板的另一端与壳体的内壁能拆卸地连接，减速防冲板下表面与入口斜管的管壁之间形成空腔，空腔与壳体的内腔连通。

进一步地，减速防冲板上设置有多个间隔设置的减速孔，减速孔与空腔连通。

进一步地，减速防冲板的上表面还设置有多个间隔设置的减速凸起。

进一步地，固体颗粒取热器入口装置还包括用于对固体颗粒进行整流的整流板，整流板固定在壳体内并与减速防冲板的另一端连接。

进一步地，固体颗粒取热器入口装置还包括设置在入口斜管上的松动风管，松动风管的入口位于入口斜管外，松动风管的出口位于入口斜管内并置于减速防冲板的一端处。

本发明的有益效果是，高温催化剂通过入口斜管以较高的速度流到出口端，在出口端通过减速防冲板改变催化剂的流动方向，同时降低其流动速度。这样不仅能减小由入口斜管流入的催化剂与固体颗粒取热器内换热管束接触的作用程度，而且能够提高催化剂与换热管的接触位置，使催化剂与换热管束的接触、传热更加均匀。特别是能够减少在固体颗粒取热器的催化剂入口处换热管径向受热最不均匀问题的出现。

同时，本发明不需要改变固体颗粒取热器的其他部件以及再生器的结构。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为适用于填充结构的减速防冲板的第一实施例的结构示意图；

图4为适用于填充结构的减速防冲板的第二实施例的结构示意图；

图5为适用于填充结构的减速防冲板的第三实施例的结构示意图；

图6为适用于填充结构的减速防冲板的第四实施例的结构示意图；

图7为适用于非填充结构的减速防冲板的第一实施例的结构示意图；

图8为适用于非填充结构的减速防冲板的第二实施例的结构示意图；

图9为适用于非填充结构的减速防冲板的第三实施例的结构示意图；

图10为整流板的第一实施例的结构示意图；

图11为整流板的第二实施例的结构示意图；

图12为整流板的第三实施例的结构示意图；

图13为整流板的第四实施例的结构示意图；

图14为本发明第二种实施例的结构示意图；

图中附图标记：1、壳体；2、换热管；3、入口斜管；4、松动风管；5、整流板；6、减速防冲板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图13所示，本发明实施例提供了一种固体颗粒取热器入口装置，安装在外取热器的壳体1上，该壳体1内设置有多个换热管2，固体颗粒取热器入口装置包括入口斜管3和减速防冲板6。入口斜管3具有入口端和出口端，入口斜管3的出口端与壳体1连接。减速防冲板6能拆卸地设置在入口斜管3的出口端处，减速防冲板6的一端与入口斜管3的管壁相连，减速防冲板6的另一端相对于水平面倾斜设置。

高温催化剂通过入口斜管3以较高的速度流到出口端，在出口端通过减速防冲板6改变催化剂的流动方向，同时降低其流动速度。这样不仅能减小由入口斜管3流入的催化剂与固体颗粒取热器内换热管束接触的作用程度，而且能够提高催化剂与换热管的接触位置，使催化剂与换热管束的接触、传热更加均匀。特别是能够减少在固体颗粒取热器的催化剂入口处换热管径向受热最不均匀问题的出现。

因此，本发明能够有效减缓入口处换热管的破裂，增大换热管的有效换热面积以及固体颗粒取热器的换热强度和均匀性，从而提高固体颗粒取热器运行的安全性和平稳性。

减速防冲板6与水平面之间的夹角大于0°且小于或者等于15°。即减速防冲板6可以设置在相对于水平面在-15°至15°之间的任意位置。

其中，需要说明的是，上述减速防冲板6设置在距离固体颗粒取热器入口斜管3的下沿1/5～1/3管径处。将减速防冲板6设置在该处可以将冲击力控制在合理范围内，并且使减速后的固体颗粒不会在流入壳体1时再次因高度过高而产生较大的冲击力。

在一种实施例中，减速防冲板6的另一端与壳体的内壁能拆卸地连接，减速防冲板6下表面与入口斜管3的管壁之间形成空腔，空腔内设置有用于支撑的填充物(填充物为常用的耐磨材料，如催化裂化装置中所用的C1级和B2级耐磨衬里材料)。该减速防冲板6为一整块板状结构，不设置镂空，如图3所示。该减速防冲板6的上表面处形成的腔体与壳体1连通，能够将固体颗粒输送至壳体1内。

优选地，减速防冲板6上表面设置有多个间隔设置的减速凸起，如图4至图6所示，上述减速凸起结构可以为半圆形、四分之一圆形、三角形、长方形或圆柱形等等，此处不再一一对其进行详细说明。设置减速凸起，能够有效降低流动速度，进一步防止冲蚀发生。

在另一种实施例中，减速防冲板6的另一端与壳体1的内壁能拆卸地连接，减速防冲板6下表面与入口斜管3的管壁之间形成空腔，空腔与壳体的内腔连通。该减速防冲板6的上表面处形成腔体与所述空腔均与壳体1连通。

如图7所示，在该实施例中，减速防冲板6上设置有多个间隔设置的减速孔，减速孔与空腔连通。设置减速孔，可以使减速防冲板6上的固体颗粒进入到该空腔内，并通过该空腔进入到壳体1中，从而实现减速的效果。其中，减速孔的形状为半圆形、四分之一圆形、三角形或长方形。

优选地，减速防冲板6的上表面还设置有多个间隔设置的减速凸起，如图8和图9所示。该减速凸起的结构与在先的实施例相同或相似，此处不再赘述。

本发明实施例中固体颗粒取热器入口装置还包括用于对固体颗粒进行整流的整流板5，整流板5固定在壳体内并与减速防冲板6的另一端连接。高温高速固体颗粒通过减速防冲板6减速后，在流入换热器的过程中，通过整流板5的导向作用，更加均匀地分布于换热器横截面的不同区域，同时，降速后的高温固体颗粒与换热管2的接触程度也将减弱，有效缓解了换热管2的冲蚀和磨损情况。

如图10至13所示，整流板5可为一个三角形结构、一个半球形结构、两个椭球型结构或两个长方形板构成。每种结构上可设置多种形状的开孔或开槽。由于该结构为现有技术，此处并不对其进行详细说明。

优选地，如图1和图2所示，固体颗粒取热器入口装置还包括设置在入口斜管3上的松动风管4，松动风管4的入口位于入口斜管3外，松动风管4的出口位于入口斜管3内并置于减速防冲板6的一端处并位于入口斜管3的底部位置。设置松动风管4可以吹入气体对固体颗粒进行松动。其中，松动风管4根据管径大小一般设有一至三根，本发明实施例中选用两根。

如图14所示，本发明还提供了一种实施例，在该实施例中，上述减速防冲板6的末端与整流板5间隔设置，部分固体颗粒可以通过该间隔进入到壳体1中，剩余部分通过整流板5进行整流后进入。该实施例中其他特征均与在先实施例中相同。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

高温催化剂通过入口斜管3以较高的速度流到出口端，在出口端通过减速防冲板6改变催化剂的流动方向，同时降低其流动速度。这样不仅能减小由入口斜管3流入的催化剂与固体颗粒取热器内换热管束接触的作用程度，而且能够提高催化剂与换热管的接触位置，使催化剂与换热管束的接触、传热更加均匀。特别是能够减少在固体颗粒取热器的催化剂入口处换热管径向受热最不均匀问题的出现。

同时，本发明不需要改变固体颗粒取热器的其他部件以及再生器的结构。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (7)

1.一种固体颗粒取热器入口装置，安装在外取热器的壳体上，其特征在于，所述固体颗粒取热器入口装置包括：

入口斜管(3)，具有入口端和出口端，入口斜管(3)的出口端与所述壳体连接；

减速防冲板(6)，能拆卸地设置在入口斜管(3)的出口端处，减速防冲板(6)的一端与入口斜管(3)的管壁相连，减速防冲板(6)的另一端相对于水平面倾斜设置；减速防冲板(6)设置在距离入口斜管(3)的下沿1/5～1/3管径处；

整流板(5)，用于对固体颗粒进行整流，整流板(5)固定在所述壳体内并与减速防冲板(6)的另一端连接；

松动风管(4)，设置在入口斜管(3)上，松动风管(4)的入口位于入口斜管(3)外，松动风管(4)的出口位于入口斜管(3)内并置于减速防冲板(6)的一端处。

2.根据权利要求1所述的固体颗粒取热器入口装置，其特征在于，减速防冲板(6)与水平面之间的夹角大于0°且小于或者等于15°。

3.根据权利要求1所述的固体颗粒取热器入口装置，其特征在于，减速防冲板(6)的另一端与所述壳体的内壁能拆卸地连接，减速防冲板(6)下表面与入口斜管(3)的管壁之间形成空腔，所述空腔内设置有用于支撑的填充物。

4.根据权利要求3所述的固体颗粒取热器入口装置，其特征在于，减速防冲板(6)上表面设置有多个间隔设置的减速凸起。

5.根据权利要求1所述的固体颗粒取热器入口装置，其特征在于，减速防冲板(6)的另一端与所述壳体的内壁能拆卸地连接，减速防冲板(6)下表面与入口斜管(3)的管壁之间形成空腔，所述空腔与所述壳体的内腔连通。

6.根据权利要求5所述的固体颗粒取热器入口装置，其特征在于，减速防冲板(6)上设置有多个间隔设置的减速孔，所述减速孔与所述空腔连通。

7.根据权利要求6所述的固体颗粒取热器入口装置，其特征在于，减速防冲板(6)的上表面还设置有多个间隔设置的减速凸起。

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