CN110292893A - 多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴 - Google Patents

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张雪淼
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
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Abstract

本发明公开了一种多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，可有效避免现有结构中存在的雾化粒径粗大、物料中心汇聚、分配均匀程度低等问题。其基本原理是通过加强气液两相间的剪切作用，促进液相物料的雾化和分散。主要由顶部液相入口(1)、切向液相入口(2)、切向气相入口(3)、气液两相混合腔(4)、缩放型喷口(5)组成，顶部液相入口(1)偏心焊接在气液两相混合腔(4)的顶部，切向气相入口(3)偏心焊接在气液两相混合腔(4)的一侧，切向液相入口(2)偏心焊接在气液两相混合腔(4)的另一侧，缩放型喷口(5)与气液两相混合腔(4)一体加工。本发明可很好地实现液相物料的雾化和分散，使得物料更加均匀地分配到固定床反应器的催化剂床层中。

Description

多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴
技术领域
本发明涉及一种用于固定床反应器中物料分配的进料雾化喷嘴，属于石油化工设备领域。
背景技术
固定床反应器是一种石油化工领域中常见的反应器类型。进料雾化喷嘴是固定床反应器的关键设备之一，其结构好坏直接影响到气液两相物料在催化剂床层的分布，进而影响到反应效率以及产物的产率。雾化性能好的进料喷嘴可以实现物料的均匀分布，避免因局部反应造成床层局部过热和催化剂结焦失活，从而提高催化剂的使用寿命。研究表明，进料雾化喷嘴对物料分配的均匀程度直接决定着物料进入床层的状态。
发明内容
本发明涉及一种新型的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，以解决现有的雾化粒径粗大、物料中心汇聚、分配均匀程度低的问题。这种雾化喷嘴的主要结构有：一个竖直向下且偏心的液相入口，一个切向液相入口，一个切向气相入口，气液两相混合腔以及缩放型喷口。
采用本发明的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，具有良好的雾化和分配效果：中部气液两相切向入口，且入口方向相反，气液两相间的速度差对液体产生较大的破碎、破裂作用，发生一次雾化；缩放型喷口使得气液两相混合物速度剧增，湍动能增加，发生第二次雾化。两次雾化使得液体与气体均匀混合，呈雾状进入反应器催化剂床层，雾化角可达20至30度；雾化索太尔粒径可低至十几微米。
此外，本发明的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴还具有压降小的优点：液相分两个入口进入气液混合腔可有效降低压降，顶部液相入口偏心分布可防止液体回流，降低压降。
本发明的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴主要应用于固定床反应器中。通过进料喷嘴对液相反应物的有效雾化后，可将反应物料均匀地分配到催化剂床层上，从而有效避免反应过程的床层内局部过热和催化剂失活，提高整体反应效率和反应质量，降低生产成本。采用焊接的连接方式以及一体加工可有效防止泄露，增加了反应装置的安全性。
本发明的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，采用焊接或法兰方式安装在固定床反应器的顶部或反应器内催化剂床层上方，由顶部液相入口(1)、切向液相入口(2)、切向气相入口(3)、气液两相混合腔(4)和缩放型喷口(5)构成，其特征是：顶部液相入口(1)焊接在气液两相混合腔(4)的顶部，切向气相入口(3)焊接在气液两相混合腔(4)的一侧，切向液相入口(2)焊接在气液两相混合腔(4)的另一侧，缩放型喷口(5)与气液两相混合腔(4)一体成型，位于气液两相混合腔(4)的底部。
所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：顶部液相入口(1)偏心分布，其轴线与气液两相混合腔(4)的轴线平行，偏心距e1的范围为0.05D～0.25D，D为气液两相混合腔(4)内径D；顶部液相入口(1)的直径D1的范围为0.005D～0.05D；顶部液相入口(1)的一端采用螺纹方式连接在物料入口管线上，另一端采用焊接方式连接在气液两相混合腔(4)顶部。
所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：切向气相入口(3)焊接在气液两相混合腔(4)的一侧，且偏心分布，其轴线距离气液两相混合腔(4)顶部的距离为L1，L1的范围为0.5D～1.25D，偏心距e3的范围为0.05D～0.25D，切向气相入口(3)的直径D3的范围为0.01D～0.05D；切向液相入口(2)焊接在气液两相混合腔(4)的另一侧，且偏心分布，切向气相入口(3)与切向液相入口(2)的轴线竖直间距为L2，L2的范围为0.75D～2.0D，偏心距e2的范围为0.05D～0.25D，切向液相入口(2)的直径D2的范围为0.01D～0.05D；切向液相入口(2)中液相的进入方向与切向气相入口(3)中气相的进入方向呈180°。
所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：气液两相混合腔(4)的内部为圆柱形，其轴线与气液两相混合腔(4)的轴线重合，高度L的范围为5.0D～20.0D；气液两相混合腔(4)可以采用外形为方形或圆形的原材料进行机加工，与缩放型喷口(5)一体加工成型，防止泄露；缩放型喷口(5)的喉部直径D4的范围为0.001D～0.005D，出口扩散角的范围为6°～30°。
所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴通过法兰方式安装在固定床反应器的顶部，数量为一个或多个；当数量为一个时，位于反应器顶部的中心位置；当数量为多个时，在反应器横截面上呈圆周对称分布。
多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴的出口与反应器内催化剂床层的距离范围为反应器直径的0.1～1.0倍。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴的结构示意图，该进料喷嘴通过法兰连接固定于固定床反应器上。
图2是顶部液相入口的结构示意图。
图3是切向液相入口的结构示意图。
图4是切向气相入口的结构示意图。
图5是气液两相混合腔以及缩放型喷口的结构示意图。
图6是气液两相混合腔的顶部入口以及两个切向入口的横截面示意图。
图1中，1.顶部液相入口，2.切向液相入口，3.切向气相入口，4.气液两相混合腔，5.缩放型喷口。
具体实施方式
图1至图6示出一种多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴。
参照图1至图6，本发明的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴由自上而下由顶部偏心液相入口(1)焊接在气液两相混合腔(4)的顶部；紧接着是切向气相入口(3)焊接在气液两相混合腔(4)的一侧；再向下是切向液相入口(2)焊接在气液两相混合腔(4)的另一侧；最后是缩放型喷口(5)与气液两相混合腔(4)一体加工。采用焊接的连接方式以及尽量一体加工可有效防止泄露，增加了反应装置的安全性。
采用本发明的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，具有良好的雾化和分配效果：顶部偏心液相入口(1)可有效降低压降，防止液体回流；切向液相入口(2)与切向气相入口(3)入口方向错位相反，气液两相间的速度差对液体产生较大的破碎、破裂作用，发生一次雾化；缩放型喷口(5)使得气液两相混合物速度剧增，湍动能增加，促进了气相对液相的剪切作用，发生第二次雾化。两次雾化使得液体与气体均匀混合，呈雾状进入反应器催化剂床层。
本发明提出的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴与现有技术相比，具有以下特点：
1.分配范围大，旋流雾化结构促进了气相对液相的剪切破碎作用，流出进料喷嘴的液相物料雾化程度更高，分配范围更广；
2.结构简单高效，气液两相混合腔中无复杂内构件，压降较低，不易造成阻塞，降低生产成本。

Claims (5)

1.一种多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，采用焊接或法兰方式安装在固定床反应器的顶部或反应器内催化剂床层上方，由顶部液相入口(1)、切向液相入口(2)、切向气相入口(3)、气液两相混合腔(4)和缩放型喷口(5)构成，其特征是：顶部液相入口(1)焊接在气液两相混合腔(4)的顶部，切向气相入口(3)焊接在气液两相混合腔(4)的一侧，切向液相入口(2)焊接在气液两相混合腔(4)的另一侧，缩放型喷口(5)与气液两相混合腔(4)一体成型，位于气液两相混合腔(4)的底部。
2.根据权利要求1所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：顶部液相入口(1)偏心分布，其轴线与气液两相混合腔(4)的轴线平行，偏心距e1的范围为0.05D～0.25D，D为气液两相混合腔(4)内径D；顶部液相入口(1)的直径D1的范围为0.005D～0.05D；顶部液相入口(1)的一端采用螺纹方式连接在物料入口管线上，另一端采用焊接方式连接在气液两相混合腔(4)顶部。
3.根据权利要求1所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：切向气相入口(3)焊接在气液两相混合腔(4)的一侧，且偏心分布，其轴线距离气液两相混合腔(4)顶部的距离为L1，L1的范围为0.5D～1.25D，偏心距e3的范围为0.05D～0.25D，切向气相入口(3)的直径D3的范围为0.01D～0.05D；切向液相入口(2)焊接在气液两相混合腔(4)的另一侧，且偏心分布，切向气相入口(3)与切向液相入口(2)的轴线竖直间距为L2，L2的范围为0.75D～2.0D，偏心距e2的范围为0.05D～0.25D，切向液相入口(2)的直径D2的范围为0.01D～0.05D；切向液相入口(2)中液相的进入方向与切向气相入口(3)中气相的进入方向呈180°。
4.根据权利要求1所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：气液两相混合腔(4)的内部为圆柱形，其轴线与气液两相混合腔(4)的轴线重合，高度L的范围为5.0D～20.0D；气液两相混合腔(4)可以采用外形为方形或圆形的原材料进行机加工，与缩放型喷口(5)一体加工成型，防止泄露；缩放型喷口(5)的喉部直径D4的范围为0.001D～0.005D，出口扩散角α的范围为6°～30°。
5.根据权利要求1所述的多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴，其特征在于：多入口气液两相旋流进料下喷式雾化喷嘴通过法兰方式安装在固定床反应器的顶部，数量为一个或多个；当数量为一个时，位于反应器顶部的中心位置；当数量为多个时，在反应器横截面上呈圆周对称分布。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110670687A (zh) * 2019-10-08 2020-01-10 江苏大学 一种低压旋流气泡式喷嘴
CN111569687A (zh) * 2020-04-23 2020-08-25 上海灿越化工科技有限公司 一种新型无动力旋流式混合装置及其混合方法
CN112547337A (zh) * 2020-12-01 2021-03-26 浙江工业大学 基于非光滑表面的多级缩口振荡雾化喷嘴
CN113462428A (zh) * 2021-07-07 2021-10-01 中国石油大学(华东) 一种原油双管并联多区催化转化制化学品的方法
CN113481027A (zh) * 2021-07-07 2021-10-08 中国石油大学(华东) 一种原油双管串联多区催化转化制化学品的方法
WO2021208396A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 西安热工研究院有限公司 一种高效双入口通道旋流雾化脱硫喷嘴

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110670687A (zh) * 2019-10-08 2020-01-10 江苏大学 一种低压旋流气泡式喷嘴
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