CN203694774U - 一种乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置，该净化装置包括罐体（1）以及设置于所述罐体（1）内的微旋流分离器（2）、隔板（3）和导流筒（4），所述隔板（3）沿所述罐体（1）的径向设置，并且位于所述罐体（1）的上部，所述微旋流分离器（2）通过所述隔板（3）固定，所述导流筒（4）与所述罐体（1）的进气口连通，并且所述导流筒（4）向下倾斜。该装置不仅可以高效捕集小粒径固体颗粒，而且还可以无需增加尾气增压设备，降低能耗，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置。
背景技术
乙烯装置作为石化行业的核心，长期以来发挥着举足轻重的作用，在长期连续运转过程中乙烯裂解炉管结焦现象显著影响着乙烯产量，因为它会使炉管管壁热阻增大，热传导率降低，使裂解过程能耗增大，壁温升高，炉管寿命缩短。同时，焦垢会使炉管内径变小，物料流动过程压力降增大，甚至堵塞管道，使运转周期缩短，产量受到限制。
因此，乙烯装置在正常运行一段时间后，通常需要对裂解炉实施停炉烧焦操作，以去除辐射段炉管及急冷锅炉中的焦垢，改善裂解炉的性能，降低装置的能耗及物耗，延长运行周期。但在清焦过程中会产生大量的烧焦尾气，除了蒸汽，还含有小粒径焦粉、CO、CO2等污染物。因此作为大气颗粒物污染物的来源之一，裂解炉烧焦尾气必须经过科学处理，以满足日益严格的节能环保要求。
目前国内，裂解炉烧焦尾气净化装置主要采用的是重力沉降罐或传统旋风分离器，重力沉降罐净化裂解炉烧焦尾气的主要原理是通过重力沉降脱除裂解炉烧焦尾气中大粒径的固体焦粉颗粒，从而达到净化裂解炉烧焦尾气的目的；传统旋风分离器净化裂解炉烧焦尾气的主要原理也是通过重力沉降脱除裂解炉烧焦尾气中大粒径的固体焦粉颗粒，对裂解炉烧焦尾气起到一定的净化作用。但是，近年来，随着各城市空气质量的下降，被称为“灰霾元凶”的空气污染物PM10和PM2.5（Particulate Matter，简称PM）等颗粒物的污染指数受到公众的广泛关注，烧焦尾气中小粒径固体焦粉颗粒即微细颗粒污染物的对空气的污染加重。
然而，采用重力沉降罐净化裂解炉烧焦尾气时，只能通过重力沉降来脱除裂解炉烧焦尾气中的大粒径固体颗粒，无法有效脱除裂解炉烧焦尾气中平均粒径小于100μm的固体颗粒；另外，采用传统旋风分离器净化裂解炉烧焦尾气时，还需要在裂解炉烧焦尾气进入传统旋风分离器前增加增压装置，才能完成旋风分离，但最后也只能脱除裂解炉烧焦尾气中大粒径的固体颗粒，无法有效脱除裂解炉烧焦尾气中平均粒径小于100μm的固体颗粒。因此，现有的净化裂解炉烧焦尾气的装置不仅能耗大，成本高，而且无法脱除小粒径的固体颗粒。
因此急需一种乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置来脱除裂解炉烧焦尾气中小粒径的固体颗粒。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服传统的乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置无法捕集裂解炉烧焦尾气中的小粒径固体颗粒，而且需要使用尾气增压设备从而导致耗能较高的缺陷，提供一种可以捕集裂解炉烧焦尾气中的小粒径固体颗粒并且节能高效的乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置。
本实用新型提供了一种乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置，该净化装置包括罐体以及设置于所述罐体内的微旋流分离器、隔板和导流筒，所述隔板沿所述罐体的径向设置，并且位于所述罐体的上部，所述微旋流分离器通过所述隔板固定，所述导流筒与所述罐体的进气口连通，并且所述导流筒向下倾斜。
优选地，所述导流筒沿着罐体的周向设置，并且设置为沿周向30～180°。
优选地，所述导流筒与水平方向的夹角α为5～30°。
优选地，所述导流筒为切向进口型导流筒或径向进口型导流筒。
优选地，所述隔板为一体结构或者由多块隔板通过紧固件拼接而成的圆形隔板。
优选地，所述微旋流分离器与所述罐体的内壁之间存在间距。
优选地，所述微旋流分离器为至少2个。
在本实用新型提供的所述乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置中，在罐体内部设置有微旋流分离器以及与进气口连通且向下倾斜的导流筒。在采用该净化装置对裂解炉烧焦尾气进行净化处理的过程中，通过进气口注入的裂解炉烧焦尾气可以在罐体内进行一级旋流分离以脱除裂解炉烧焦尾气中的大粒径固体颗粒，可以在微旋流分离器内进行二级旋流分离以脱除裂解炉烧焦尾气中夹带的小粒径固体颗粒，从而能够实现有效脱除裂解炉烧焦尾气中的小粒径固体颗粒；而且，向下倾斜设置的导流筒可以使裂解炉烧焦尾气以旋流的方式在罐体内运动，并且可以向下直达罐体的底部，这样可以延长裂解炉烧焦尾气在罐体内一级旋流分离的时间，从而可以避免堵塞微旋分离器和强化分离效果；另外，在所述净化装置中，经过罐体内一级旋流分离后的气体可以直接进入微旋流分离器中进行二级旋流分离，而不需要额外设置增压设备，因此采用本实用新型的乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置进行尾气净化处理过程是相对比较节能的；此外，微旋流分离器设置在罐体的内部，使得整个净化装置的结构比较紧凑，从而能够节省设备的摆放空间。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
图1是本实用新型一种优选实施方式中的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置结构示意图；
图2是切向进口型导流筒；
图3是径向进口型导流筒。
附图标记说明
1-罐体2-微旋流分离器3-隔板4-导流筒
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参考附图所示的上、下；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
如图1所示，本实用新型的所述乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置包括罐体1以及设置于所述罐体1内的微旋流分离器2、隔板3和导流筒4，所述隔板3沿所述罐体1的径向设置，并且位于所述罐体1的上部，所述微旋流分离器2通过所述隔板3固定，所述导流筒4与所述罐体1的进气口连通，并且所述导流筒4向下倾斜。
在本实用新型中，所述罐体1可以是各种常规的罐状体，为了使裂解炉烧焦尾气在罐体内充分地一级旋流分离，优选地，所述罐体1包括两个部分，上部为筒形，下部为锥形，进一步优选地，所述罐体1为清焦罐。
在本实用新型中，所述导流筒4可以沿所述罐体1的周向设置，只要能够使注入进气口的裂解炉烧焦尾气在罐体1内进行旋流运动，达到一级旋流效果即可；为了使裂解炉烧焦尾气在罐体1内充分的旋流运动，优选地，所述导流筒4沿着罐体1的周向30～180°设置，进一步优选为90°。
优选地，为了使裂解炉烧焦尾气以旋流的方式在罐体1内运动的同时，还可以向下直达所述罐体1的底部，从而延长裂解炉烧焦尾气在罐体1内一级旋流分离的时间，避免堵塞微旋分离器2和强化分离效果，所述导流筒4与水平方向的夹角α为5～30°。所述导流筒4与水平方向的夹角α是指所述导流筒4的中心轴线与水平方向的夹角。所述的向下倾斜是指所述导流筒4沿着从进气口端到出气口端的方向向下倾斜。
更优选地，所述导流筒4为切向进口型导流筒（如图2所示）或径向进口型导流筒（如图3所示）。
在本实用新型中，所述隔板3可以为一体结构或者由多块隔板通过紧固件拼接而成的圆形隔板，为了方便进行相关的检修维护，优选地，所述隔板3为由多块隔板通过紧固件拼接而成的圆形隔板。
优选地，所述隔板上设置有至少1个人孔，以便于安装微旋流分离器2并进行相关检修维护工作。
在本实用新型中，所述微旋流分离器2可以与所述罐体1的内壁之间存在间距，也就是说，所述微旋流分离器2与所述罐体1的内壁之间不接触。优选地，所述微旋流分离器2和所述罐体1的内壁之间的间距与所述罐体1上部的筒形部分的直径之比为1：20-80。
在本实用新型中，所述微旋流分离器2可以为至少2个。优选地，为了使得所述微旋流分离器2处理量处于弹性操作范围内，从而强化二级旋流分离的效果，所述微旋流分离器2按照中心密集周围稀疏的原则排布。
在本实用新型中，所述隔板3沿所述罐体1的径向设置，所述隔板3与所述罐体1的连接方式可以为焊接。
在本实用新型中，为了实现捕集裂解炉烧焦尾气中的小粒径固体颗粒的目的，所述隔板3将罐体1分隔成上下两个部分，防止尾气不经过所述微旋流分离器2直接排出，无法实现发明目的。所述分隔是指所述隔板3将罐体1分隔成上下两个部分，罐体1的下半部分的气体只能经过所述微旋流分离器2流动到罐体1的上半部分。
在本实用新型中，所述微旋流分离器2设置在罐体1的内部，使得整个净化装置的结构比较紧凑，从而能够节省设备的摆放空间。
在一种优选实施方式中，如图1所示，所述乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置内部设置有罐体1、微旋流分离器2、隔板3和导流筒4；所述罐体1包括两个部分，上部为筒形，下部为锥形；所述隔板3为由多块隔板通过紧固件拼接而成的圆形隔板，所述隔板3沿所述罐体1的径向设置，并且位于所述罐体1的上部，将罐体1分隔成上下两个部分；所述微旋流分离器2的数量为2个，所述微旋流分离器2通过所述隔板3上的孔洞固定在所述隔板3上；所述导流筒4与所述罐体1的进气口连通，并且沿所述罐体1的周向30～180°设置，所述导流筒4向下倾斜，与水平方向的夹角α为5～30°，所述导流筒4为切向进口型导流筒（如图2所示）或径向进口型导流筒（如图3所示）。
下面结合上述乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置的作用原理来介绍采用上述乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置净化裂解炉烧焦尾气的具体实施过程。
为了收集旋流分离后的固体颗粒，在通过进气口向所述罐体1内注入裂解炉烧焦尾气之前，先在所述罐体1内注入液体，为了防止旋流分离后的固体颗粒被上升气流夹带返混，液体的液面应高于所述微旋流分离器2的下部出料口；然后通过进气口向所述罐体1内注入裂解炉烧焦尾气，裂解炉烧焦尾气以旋流的方式在所述罐体1内运动，并且可以向下直达所述罐体1的底部，在所述罐体1内进行较长时间的一级旋流分离以脱除裂解炉烧焦尾气中的大粒径固体颗粒；经过一级旋流分离的裂解炉烧焦尾气的压力降很小，可以从所述微旋流分离器2的进气口直接进入所述微旋流分离器2中进行二级旋流分离后，接着从所述微旋流分离器2的出气口排除，二级旋流分离能够脱除裂解炉烧焦尾气中的小粒径固体颗粒。因此，通过一级旋流分离和二级旋流分离过程从而实现了捕集裂解炉烧焦尾气中的小粒径固体颗粒的目的，并且该过程节能高效。
以下通过实施例对本实用新型作进一步说明。
以下实施例和对比例中固体颗粒的粒径分布以及平均粒径根据图像法粒度测试仪测定，压力降根据U型管压差计测定。
实施例1
采用图1所示的优选实施方式的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置对物性参数如表1所示的乙烯裂解炉烧焦尾气进行净化处理，采集所述乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置中罐体底部的固体颗粒，进行颗粒尺寸测定和分析，结果如表2所示；并测定裂解炉烧焦尾气经过该乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置后的压力降为50mm水柱。
对比例1
根据实施例1的方法对物性参数如表1所示的乙烯裂解炉烧焦尾气进行净化处理，所不同的是，传统的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置中没有设置导流筒。结果，从该乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置中罐体底部收集的固体颗粒的粒径分布以及平均粒径如表3所示，测定的裂解炉烧焦尾气经过传统的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置后的压力降为200mm水柱。
表1
| 操作介质 | 水、蒸汽、焦粉、铁锈 |
| 操作温度，℃设计/正常 | 425/400 |
| 正常操作压力，MPa(G) | 0.02 |
| 操作条件下液相密度，kg/m3 | 959 |
| 操作条件下气体流量，m3/h | 54000 |
表2
| 颗粒粒度最大值 | 百分含量分析值(%) |
| 24.02μm | ﹤10% |
| 33.44μm | ﹤25% |
| 48.20μm | ﹤50% |
| 67.61μm | ﹤75% |
| 91.48μm | ﹤90% |
| 194.2μm | 100% |
| 54.13μm | 平均值 |
表3
| 颗粒粒度最大值 | 百分含量分析值(%) |
| 34.87μm | ﹤10% |
| 68.28μm | ﹤25% |
| 118.4μm | ﹤50% |
| 191.5μm | ﹤75% |
| 275.1μm | ﹤90% |
| 653μm | 100% |
| 139.2μm | 平均值 |
由表2的数据可以看出，采用实施例1的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置净化裂解炉烧焦尾气后，罐体底部采样数据分析结果表明颗粒粒度最大值为54.13μm，显著小于100μm；而由表3的数据可以看出，采用对比例1的传统的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置净化裂解炉烧焦尾气后，罐体底部采样数据分析结果表明颗粒粒度最大值为139.2μm，显著大于100μm。而且，实施例1裂解炉烧焦尾气经过本实用新型的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置处理后的压力降小于对比例1。由此可见，采用本实用新型的乙烯裂解炉烧焦尾气净化装置对裂解炉烧焦尾气进行净化处理，不仅可以捕集裂解炉烧焦尾气中的小粒径固体颗粒，而且还可以节约能源。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本实用新型所附权利要求书所限定的范围。但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种乙烯裂解炉烧焦尾气的净化装置，其特征在于，该净化装置包括罐体（1）以及设置于所述罐体（1）内的微旋流分离器（2）、隔板（3）和导流筒（4），所述隔板（3）沿所述罐体（1）的径向设置，并且位于所述罐体（1）的上部，所述微旋流分离器（2）通过所述隔板（3）固定，所述导流筒（4）与所述罐体（1）的进气口连通，并且所述导流筒（4）向下倾斜。
2.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述导流筒（4）沿着罐体（1）的周向设置，并且设置为沿周向30～180°。
3.根据权利要求1或2所述的净化装置，其特征在于，所述导流筒（4）与水平方向的夹角α为5～30°。
4.根据权利要求1或2所述的净化装置，其特征在于，所述导流筒（4）为切向进口型导流筒或径向进口型导流筒。
5.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述隔板（3）为一体结构的圆形隔板或者由多块隔板通过紧固件拼接而成的圆形隔板。
6.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述隔板上设置有至少1个人孔。
7.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述微旋流分离器（2）与所述罐体（1）的内壁之间存在间距。
8.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述微旋流分离器（2）为至少2个。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Huang Chaohui Inventor after: Shen Qisong Inventor after: Zhou Jijun Inventor after: Ma Liang Inventor after: Chen Ping Inventor after: Wu Wenfeng Inventor after: Chang Mingkun Inventor before: Huang Chaohui Inventor before: Wang Hualin Inventor before: Shen Qisong Inventor before: Zhou Jijun Inventor before: Ma Liang Inventor before: Chen Ping Inventor before: Wu Wenfeng Inventor before: Chang Mingkun |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140709 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |