CN2790602Y - 一种固体颗粒分离料斗 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体颗粒分离料斗，以解决现有的分离料斗所存在的淘析效率低、操作弹性小的问题。本实用新型的分离料斗，在淘析段的侧壁上设有直管形的输送气与固体颗粒入口管，其出口设有输送气与固体颗粒分离器。输送气与固体颗粒分离器位于淘析段内，它包括一个筒体，筒体的顶部设有输送气出口，底部为敞口结构的出口。输送气与固体颗粒入口管沿输送气与固体颗粒分离器筒体的切向与其连通。本实用新型还可设置高速淘析气入口管、纵向截面形状为锥面形的固体颗粒出口分布器；对淘析风分配器的结构也进行了改进。本实用新型主要用于石油炼制及石油化工工业中的连续催化重整装置，以进行催化剂与输送气的气固分离并淘析催化剂中夹带的细粉。

Description

一种固体颗粒分离料斗

技术领域

本实用新型涉及一种固体颗粒分离料斗，用于固体颗粒与输送气的气固分离并淘析固体颗粒中夹带的细粉。

背景技术

在石油炼制及石油化工工艺装置中，经常有催化剂在工艺设备间的输送过程，典型的如石脑油连续催化重整过程；在该工艺中，连续催化重整催化剂(简称为催化剂)在反应器之间以及在反应器与再生器之间连续输送。由于催化剂颗粒在提升输送设备中颗粒之间的碰撞、与器壁的摩擦以及催化剂颗粒与反应器及再生器中内构件的摩擦、碰撞，会产生大量的细粉，并夹带在整粒的催化剂中。特别是随着催化剂循环再生次数的增多，细粉量也随之增多。目前使用的连续催化重整催化剂为圆球形，粒径一般为0.8毫米～3毫米；催化剂夹带细粉的粒径为0.5微米～0.8毫米。如果催化剂夹带的细粉不能及时地淘析出去，将会影响到连续催化重整装置的连续稳定运行。具体来说，细粉会循环进入重整反应器及再生器，造成反应器扇形筒的细粉堆积及再生器条型网(约翰逊网)的阻塞，甚至会损坏再生器的内部构件，影响装置的正常运行。另一方面，细粉还能使连续催化重整催化剂中铂的再分散能力变差，造成催化剂活性和产品产率的下降；还会使催化剂的提升与循环发生故障，甚至堵塞仪表管线，使仪表作用失灵。所以，在连续催化重整过程中，需要将催化剂用输送气提升输送至固体颗粒分离料斗(简称为分离料斗)进行气固分离并除去催化剂夹带的细粉，之后再将催化剂分别送入反应器及再生器，构成催化剂的循环。

现有的在国内一些炼油厂公开使用的一种分离料斗，包括一个分离料斗筒体，分离料斗筒体顶部的顶盖上设有淘析段(淘析段的顶部设有变径段和气体出口管)，底部设有固体颗粒出口管。分离料斗筒体的侧壁上设有淘析风入口管，淘析风入口管的出口设有淘析风分配器。淘析段的侧壁上设有输送气与固体颗粒入口管，输送气与固体颗粒入口管为一弯管，其底端的出口位于淘析段内。分离料斗在操作过程中，输送气与催化剂气固两相经过输送气与固体颗粒入口管流出，在弯管底端的出口处实现气固两相的分离。淘析风自下而上地流动，将催化剂夹带的细粉淘析出来并吹出，实现细粉与整粒催化剂的分离。这种分离料斗存在的缺点是：催化剂经输送气与固体颗粒入口管的出口聚集成束流出，减少了淘析风与催化剂的有效接触，淘析效率较低。为了克服细粉淘析效率低的缺陷，一般采用增加淘析风量和增长淘析段长度的方法。淘析风量大，可能会将整粒催化剂与细粉一并吹出分离料斗，造成浪费；淘析风量小，则不足以将细粉淘析干净。这说明，这种分离料斗的操作弹性也是比较小的。将上述的分离料斗用于其它的固体颗粒与输送气的气固分离并淘析固体颗粒中夹带的细粉时，也存在同样的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的固体颗粒分离料斗所存在的淘析效率低、操作弹性小的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种固体颗粒分离料斗，包括分离料斗筒体，分离料斗筒体的顶部设有顶盖，顶盖上设有淘析段，分离料斗筒体的底部设有固体颗粒出口管，侧壁上设有淘析风入口管，淘析风入口管的出口设有淘析风分配器，淘析风分配器由挡板、底板和侧挡板组成，其顶部为敞口结构的淘析风出口，淘析段的侧壁上设有输送气与固体颗粒入口管，其特征在于：输送气与固体颗粒入口管为一段直管，其出口设有输送气与固体颗粒分离器，输送气与固体颗粒分离器位于淘析段内，它包括一个输送气与固体颗粒分离器筒体，输送气与固体颗粒分离器筒体的顶部设有输送气出口，底部为敞口结构的出口，所述输送气与固体颗粒入口管沿输送气与固体颗粒分离器筒体的切向与其连通。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：本实用新型分离料斗的输送气与固体颗粒入口管为一段直管，其出口设有输送气与固体颗粒分离器(输送气与固体颗粒分离器位于淘析段内)。输送气与固体颗粒入口管沿输送气与固体颗粒分离器筒体的切向与其连通，以使输送气与固体颗粒(例如连续催化重整催化剂)能够沿切向进入输送气与固体颗粒分离器，有效地实现输送气与固体颗粒的旋风分离。分离出的固体颗粒由输送气与固体颗粒分离器筒体底部敞口结构的出口呈分散状态向下流出，在淘析段形成良好的初始分布，改善了淘析段内向上流动的淘析风与向下降落的固体颗粒之间的接触状况，增加了淘析风与固体颗粒的有效接触面积，有利于淘析风将固体颗粒夹带的细粉淘析出去。这样就提高了分离料斗的淘析效率，并能够提高其操作弹性，增大分离料斗的淘析能力；还能够有效地缩短淘析段的高度。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型的一种分离料斗沿轴向的剖视图。

图2是图1中输送气与固体颗粒分离器的俯视图。

图3是输送气出口为敞口结构出口的输送气与固体颗粒分离器沿轴向的剖视图。

图4是输送气与固体颗粒入口管通过设于输送气与固体颗粒分离器筒体上的蜗壳结构的入口与输送气与固体颗粒分离器筒体相连通的示意图。

图5是输送气与固体颗粒入口管倾斜向下设置的示意图。

图6是高速淘析气入口管的出气口为一种狭缝形喷嘴的示意图。

图7是图1中的A-A剖视图。

图8是图1中的B-B剖视图。

图9是一种倒圆锥面形的固体颗粒出口分布器的示意图。

具体实施方式

参见图1所示本实用新型的一种固体颗粒分离料斗(简称为分离料斗)。该分离料斗包括分离料斗筒体3，分离料斗筒体3的顶部设有顶盖4，顶盖4上设有分离料斗的淘析段7。淘析段7的顶部设有变径段11和气体出口管12；淘析段7的底部为端口701，伸入到分离料斗筒体3内。分离料斗筒体3的内直径D₃一般为500～5000毫米，淘析段7的内直径D₀一般为0.1～0.5D₃。分离料斗筒体3的底部设有固体颗粒出口管1，分离料斗筒体3的侧壁上设有淘析风入口管5，淘析风入口管5的出口设有淘析风分配器6。淘析段7的侧壁上设有输送气与固体颗粒入口管8，输送气与固体颗粒入口管8为一段直管，其出口设有输送气与固体颗粒分离器9。输送气与固体颗粒分离器9位于淘析段7内；它包括一个筒体901，筒体901的顶部设有输送气出口903，底部为敞口结构的出口。输送气与固体颗粒入口管8沿输送气与固体颗粒分离器筒体901的切向与其连通，参见图1和图2。图1和图2所示的输送气与固体颗粒分离器9，其筒体901的顶部设有顶板902，所述输送气与固体颗粒分离器筒体901顶部的输送气出口903为设于顶板902上的出口管。而图3所示的一种输送气与固体颗粒分离器9，输送气与固体颗粒分离器筒体901顶部的输送气出口903为输送气与固体颗粒分离器筒体901顶部的敞口结构的出口。图1、图2和图3中，输送气与固体颗粒入口管8沿输送气与固体颗粒分离器筒体901的切向直接与筒体901相连通。输送气与固体颗粒入口管8还可通过设于输送气与固体颗粒分离器筒体901上的蜗壳结构的入口904沿输送气与固体颗粒分离器筒体901的切向与筒体901相连通，如图4所示(图4是输送气与固体颗粒入口管8与这种结构的输送气与固体颗粒分离器9相连通的俯视图)。采用蜗壳结构入口的优点是可减少入口处气流的相互干扰，减少输送气与固体颗粒分离器的阻力，提高处理量。参见图1至图4，本实用新型输送气与固体颗粒分离器9的主要结构参数为：输送气与固体颗粒分离器筒体901的内直径D₁一般为0.2～0.7D₀(D₀为淘析段7的内直径)，筒体901的高度h₁一般为300～1000毫米；对于出口管式的输送气出口903，出口管的内直径D₂一般为0.2～0.5D₁，出口管的高度h₂一般为100～500毫米。输送气与固体颗粒入口管8可以水平设置(参见图1和图3)，也可以倾斜向下设置(参见图5)。如图5所示，输送气与固体颗粒入口管8与水平面的夹角α一般为0～70度。输送气与固体颗粒入口管8可以采用横截面为方形或圆形的管；图1至图5所示的输送气与固体颗粒入口管8是横截面为方形的管。

如图1所示的分离料斗，在输送气与固体颗粒分离器9的下方水平设置有高速淘析气入口管10，高速淘析气入口管10设于淘析段7的侧壁上。高速淘析气入口管10还可以倾斜设置(向上倾斜或向下倾斜)，与水平面的夹角一般在正负70度的范围内(图略)。设置高速淘析气入口管10，是为了经其出气口1001向淘析段7通入高速淘析气流。该高速淘析气流与由输送气与固体颗粒分离器9的筒体901底部敞口结构的出口呈分散状态向下流出的固体颗粒错流接触，可以影响垂直向下流动的固体颗粒的方向，将固体颗粒进一步吹散，使固体颗粒在淘析段的初始分布更好，进一步改善淘析段7内向上流动的淘析风与向下降落的固体颗粒之间的接触状况；高速淘析气流还可将固体颗粒夹带的部分细粉吹出。高速淘析气入口管10一般采用横截面为圆形的管。高速淘析气入口管10的出气口1001的形式可以是直管形，也可以是喷嘴(采用喷嘴是为了提高高速淘析气流的出口线速)。图6所示的高速淘析气入口管10的出气口1001为一种狭缝形喷嘴；图6相当于图1中高速淘析气入口管10的出气口1001的右视图。参见图1，高速淘析气入口管10一般沿淘析段7的轴向设置1～5层(图1中设置的是2层)，每层高速淘析气入口管10可在淘析段7侧壁同一横截面上的圆周方向上均匀布置1～5根(图1中每层布置的是1根)。设置1层或1层以上的高速淘析气入口管10时，与输送气与固体颗粒分离器筒体901的底部出口相邻的一层高速淘析气入口管10的出气口1001的中心至输送气与固体颗粒分离器筒体901底部出口的垂直距离s一般为500～2000毫米；设置1层以上的高速淘析气入口管10时，各层高速淘析气入口管10的出气口1001的中心之间的垂直距离v一般均为500～2000毫米。各高速淘析气入口管10的出气口1001的中心至淘析段7的内壁之间的距离e一般为0～0.475D₀，D₀为淘析段7的内直径。在由输送气与固体颗粒分离器筒体901底部敞口结构的出口流出的固体颗粒分散状态良好的情况下，也可以不设置高速淘析气入口管10。

现有的分离料斗，其淘析风入口管的出口设有淘析风分配器。淘析风分配器由挡板、底板和侧挡板组成；其顶部为敞口结构的淘析风出口，挡板为平直板。这种淘析风分配器存在的缺点是，淘析风由其顶部的出口成束进入分离料斗筒体，分布不好。本实用新型对其进行了改进，参见图1和图7。本实用新型的淘析风分配器6，同样由挡板601、底板602和侧挡板603组成，其顶部为敞口结构的淘析风出口。淘析风分配器6的挡板601为与分离料斗筒体3同圆心的圆弧面形板，这样使淘析风分配器6顶部的淘析风出口的形状变为扇环形，从而有利于淘析风的分配(淘析风由出口向上分散流出，进入分离料斗筒体)。一般情况下，淘析风入口管5的轴心线最好与淘析段7底部的端口701相平齐(即处于一个水平面上)。参见图7，淘析风分配器6的圆弧面形挡板601的圆心角γ一般为20～120度。淘析风分配器6的宽度t一般为30～300毫米；该宽度t是指圆弧面形挡板601的内壁至分离料斗筒体3内壁之间的距离，参见图7与图1。

现有的分离料斗，分离料斗筒体的底部为球形或椭圆形封头，其上设有固体颗粒出口管。这种结构的缺点是分离料斗筒体的下部易于造成固体颗粒的堆积，而形成固体颗粒不能移动的死区；当固体颗粒为连续催化重整催化剂时，就增加了价格昂贵的连续催化重整催化剂的使用量。本实用新型对此进行了改进，在分离料斗筒体3的底部设置固体颗粒出口分布器2；固体颗粒出口分布器2的纵向截面形状为锥面形，固体颗粒出口管1设于固体颗粒出口分布器2底部的锥顶处。图1与图8所示的一种固体颗粒出口分布器2，由位于分离料斗筒体3径向中心处的一个圆锥面形板201和沿分离料斗筒体3的侧壁环绕该圆锥面形板201的一个倒截头圆锥面形板202所构成。圆锥面形板201和倒截头圆锥面形板202相交，在底部形成一个圆环形的锥顶；环绕该锥顶设置固体颗粒出口管1。固体颗粒出口管1根据需要(例如根据连续催化重整装置的大小和装置的要求)，一般设置1～20根；图8所示，设置的是8根。在设置1根固体颗粒出口管1的情况下，固体颗粒出口分布器2可采用图9所示的结构；该固体颗粒出口分布器2由一个倒圆锥面形板所构成，在底部的锥顶处设置1根固体颗粒出口管1。上述两种结构的锥面形的固体颗粒出口分布器2，其锥角β一般均为60～120度。采用本实用新型的固体颗粒出口分布器2，有利于固体颗粒的流动，消除死区，减少分离料斗内固体颗粒(例如连续催化重整催化剂)的藏量。

下面以石油炼制及石油化工工业连续催化重整过程中进行连续催化重整催化剂与输送气的气固分离并淘析催化剂中夹带的细粉为例，说明图1所示分离料斗的操作过程。输送气(介质为氢气、氮气或空气等)与待分离的催化剂经输送气与固体颗粒入口管8沿输送气与固体颗粒分离器筒体901的切向进入输送气与固体颗粒分离器9，在此进行输送气与催化剂的旋风分离。输送气携带催化剂高速进入输送气与固体颗粒分离器9后形成高速旋流，催化剂在旋流中受离心力的作用而被甩向输送气与固体颗粒分离器筒体901的内壁并沿壁面向下运动。分离出的输送气(携带部分细粉)经输送气与固体颗粒分离器筒体901顶部的输送气出口903向上流动进入变径段11，再经气体出口管12流出分离料斗。输送气与固体颗粒分离器9分离出的催化剂(夹带部分细粉)由输送气与固体颗粒分离器筒体901底部敞口结构的出口呈分散状态向下流出，进入淘析段7。经高速淘析气入口管10及其出气口1001向淘析段7通入高速淘析气流(介质为氢气、氮气或空气等)，高速淘析气流与由输送气与固体颗粒分离器筒体901底部敞口结构的出口呈分散状态向下流出的催化剂错流接触，以影响垂直向下流动的催化剂的方向，将催化剂进一步吹散，并将催化剂夹带的部分细粉吹出。之后催化剂继续在淘析段7内向下降落。在向下降落的催化剂中，既有整粒的催化剂(粒径为0.8毫米～3毫米)，同时还有粒径很小的细粉(粒径为0.5微米～0.8毫米)。淘析风(介质为氢气、氮气或空气等)由淘析风入口管5进入淘析风分配器6，再由淘析风分配器6顶部的扇环形的淘析风出口向上分散流出，进入分离料斗筒体3。进入分离料斗筒体3的淘析风在气体压力作用下经淘析段7底部的端口701进入淘析段7(如图1中的曲线箭头所示)，并在淘析段7内向上流动，与在淘析段7内向下降落的催化剂逆向接触，将催化剂夹带的细粉淘析出去。携带有细粉的淘析风在淘析段7内向上流动，会同输送气和高速淘析气流经淘析段7顶部的变径段11和气体出口管12流出分离料斗。在淘析段7内淘析后的催化剂经淘析段7底部的端口701向下进入分离料斗筒体3，并落入分离料斗筒体3底部的固体颗粒出口分布器2内；经固体颗粒出口分布器2的分布后，由固体颗粒出口管1流出分离料斗。上述操作过程实现了输送气与催化剂的分离以及催化剂中夹带细粉的淘析。在以上的操作过程中，淘析段7底部端口701处的淘析风入口线速一般为0.5～5米/秒，高速淘析气入口管10的出气口1001处的高速淘析气流的出口线速一般为5～20米/秒。

以上结合附图和具体实施方式对本实用新型分离料斗的结构和操作过程进行了详细的说明。本实用新型分离料斗的一些零部件有一些结构形式的变化，本领域的技术人员可根据本说明书的说明并运用本技术领域的技术常识对有关的零部件进行各种可能的合理组合，而得到不同结构形式的分离料斗，以满足各种具体的操作要求。本实用新型分离料斗的各零部件，均可采用各种常用的金属材料制造。

本实用新型图2至图9中，与图1相同的附图标记表示相同的技术特征，表示部件结构参数的字母的意义也与图1中的相同。

本实用新型分离料斗的淘析效率高、操作弹性大。主要用于石油炼制及石油化工工业的连续催化重整装置中，以进行连续催化重整催化剂与输送气的气固分离，并淘析催化剂中夹带的细粉；可用于连续催化重整旧装置的改造或新装置的设计中。本实用新型还可用于石油炼制及石油化工工业其它的一些工艺过程；例如用于连续移动床脱硫过程或连续移动床芳构化过程，以进行脱硫催化剂或芳构化催化剂与输送气的气固分离，并淘析催化剂中夹带的细粉。对于其它一些工业生产过程中与连续催化重整催化剂理化性质类似的固体颗粒与输送气的气固分离以及固体颗粒夹带细粉的淘析，也可采用本实用新型。

Claims (8)

1、一种固体颗粒分离料斗，包括分离料斗筒体(3)，分离料斗筒体(3)的顶部设有顶盖(4)，顶盖(4)上设有淘析段(7)，分离料斗筒体(3)的底部设有固体颗粒出口管(1)，侧壁上设有淘析风入口管(5)，淘析风入口管(5)的出口设有淘析风分配器(6)，淘析风分配器(6)由挡板(601)、底板(602)和侧挡板(603)组成，其顶部为敞口结构的淘析风出口，淘析段(7)的侧壁上设有输送气与固体颗粒入口管(8)，其特征在于：输送气与固体颗粒入口管(8)为一段直管，其出口设有输送气与固体颗粒分离器(9)，输送气与固体颗粒分离器(9)位于淘析段(7)内，它包括一个输送气与固体颗粒分离器筒体(901)，输送气与固体颗粒分离器筒体(901)的顶部设有输送气出口(903)，底部为敞口结构的出口，所述输送气与固体颗粒入口管(8)沿输送气与固体颗粒分离器筒体(901)的切向与其连通。

2、根据权利要求1所述的固体颗粒分离料斗，其特征在于：输送气与固体颗粒分离器筒体(901)的顶部设有顶板(902)，所述输送气与固体颗粒分离器筒体(901)顶部的输送气出口(903)为设于顶板(902)上的出口管。

3、根据权利要求1所述的固体颗粒分离料斗，其特征在于：所述输送气与固体颗粒分离器筒体(901)顶部的输送气出口(903)为输送气与固体颗粒分离器筒体(901)顶部的敞口结构的出口。

4、根据权利要求1所述的固体颗粒分离料斗，其特征在于：输送气与固体颗粒入口管(8)通过设于输送气与固体颗粒分离器筒体(901)上的蜗壳结构的入口(904)与输送气与固体颗粒分离器筒体(901)相连通。

5、根据权利要求1所述的固体颗粒分离料斗，其特征在于：输送气与固体颗粒分离器(9)的下方设置有高速淘析气入口管(10)，高速淘析气入口管(10)设于淘析段(7)的侧壁上。

6、根据权利要求1或5所述的固体颗粒分离料斗，其特征在于：所述淘析风分配器(6)的挡板(601)为与分离料斗筒体(3)同圆心的圆弧面形板。

7、根据权利要求1或5所述的固体颗粒分离料斗，其特征在于：分离料斗筒体(3)的底部设有固体颗粒出口分布器(2)，固体颗粒出口分布器(2)的纵向截面形状为锥面形，所述的固体颗粒出口管(1)设于固体颗粒出口分布器(2)底部的锥顶处。

8、根据权利要求6所述的固体颗粒分离料斗，其特征在于：分离料斗筒体(3)的底部设有固体颗粒出口分布器(2)，固体颗粒出口分布器(2)的纵向截面形状为锥面形，所述的固体颗粒出口管(1)设于固体颗粒出口分布器(2)底部的锥顶处。

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