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BEREICH DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Düsenanordnung und ein Verfahren
zu deren Verwendung zum Zerstäuben
eines Flüssigkeitsstromes.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Düsenanordnung
und ein Verfahren zur deren Verwendung zum Zerstäuben eines Flüssigkeitsstromes
in Gegenwart eines Dispersionsmittels, um einen fächerförmigen Sprühstrahl
aus Flüssigkeitstropfen
zu liefern. Die Düsenanordnung und
das Verfahren zu deren Verwendung ist insbesondere nützlich,
um radial einen Strom, der ein Kohlenwasserstoffmaterial enthält, in eine
katalytische Crackingzone einer Einrichtung zum Fluidkatalysatorkracken
zu injizieren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Fluidkatalysatorkracken
(FCC) von Erdölfraktionen
ist eine etablierte Raffinerieoperation. Beim FCC werden schwere
Kohlenwasserstofffraktionen (größer als
etwa 20 bis etwa 30 Kohlenstoffatome in der Länge) chemisch aufgebrochen
in leichtere Kohlenwasserstofffraktionen (weniger als etwa 12 bis
etwa 15 Kohlenstoffe in der Länge),
so zum Beispiel Benzin. Die FCC-Einheit weist üblicherweise einen Reaktorbereich
auf, der mit einem Regeneratorbereich durch Standrohre verbunden
ist. Der Katalysator selbst ist ein fein zerteilter Feststoff und
verhält
sich wie ein Fluid in dem Reaktor, dem Regenerator und den verbindenden
Standrohren, woher die Bezeichnung „Fluid"-Katalysator herrührt.
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Bei
dem Betrieb während
des FCC-Verfahrens wird frisches Kohlenwasserstoffmaterial, das
vorgeheizt sein kann, mit dem Katalysator gemischt und innerhalb
der katalytischen Konversionszone des Reaktorbereiches gekrackt.
Die katalytische Konversionszone bei modernen FCC-Einheiten ist
insbesondere in dem Steigbe reich des Reaktorbereiches gelegen. Damit
katalytisches Kracken eintritt, muss das Kohlenwasserstoffmaterial
(zum Beispiel Öl)
verdampft werden, damit das zugeführte Kohlenwasserstoffmaterial
in die Poren des Katalysators (allgemein ein Zeolith) in die Krackbereiche
defundieren kann. Die katalytische Krack-Reaktion resultiert in
Koksablagerungen, die auf dem Katalysator abgelegt werden, und bildet
dort einen „verkokten" oder „aufgebrauchten" Katalysator. Die
Produkte verlassen den Reaktor in der Dampfphase und passieren zumindest
einen weiteren Hauptfraktionator oder eine Destillationssäule, wo
sie in die gewünschten
Fraktionen getrennt werden. Der aufgebrauchte Katalysator strömt kontinuierlich
von dem Reaktor zu dem Regenerator über ein Standrohr für den verbrauchten
Katalysator. In dem Regenerator wird der Koks in einer exothermen Reaktion
in gasförmige
Produkte umgewandelt, indem er in Kontakt mit einem Sauerstoff enthaltenden
Gas gebracht wird. Das Abgas strömt
aus dem Regenerator durch verschiedene Wärmetauschereinrichtungen, und
der heiße
regenerierte Katalysator wird zu dem Reaktor über ein rückführendes Katalysatorstandrohr
zurückgeführt, wo
er wiederum in Kontakt mit dem frischen zugeführten Kohlenwasserstoffmaterial
kommt. Üblicherweise
wird die in dem Regenerator freigegebene Wärme dem Reaktor über den
heißen
regenerierten Katalysator zugeführt,
um Wärme
für die
endothermen Krack-Reaktionen zu liefern. Typische Fluidkatalysatorkrack-Systeme
sind in dem US-Patent 3,206,393 von Pohlenz und 3,261,777 von Iscol
et al. beschrieben.
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Um
das zuzuführende
Kohlenwasserstoffmaterial typischerweise in Form eines Sprühstrahles
in die katalytische Konversionszone des Steigbereiches zu injizieren,
werden Düsen
verwendet. Um einen Sprühstrahl
zu bilden, wird das zuzuführende
Kohlenwasserstoffmaterial mit einem Dispersionsmittel, so zum Beispiel
Dampf, kombiniert, um einen dispergierten Kohlenwasserstoffstrom
zu bilden. Die eine oder die mehreren Düsen, die verwendet werden,
um den dispergierten Kohlenwasserstoffstrom in die katalytische
Konversionszone zu injizieren, können
axial oder radial ausgerichtet sein. Mit axialen Düsen wird
eine Bedeckung erreicht, indem eine oder mehrere Düsen verwendet
werden, die in den Steigbereich einer FCC-Einheit hineinragen und an mehreren
Punkten innerhalb der Querschnittsfläche des Steigbereiches enden.
Die axialen Düsen
sind annähernd
oder perfekt vertikal orientiert (vorzugsweise innerhalb von 10° gegenüber der
vertikalen Achse des Steigbereiches), um einen Strom von zuzuführendem
Kohlenwasserstoffmaterial zu erzeugen, der vorzugsweise parallel
zu dem nach oben strömenden
Katalysator ist. Mit radialen Düsen
wird eine Bedeckung erreicht, indem mehrere Düsen verwendet werden, die um
den Umfang der Wand des Steigbereiches montiert sind. Vorzugsweise
ragen die radialen Düsen
minimal in den Steigbereich selbst hinein. Diese Orientierung der
Düsen erzeugt
einen Fluss von Kohlenwasserstoffmaterial, das den Fluss des Katalysators
nach oben kreuzt. Radiale Düsen
werden vorzugsweise in Bezug zu der vertikalen Achse des Steigbereiches
in einem Winkel von etwa 10° nach
aufwärts
bis etwa 90° in
horizontaler Richtung ausgerichtet. Um optimale katalytische Krackbedingungen
zu liefern, müssen
die Düsen
bei jeder Ausrichtung insgesamt den dispergierten Kohlenwasserstoffstrom
in einem expandierenden Muster versprühen, um die gesamte Querschnittsfläche des
Steigbereiches zu bedecken, durch die der Krack-Katalysator strömt. Eine
verbesserte Bedeckung liefert ein besseres Vermischen des Katalysators
mit dem zugeführten
Kohlenwasserstoffmaterial, wodurch die katalytischen Krackreaktionen
verstärkt
und thermische Krackreaktionen minimiert werden. Thermische Krackreaktionen
erzeugen unerwünschte
Produkte, so zum Beispiel Methan und Ethan, die zu verringerten
Ausbeuten der wertvolleren FCC-Produkte führen.
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Zusätzlich zu
der vollen Bedeckung mit dem Sprühstrahl
sollten die Düsen
feine Tropfen des zugeführten
Kohlenwasserstoffmateriales erzeugen, die vorzugsweise in der Größe vergleichbar
mit der Größe der individuellen
Katalysatorteilchen ist. Verzugsweise haben die zugeführten Kohlenwasserstofftropfen
einen mittleren Sauter-Durchmesser von weniger als 100 Mikrometer
(μm) (d.h.,
den Durchmesser eines Kügelchens, das
das gleiche Verhältnis
von Volumen zu Oberfläche
wie die gemessenen Tropfen hat). Wenn die Größe der Tropfen abnimmt, wächst das
Verhältnis
der Oberfläche
der zugeführten
Kohlenwasserstofftropfen zu dem Volumen an, was einen Wärmeübergang
von dem Katalysator zu dem zugeführten
Kohlenwasserstoff beschleunigt und die Verdunstungszeit für das zugeführte Kohlenwasserstoffmaterial
verkürzt.
Eine schnellere Verdunstung verbessert den Ertrag der katalytischen
Produkte aus der Krack-Aktion, da das als Dampf zugeführte Kohlenwasserstoffmaterial
fähig ist,
in die Poren des Katalysators zu diffundieren. Im Gegensatz hierzu
führt jede Verzögerung bei
der Verdunstung des zugeführten
Kohlenwasserstoffmateriales und/oder bei dem Vermischen des zugeführten Kohlenwasserstoffmateriales
und des Katalysators zu erhöhten
Erträgen
von thermischen Krackprodukten und Koks.
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Die
Mehrzahl der heute verwendeten FCC-Düsen, seien sie radial oder
axial ausgerichtet, verwenden hohe Geschwindigkeit (zum Beispiel
größer als
etwa 300 Fuß pro
Sekunde) für
den dispergierten Kohlenwasserstoffstrom, um das zugeführte Kohlenwasserstoffmaterial
in kleine Tropfen aufzutrennen, um die Tropfen in die katalytische
Konversionszone zu injizieren. Jedoch können hohe Geschwindigkeiten
unerwünschte
Effekte haben. Zum Beispiel zeigen Temperaturprofile in kommerziellen
Einheiten mit radialer Injektion teilweise signifikant niedrigere
Temperaturen längs
der zentralen vertikalen Achse in der katalytischen Konversionszone des
Steigbereiches. Dieses Temperaturprofil zeigt an, dass Kohlenwasserstofftropfen
nicht gleichmäßig über die
Querschnittsfläche
des Steigbereiches verteilt sind. Insbesondere strömen die
kälteren
Flüssigkeitstropfen in
Richtung auf die Mitte des Steigbereiches, ohne signifikant Impuls
und Wärme
mit dem Katalysator auszutauschen. Aus diesem Grunde wird eine Düse benötigt, die
adäquate
Scherkräfte
bei einer Geschwindigkeit des dispergierten Kohlenwasserstoffmateriales
liefert, die zu einer adäquaten
Mischung der zugeführten
Kohlenwasserstofftropfen und des Katalysators führt.
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Zusätzlich haben
viele radial ausgerichtete FCC-Düsen,
die heutzutage in Gebrauch sind, nur einen relativ geringen Bedeckungsgrad.
Dieses Problem kann beobachtet werden, wenn eine Düse installiert
wird, die kleinere Tropfen erzeugt, wobei jedoch kein erhöhter Ertrag
aufgrund des zu geringen Kontaktes zwischen Tropfen und Katalysator
beobachtet wird.
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In
dem US Patent 4,601,814 von Mauleon et al. (in Folge „Mauleon") wird eine radial
orientierte Düse mit
hoher Geschwindigkeit zum Zerstäuben
von Restölen
in einem katalytischen Krackprozess beschrieben. Gemäß einer
Ausführung
ist das Düsenende
eine einzige horizontal ausgerichtete Schlitzöffnung, die ein fächerförmiges Sprühmuster
liefert. Mauleon beschreibt auch, dass das Düsenende zwei parallele Schlitze
oder zwei Schlitze in einem 90° Winkel
zueinander aufweisen kann. Die Ausströmgeschwindigkeit des zerstäubten zugeführten Öles ist
hoch und überschreitet
300 Fuß pro
Sekunde und insbesondere vorzugsweise 500 Fuß pro Sekunde. Jedoch kann
aus den oben erwähnten
Gründen
eine Düse
mit hohen Geschwindigkeiten uneffektiv sein.
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Aus
diesem Grunde ist es wünschenswert,
eine Düsenanordnung
zu entwickeln, die einen Sprühnebel aus
feinen flüssigen
Kohlenwasserstofftropfen liefert, der die gesamte Querschnittsfläche der
katalytischen Krackzone überdeckt,
ohne dass Düsen
mit hohen Geschwindigkeiten benötigt
werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung gibt eine Düsenanordnung gemäß dem Anspruch
1 an.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Zerstäuben eines Flüssigkeitsstromes
gemäß Anspruch
16 vorgesehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Düsenanordnung in einer Fluidkatalysator-Cracking-Einheit
verwendet, um zugeführtes
Kohlenwasserstoffmaterial zu zerstäuben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen Endbereich einer Düse
zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung.
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2A zeigt
eine Endansicht der Düsenspitze
in 1.
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2B zeigt
eine Querschnittsansicht der Düse
in 2A längs
des Schnittes A-A.
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3A zeigt
eine Endansicht einer weiteren Ausführung einer Düse zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung.
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3B zeigt
eine Querschnittsansicht der Düse
in 3A längs
des Schnittes B-B.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Düse zur Verwendung
bei der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt
eine Endansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Düse zur Verwendung
bei der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt
eine Seitenansicht einer Düse
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung mit einer Mischeinrichtung
stromaufwärts
der Düsenspitze,
zum Vermischen einer Flüssigkeit
und eines Dispersionsmittels.
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7A zeigt
eine Düsenanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in dem Steigbereich einer FCC-Einheit verwendet wird.
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7B zeigt
eine Ansicht der Düsenanordnung
gemäß 7A.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung gibt eine Düsenanordnung an, die im Betrieb
unter geeigneten Bedingungen einen flachen fächerförmigen Sprühnebel aus feinen flüssigen Tropfen
erzeugt. Ein weiteres Merkmal der Düse zur Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung liegt darin, dass diese insbesondere verwendet werden kann,
um einen Flüssigkeitsstrom
mit niedriger Geschwindigkeit zu zerstäuben. Zum Beispiel ist die
Düse für eine Verwendung
bei der vorliegenden Erfindung dann, wenn sie unter geeigneten Bedingungen
betrieben wird, wirkungsvoll, um einen Flüssigkeitsstrom zu zerstäuben, der
eine Geschwindigkeit von weniger als 300 Fuß pro Sekunde und bevorzugt
weniger als 200 Fuß pro
Sekunde aufweist. Jedoch kann die Düse zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung auch dazu verwendet werden, einen Flüssigkeitsstrom zu zerstäuben, der
eine Geschwindigkeit von mehr als 300 Fuß pro Sekunde aufweist. Die
Düse ist
bevorzugt so konstruiert, um einen Flüssigkeitsstrom aus Kohlenwasserstoffen
in eine katalytische Konversionszone einer fluidischen katalytischen
Cracking-Einheit einzuspeisen.
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In
diesem Zusammenhang bedeutet der Ausdruck „Flüssigkeitsstrom" jeden Strom, der
eine Flüssigkeit
enthält,
so zum Beispiel ein Zuführmaterial
aus Kohlenwasserstoffen, das zerstäubt werden soll. Der Ausdruck „dispergierendes
Medium" bedeutet
ein Fluid, üblicherweise
ein Gas enthaltendes Fluid, so zum Beispiel einen Dampf, das verwendet
wird, um die Zerstäubung
der Flüs sigkeit
zu verstärken.
Der Ausdruck „fein" bedeutet, dass der
mittlere Sauter-Durchmesser
der flüssigen
Tropfen in dem Sprühnebel
vorzugsweise geringer ist als 300 Mikrometer (μm) und vorzugsweise kleiner
als 200 μm
und insbesondere kleiner als 100 μm
ist. Der Ausdruck „flach
fächerförmig" bedeutet, dass das
Verhältnis
der horizontalen Dimension in bezug zu der vertikalen Dimension
des Sprühnebels
in jedem Querschnittsbereich senkrecht zu der Längsachse des Düsenrohres
vorzugsweise größer als
4:1, insbesondere vorzugsweise größer als 6:1 und insbesondere
vorzugsweise größer als
8:1 ist.
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Die
Düse zur
Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist ein Düsenrohr
auf, der einen Flüssigkeitsstrom
und ein Dispersionsmittel empfängt
und der eine Spitze aufweist, die zumindest drei im Wesentlichen
vertikale Öffnungen
aufweist. In den Figuren, in denen gleiche Bezugsziffern gleichen
oder gleichartigen Elementen zugeordnet sind, zeigt 1 ein
Ausführungsbeispiel
einer Düse
zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung und zeigt insbesondere den Endbereich einer Düse 1.
Der Endbereich der Düse
hat einen Stab 2, der zylindrisch geformt ist, ferner einen
vorderen Endbereich 6, ein Einlassende 3, das
gegenüberliegend
dem vorderen Endbereich ist, und eine mittlere Längsachse 4. Der Endbereich
des Stabes 2 nimmt einen dispergierten Flüssigkeitsstrom 10 auf,
der zusammengesetzt ist aus einer Mischung eines Flüssigkeitsstroms, der
zu zerstäuben
ist, und eines Dispersionsmittels. Der dispergierte Flüssigkeitsstrom 10 wird
zu einer Flüssigkeitsspitze 14 gerichtet,
die eine Dicke 8 und zumindest drei im Wesentlichen vertikale Öffnungen
(nicht gezeigt) aufweist. Der dispergierte Flüssigkeitsstrom wird durch die Öffnungen
in der Düsenspitze 14 gerichtet.
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Die Öffnungen
in der Düsenspitze
sind so geformt, dass sie einen flachen fächerförmigen Sprühstrahl erzeugen. 2A zeigt
eine Endansicht der Düsenspitze 14 in 1,
um die Öffnungen
in größerem Detail zu
zeigen. Die Dü senspitze 14 in 2A hat
eine vertikale Mittellinie 20 und drei rechteckig geformte Öffnungen 22:
Eine zentrale Öffnung 46,
die in der vertikalen Mittellinie 20 der Düsenspitze
gelegen ist und zwei hiervon entfernte Öffnungen 48. Jede Öffnung 22 hat
eine vertikal ausgerichtete Mittellinie 21, die im äußeren Bereich 40 der
Düsenspitze 14 gelegen
ist, eine Länge 24,
die sich parallel zu der vertikalen Mittellinie 21 der Öffnung erstreckt,
und eine Breite 26, die ebenfalls am äußeren Bereich 40 der
Düsenspitze 14 angeordnet
ist und die sich senkrecht zu der vertikalen Mittellinie 21 der Öffnung erstreckt.
Die Öffnungen 22 in
der 2A sind im Wesentlichen vertikal relativ zu der
Mittellinie 20 der Düsenspitze
ausgerichtet. Durch „im
Wesentlichen vertikal" bedeutet,
dass die vertikale Mittellinie 21 der Öffnung einen Winkel ϕ mit
der vertikalen Mittellinie 20 der Düsenspitze zwischen etwa 0 (d.h.
parallel und perfekt vertikal) bis etwa 30° einnehmen kann, vorzugsweise
zwischen 0 bis etwa 10° und
insbesondere zwischen 0 und etwa 5°.
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Jede Öffnung 22 hat
einen Abstand 23 von der vertikalen Mittellinie 20 der
Düsenspitze,
gemessen zwischen der vertikalen Mittellinie 21 der Öffnung und
der vertikalen Mittellinie 20 der Düsenspitze. Die drei Öffnungen 22,
die in 2A dargestellt sind, sind vorzugsweise
symmetrisch auf der Düsenspitze
verteilt, sodass die ersten äußeren Öffnungen 48 sich
jeweils gegenüberliegen
und mit einem gleichen Abstand von der vertikalen Mittellinie 20 der
Düsenspitze
angeordnet sind.
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Eine
Querschnittsansicht der Düsenspitze 14 in 2A längs der
Linie A-A ist in 2B dargestellt. In 2B sind
die Öffnungen
so geformt, dass sie einen flachen fächerförmigen Sprühstrahl erzeugen. Jede Öffnung 22 hat
gegenüberliegende
Ränder 27A und 27B,
die sich in Längsrichtung
(nicht dargestellt) der Öffnung 22 der
Innenfläche 38 der
Düsenspitze 14 erstrecken,
und gegenüberliegende
Ränder 28A und 28B,
die sich in Längsrichtung
der Öffnung 22 der Außenfläche 40 der
Düsenspitze 14 erstrecken.
Die Ränder 27A und 28A sind
durch eine Verbindungsfläche 29A miteinander
verbunden, und die Ränder 27B und 28B sind
durch eine Verbindungsfläche 29B miteinander
verbunden. In der 2B sind die Verbindungsflächen 29A und 29B parallel
zueinander dargestellt und nehmen keinen Winkel in bezug zu der
mittleren Längsachse 4 des
Düsenrohres 2 ein.
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Jede Öffnung hat
auch eine mittlere Längsachse 32,
die in der Zeichnung durch eine Linie von dem Mittelpunkt 36 der Öffnung 22 an
der Innenfläche 38 der
Düsenspitze 14 zu
dem Mittelpunkt 34 der Öffnung 22 an
der äußeren Fläche 40 der
Düsenspitze 14 dargestellt
ist. In 2B bildet die mittlere Längsachse
für jede Öffnung einen
Winkel entsprechend 0° mit
der mittleren Längsachse 4 des
Düsenrohres.
Insbesondere sind die zentralen Längsachsen 32 der nächstgelegenen Öffnungen 48 parallel
zu der zentralen Längsachse 4 des
Düsenrohres,
wobei die mittlere Längsachse
(nicht dargestellt) der mittleren Öffnung 46 mit der
zentralen Längsachse 4 des
Düsenrohres
zusammenfällt.
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Um
den horizontalen Sprühwinkel
des Sprühstrahles
zu vergrößern, sind
zumindest eine und vorzugsweise zumindest zwei Öffnungen angewinkelt gegenüber der
zentralen Längsachse
des Düsenrohres.
Die Öffnungen
können
angewinkelt sein, indem die Verbindungsflächen (29A und 29B in 2B)
in einem Winkel zueinander angeordnet werden. Die Verbindungsflächen können in
jeder beliebigen Weise angewinkelt werden, solange die zentrale
Längsachse
jeder Öffnung
nicht die zentrale Längsachse
irgendeiner anderen Öffnung
schneidet, die stromabwärts
der Düsenspitze
angeordnet ist (d.h., dass die zentralen Längsachsen der Öffnungen
voneinander stromabwärts
der Düsenspitze
getrennt sind). Zum Beispiel. können
die Verbindungsflächen
parallel oder nicht parallel sein. Auch kann zum Beispiel eine Verbindungsfläche angewinkelt
werden, während
die gegenüberliegende
Verbindungsfläche
in bezug auf die zentrale Längsachse
des Düsenrohres nicht
angewinkelt ist. Vorzugsweise sind die Verbindungsflächen einer Öffnung jeweils
parallel zueinander.
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Um
die zentrale Längsachse
der Öffnungen
stromabwärts
der Düsenspitze
voneinander getrennt zu halten, sind die Verbindungsflächen vorzugsweise
angewinkelt, sodass der Winkel zwischen der zentralen Längsachse
der Öffnung
und der zentralen Längsachse
des Düsenrohres
entweder gleich oder größer als
eine benachbarte Öffnung
sind, die näher
zu der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze gelegen ist. Vorzugsweise sind
die Öffnungen
angewinkelt, sodass der horizontale Sprühwinkel des Sprühstroms
zumindest 60° ist,
und vorzugsweise mindestens 90°,
und insbesonders bevorzugt zumindest 120°.
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Eine
bevorzugte Düse
zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung, die zumindest zwei
angewinkelte Öffnungen
aufweist, ist in den 3A und 3B gezeigt. 3A zeigt
eine Aufsicht auf eine Düsenspitze 14 mit
drei perfekt vertikalen Öffnungen 22.
Die 3B zeigt einen Querschnitt der Düsenspitze 14 in 3A längs der
Schnittlinie B-B.
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In 3A ist
die mittlere Öffnung 46 winkelmäßig nicht
angestellt; jedoch sind die ersten entfernten Öffnungen 48 relativ
zu der zentralen Längsachse 4 des
Düsenrohres
angewinkelt. Die Winkelstellung der ersten entfernten Öffnungen 48 in 3A ist
so, dass gegenüberliegende
Ränder 27A und 27B,
die sich längs der
Längsrichtung 24 der Öffnung an
der Innenfläche
(nicht dargestellt) der Düsensitze 14 erstrecken,
näher an
der vertikalen Mittellinie 20 der Düsenspitze gelegen sind als
die entsprechenden gegenüberliegenden Ränder 28A und 28B,
die in dem Außenbereich 40 der
Düsenspitze 14 angeordnet
sind. Die gegenüberliegenden
Ränder 27A und 27B in
dem Innenbereich sind mit den gegenüberliegenden Rändern 28A und 28B am äußeren Bereich
der Düsenspitze 14 durch
entsprechende Verbindungsflächen 29A und 29B mit einander
verbunden. Jede Öffnung
hat auch einen Mittelpunkt 24 in dem äußeren Bereich 40 der
Düsenspitze 14 und
einen Mittelpunkt 36 an der Innenfläche der Düsenspitze 14. Im Falle
der mittleren Öffnung 46 entspricht
der Mittelpunkt 34 auf der äußeren Fläche 40 der Düsenspitze 14 dem
Mittelpunkt (nicht dargestellt) auf der Innenfläche, da die zentrale Öffnung 46 nicht
angewinkelt ist.
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Das
Anwinkeln der ersten entfernten Öffnungen 48 ist
besser aus 3B zu ersehen. In der 3B erstrecken
sich die verbindenden Flächen 29A und 29B der
ersten entfernten Öffnungen 48 durch
die gesamte Dicke 8 der Düsenspitze 14, um gegenüberliegende
Ränder 27A und 27B an
der Innenfläche 38 der
Düsenspitze 14 mit
gegenüberliegenden
Rändern 28A und 28B an
der Außenfläche 40 der
Düsenspitze 14 miteinander
zu verbinden. Die angewinkelten gegenüberliegenden Flächen 29A und 29B sind,
wie in 3B gezeigt, parallel zueinander.
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In 3B hat
jede Öffnung
auch eine zentrale Längsachse 32,
die durch eine Linie zwischen dem Mittelpunkt 36 der Öffnung an
der Innenfläche 38 der
Düsenspitze 14 und
dem Mittelpunkt 34 der Öffnung
an der Außenfläche 40 der
Düsenspitze 14 gebildet
wird. Die mittlere Längsachse
(nicht dargestellt) der zentralen Öffnung 46 fällt mit
der zentralen Längsachse 4 des
Düsenrohres
zusammen. Die ersten entfernten Öffnungen 48 sind
relativ zu der zentralen Längsachse 4 des
Düsenrohres
angewinkelt und bilden einen Winkel θ von 30°. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
wie dieses in 3B dargestellt ist, sind die
ersten entfernten Öffnungen
in entgegengesetzten Richtungen angewinkelt, sodass der horizontale
Sprühwinkel
erhöht
wird. In bevorzugter Weise sind die entfernten Öffnungen symmetrisch angeordnet,
sodass sie um einen gleichen Betrag in entgegengesetzte Richtungen
angewinkelt sind.
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Obwohl
die zentrale Öffnung 46 in 3B nicht
angewinkelt ist, ist es für
diese zentrale Öffnung
möglich,
einen Winkel θ zwischen
0° und etwa
15° anzunehmen.
Eine angewinkelte zentrale Öffnung
kann bevorzugt sein, wenn es erwünscht
ist, den Sprühstrahl
in einer Richtung abzugeben, die von der zentralen Längsachse
des Düsenrohres
abweicht, um auf diese Weise einen Wirbelfluss in einer katalytischen
Cracking-Zone zu erzeugen. Mit einer angewinkelten zentralen Öffnung muss
der Winkel θ der
anderen Öffnungen
eingestellt werden, um sicherzustellen, dass sich die zentralen
Längsachsen
der Öffnungen
stromabwärts
der Düsenspitze
nicht schneiden. Zum Beispiel sollte es nicht bevorzugt werden,
die ersten entfernten Öffnungen
in einem gleichen Betrag in entgegen gerichteten Richtungen anzuwinkeln,
wenn dieses dazu führt,
dass sich die zentralen Längsachsen
der Öffnungen
schneiden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung wächst
der Winkel θ zwischen
der zentralen Längsachse 32 einer
jeden Öffnung
und der zentralen Längsachse 4 des
Düsenrohres
an, wenn der Abstand 22 der Öffnung von der vertikalen Mittellinie 20 der
Düsenspitze
ansteigt. Ein graduell ansteigender Winkel θ ist in 4 gezeigt. 4 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Düsenspitze 14 mit
fünf Öffnungen.
Vorzugsweise ist hierbei der Anstieg im Winkel θ symmetrisch. Vorzugsweise
sind zum Beispiel die ersten entfernten Öffnungen 48 in gleichen
Beträgen
in entgegengesetzten Richtungen angewinkelt, um einen Winkel θ1 mit der zentralen Längsachse des Düsenrohres
zu bilden, und die zweiten entfernten Öffnungen 50 ebenfalls
in gleichen Beträgen
in entgegengesetzten Richtungen angewinkelt, um einen Winkel θ2 mit der zentralen Längsachse des Düsenrohres
zu bilden, wobei θ2 größer als θ1 ist. Ebenso hat die zentrale Öffnung vorzugsweise eine
zentrale Längsachse
(nicht dargestellt), die mit der zentralen Längsachse 4 des Düsenrohres 2 zusammenfällt, um
einen Winkel θ0 (nicht dargestellt) entsprechend dem Wert
Null zu bilden. Es ist möglich,
eine Düsenspitze
mit mehr als fünf Öffnungen
vorzusehen, in welchem Falle die zusätzlichen Öffnungen als dritte entfernte,
vierte entfernte Öffnungen
etc. bezeichnet würden.
In einem solchen Ausführungsbeispiel
würden
die am Weitesten von der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze
entfernt gelegenen Öffnungen
den größten Winkel θ aufweisen,
wobei die Öffnungen,
die benachbart zu diesen entferntest gelegenen Öffnungen sind, den nächstgrößeren Winkel θ aufweisen
würden,
und der Winkel θ der Öffnungen
abnehmen würde,
wenn der Abstand 23 der Öffnungen von der Mittellinie
der Düse
abnimmt.
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Vorzugsweise
liegt der maximale Winkelwert θ einer
jeden Öffnung
zwischen 0° und
etwa 75°,
bevorzugt zwischen 0° bis
etwa 60° und
insbesondere bevorzugt von 0° bis
etwa 45°.
Vorzugsweise haben die angewinkelten Öffnungen einen Winkel θ zwischen
etwa 5° bis
etwa 75°,
bevorzugt zwischen 10° und
etwa 60°. Für jede zwei
benachbarten Öffnungen
ist die Differenz in den Winkeln (z.B. θ2–θ1) vorzugsweise kleiner als 30° und insbesondere
bevorzugt kleiner als etwa 20°.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung hat die Düsenspitze fünf Öffnungen, wobei die ersten
und zweiten entfernten Öffnungen
angewinkelt sind. Vorzugsweise hat die zentrale Öffnung einen Winkel θ von 0°, wobei die
ersten entfernten Öffnungen
einen Winkel θ zwischen
etwa 10° und etwa
30° und
die zweiten entfernten Öffnungen
einen Winkel θ zwischen
etwa. 30° bis
etwa 60° haben.
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Zusätzlich zu
der Anwinkelung der Öffnungen
wird die Erzeugung eines flachen fächerartigen Sprühstrahles
aus flüssigen
Tropfen durch andere Design-Parameter
der Öffnungen
verstärkt.
Generell muss bei dem Design der Öffnungen Rücksicht genommen werden auf
die gewünschte
Massen-Flussrate des dispergierten Flüssigkeitsstromes und den Druckabfall,
der bei der Aus richtung des dispergierten Flüssigkeitsstromes durch die
Düsenspitze
auftritt. Unter „Druckabfall" ist die Druckdifferenz
zwischen dem Druck des Flüssigkeitsstromes,
der in die Düse
eintritt (d.h. dem „zufuhrseitigen
Druck") und dem
Druck des Mediums zu verstehen, in das die Düse das Fluid entlädt. Design-Parameter,
um einen fächerförmigen Sprühstrahl
zu produzieren, schließen
die Anzahl der Öffnungen,
den Abstand der Öffnungen
sowie die Dimensionen der Öffnungen ein.
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Die
Anzahl der Öffnungen
in der Düsenspitze
ist vorzugsweise so gewählt,
dass die maximal mögliche Anzahl
auf der Düsenspitze
vorliegt, wobei jeweils ein adäquater
Abstand zwischen den Öffnungen
vorgesehen ist, um eine ausreichende Kraft vorzusehen, um der Kraft
des dispergierten Flüssigkeitsstromes
zu widerstehen, der durch die Düsenspitze
fließt.
Durch eine solche Konfiguration wird die gesamte Oberfläche (d.h. der
gesamte Umfang der Öffnungen)
zum Abscheren der Flüssigkeit
maximiert. Die Düsenspitze
hat zumindest drei Öffnungen,
vorzugsweise zwischen drei und etwa zehn Öffnungen und insbesondere zwischen
drei und etwa sieben Öffnungen
und besonders bevorzugt fünf Öffnungen.
Die Öffnungen
sind vorzugsweise um die vertikale Mittellinie der Düsenspitze
symmetrisch angeordnet, sodass jede Öffnung einen bestimmten Abstand
von der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze aufweist, und eine
gegenüberliegende Öffnung auf
der anderen Seite der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze
vorgesehen ist, die im gleichen Abstand zu der vertikalen Mittellinie
der Düse
angeordnet ist. In bevorzugter Weise sind die Öffnungen so mit Abstand angeordnet,
dass eine Öffnung
auf der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze angeordnet ist und
die verbleibenden Öffnungen symmetrisch
um die vertikale Mittellinie der Düsenspitze angeordnet sind,
sodass dieses zu einer ungeraden Anzahl von Öffnungen auf der Düsenspitze
führt.
Zusätzlich
zu den symmetrisch angeordneten Öffnungen
ist es bevorzugt, dass der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Öffnungen,
gemessen zwischen benachbarten Rändern
der Öffnungen,
quer zu der äußeren Fläche der
Düsenspitze
etwa dem 0,2-fachen bis dem 2,5-fachen der Breite der Öffnungen
entspricht. Das Verhältnis
des Abstandes zwischen zwei benachbarten Öffnungen (gemessen zwischen
den Mittellinien der beiden Öffnungen)
zu der Breite der Öffnungen
liegt bevorzugt zwischen etwa 1,2 und etwa 3,5 und insbesondere
bevorzugt zwischen etwa 1,3 und etwa 2,2.
-
Im
Hinblick auf die Dimensionen der Öffnungen wird vorzugsweise
die Breite einer Öffnung
gewählt, um
feine Flüssigkeitstropfen
zu erzeugen und innerhalb der Anforderungen an den Druckabfall des
Systems zu verbleiben. Wenn zum Beispiel generell die Breite der Öffnung kleiner
gemacht wird, wird auch die mittlere Größe der Flüssigkeitstropfen kleiner. Wenn
jedoch die Breite der Öffnung
abnimmt, steigt für
eine gegebene Anzahl von Öffnungen
der Druckabfall an. Das Verhältnis
der Breite der Öffnung,
gemessen an der inneren Fläche
der Düsenspitze,
zu dem inneren Durchmesser des Düsenrohres
liegt bevorzugt zwischen etwa 0,01 und 0,30, noch bevorzugter zwischen
etwa 0,05 und etwa 0,25 und insbesondere bevorzugt zwischen etwa 0,075
und etwa 0,20.
-
Die
Breite der Öffnung
wird ebenfalls in Abhängigkeit
von der Lage der Öffnung
relativ zu der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze variiert, um eine
gleichmäßige fächerförmige Verteilung
des Sprühstrahls
zu gewährleisten.
Hier gibt es verschiedene bevorzugte Ausführungen. 5 zeigt
eine bevorzugte Ausführung.
-
5 zeigt
eine Aufsicht auf eine bevorzugte Düsenspitze 14, die
fünf schlitzförmige Öffnungen 22 aufweist,
die symmetrisch um die vertikale Mittellinie 20 der Düsenspitze
angeordnet sind. Die auf der vertikalen Mittellinie 20 der
Düsenspitze
angeordnete Öffnung
ist eine zentrale Öffnung 46 und
hat eine Breite w0. Die Öffnungen, die in dem nächstnäheren Abstand
zu der vertikalen Mittellinie 20 der Düsenöffnung angeordnet sind, sind
erste entfernte Öffnungen 48 und
haben eine Breite, w1 und die von der vertikalen
Mittellinie 20 der Düsenspitze
am weitest entfernt gelegenen Öffnungen
sind zweite entfernte Öffnungen 50 und
haben eine Breite w2, wobei alle Breiten
an der Innenfläche
(nicht dargestellt) der Düsenspitze
gemessen sind. Wie ebenfalls in 5 gezeigt,
sind die ersten und zweiten entfernten Öffnungen ähnlich wie die Öffnungen
in 4 gegeneinander angewinkelt.
-
Bei
der in 5 dargestellten Ausführung nimmt die Breite der Öffnung ab,
wenn deren Abstand 23 von der vertikalen Mittellinie 20 der
Düsenspitze
größer wird.
In anderen Worten nimmt die Breite der Öffnung ab, wenn diese nach
außen
verschoben oder weiter von der vertikalen Mittellinie 20 der
Düsenspitze
entfernt gelegen ist. Zum Beispiel hat die zentrale Öffnung 46 die
größte Breite,
die ersten entfernten Öffnungen 48 haben
die nächstgrößeren Breiten,
und die zweiten entfernten Öffnungen 50 haben
die kleinste Breite (d.h. w0 > w1 > w2).
Auch sind die Breiten der Öffnungen
symmetrisch, sodass die ersten entfernten Öffnungen die gleiche Breite
und die zweiten entfernten Öffnungen
ebenfalls die gleiche Breite aufweisen. Eine solche Konfiguration
ist insbesondere bevorzugt, wenn ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstrom (d.h. die Massenflussrate
pro Querschnittsfläche) über die
gesamte Breite des Sprühstrahles
erforderlich ist.
-
Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
(nicht dargestellt) haben die ersten entfernten Öffnungen 48 die größte Breite,
die zentrale Öffnung 46 hat
dann die nächstgrößte Breite,
und die zweiten entfernten Öffnungen 50 haben
die kleinste Breite (d.h. w1 > w0 > w2).
Wenn es gewünscht
ist, zusätzliche Öffnungen
zu haben, die an der Düse
angeordnet sind, wird die Breite der Öffnungen, beginnend an den
zweiten entfernten Öffnungen,
graduell kleiner ge wählt,
sodass die am weitesten entfernte Öffnung die kleinste Breite
aufweisen würde
(d.h. w2 > w3 > w4, etc.). Eine solche Konfiguration der Breie
der Öffnungen
wird bevorzugt, wenn ein höherer
Flüssigkeitsstrom
in dem zentralen Bereich des Sprühstrahles
als an den äußeren Rändern des Sprühstrahles
erfordert wird. Zum Beispiel kann eine solche Konfiguration bevorzugt
werden, wenn multiple überlappende
Sprühstrahlen
verwendet werden.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
(nicht dargestellt) hat die zentrale Öffnung die kleinste Breite,
und die Breiten steigen graduell an, wenn der Abstand der jeweiligen Öffnung von
der Mittellinie der Düse
ansteigt (d.h. w2 > w1 > w0).
Eine solche Ausführungsform
wird bevorzugt verwendet, wenn ein höherer Flüssigkeitsstrom an den äußeren Rändern des
Sprühstrahles
als in dem Zentrum erfordert wird.
-
Bei
allen Ausführungsformen,
bei denen die Breite der Öffnungen
variiert wird, liegt bevorzugt die maximale Breite einer jeden Öffnung zwischen
etwa 0,05 und etwa 0,30 und insbesondere bevorzugt zwischen 0,10
und etwa 0,20 mal dem inneren Durchmesser des Düsenrohres. Vorzugsweise entspricht
die minimale Breite einer jeden Öffnung
einem Betrag zwischen etwa dem 0,05- und etwa 0,20- und insbesondere bevorzugt zwischen
dem etwa 0,075- und etwa 0,15-fachen des Innendurchmessers des Düsenrohres.
-
Vorzugsweise
ist die Länge
der Öffnung
gewählt,
um einen Sprühstrahl
zu erzeugen, der einen vertikalen Sprühwinkel von weniger als etwa
30° aufweist,
und um innerhalb der Anforderungen an den Druckabfall der Düse zu arbeiten.
Um eine vertikal geformte Öffnung
zu bilden, ist die Länge
größer als
die Breite. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Länge der Öffnung zu der Breite der Öffnung zumindest
bei etwa 3:1, der bevorzugt bei mindestens 4:1 und besonders bevorzugt
zwischen etwa 5:1 und etwa 10:1. Die Öffnungen können in ihrer Länge variieren,
und zwar in Abhängigkeit
von ihrem Abstand von der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze.
Zum Beispiel können
die Öffnungen,
die näher
an der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze liegen, länger sein,
um die vollständige
Fläche
der Düsenspitze
auszunutzen und den Druckabfall zu minimieren. Vorzugsweise haben
alle Öffnungen
an der Düsenspitze
die gleiche Länge.
Die Ränder,
die die Länge
und die Breite der Öffnung
an der inneren und der äußeren Fläche der
Düsenspitze
bilden, sind vorzugsweise scharf ausgebildet, um den dispergierten
Flüssigkeitsstrom
in Flüssigkeitstropfen
aufzuteilen. Durch „scharf" wird ausgedrückt, dass
die Öffnungen
maschinell bearbeitet sind, um scharfe Kanten an den inneren und äußeren Flächen der
Düsenspitze
zu bilden, wobei vorzugsweise keine Abrundungen der Ränder vorgesehen
sind. Ebenso können
die Öffnungen
verschiedene geometrische Formen aufweisen, solange die Länge größer als die
Breite ist und ein horizontaler flacher fächerförmiger Sprühstrahl erzeugt wird. Geeignete
geometrische Formen schließen
zum Beispiel Rechtecke, ovale Schlitze, längliche Diamantformen und Ellipsen
ein.
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Obwohl
die in den 1 bis 5 dargestellten
Ausführungsbeispiele
Düsenspitzen
aufweisen, die flach sind, ist es möglich und in einigen Fällen bevorzugt,
dass die Spitzenoberfläche
nach außen
konkav ist. Eine nach außen
konkave Spitze hat den Vorteil, dass die Oberfläche, auf der multiple Öffnungen
angeordnet werden können,
vergrößert wird.
Ebenso kann eine nach außen
konkave Spitze dafür
sorgen, dass eine gleichmäßigere Bedeckung
einer speziell geformten Fläche
oder eine gewünschte
Verteilung der Größe der Flüssigkeitstropfen
möglich
ist. Die Düsenspitze
kann in verschiedenen nach außen
weisenden konkaven Formen ausgebildet werden. Zum Beispiel kann
die Form eine gleichmäßige Form
sein, so zum Beispiel ein flacher Dom oder eine Halbkugel oder sie
kann nicht gleichmäßig geformt
sein, zum Beispiel als zwei oder mehrere flache Flächen, die
sich längs
vertikaler Linien treffen, um zum Beispiel eine gefaltete Scheibe
zu bilden.
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Die
Dicke der Düsenspitze
hat bevorzugt die minimale Dicke, die der Kraft des dispergierten
Flüssigkeitsstromes
widerstehen kann. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Dicke der Düsenspitze
zu der Breite der kleinsten Öffnung
gleich oder kleiner als etwa 2,0, mehr bevorzugt gleich oder kleiner
als etwa 1,5 und insbesondere bevorzugt gleich oder kleiner als
etwa 1,0.
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Anstatt
die Düse
mit einer zylindrisch geformten Leitung auszubilden, wie dieses
in den 1 bis 5 gezeigt ist, ist es möglich, geometrisch
anders geformte Leitungen zu verwenden. Zum Beispiel können hierfür rechteckige,
elliptische oder polygonförmige
Geometrien verwendet werden.
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Die
Düse zur
Verwendung bei der vorliegenden Erfindung hat bevorzugt eine Einrichtung
zum Vereinigen eines Flüssigkeitsstromes
und eines Dispersionsmittels stromaufwärts der Düsenspitze, um einen gleichförmig gemischten
dispergierten Flüssigkeitsstrom
zu liefern. Der Ausdruck „gleichförmig gemischt" bedeutet, dass die
Punkt für
Punkt betrachteten Volumenfraktionen von Flüssigkeit und Gas sehr konstant über den
Querschnittsbereich der Düse
sind. Zum Beispiel kann der Flüssigkeitsstrom über das
gesamte Dispersionsmittel als Fäden
oder Bänder
oder große
oder kleine Tropfen ausgebildet sein. Jedes Mittel, das geeignet ist,
das Dispersionsmittel und den Flüssigkeitsstrom
zu kombinieren, kann verwendet werden, solange der dispergierte
Flüssigkeitsstrom
gleichförmig
gemischt ist.
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Eine
bevorzugte Mischeinrichtung, die in Verbindung mit einer Düse verwendet
werden kann, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird,
ist in 6 dargestellt. In 6 ist eine
Düse 98 dargestellt,
die einen initialen Zerstäu ber 100,
einen Expansionsbereich 114 und ein Düsenrohr 2 aufweist.
Der initiale Zerstäuber 100 hat
eine Hauptleitung 108 zur Aufnahme eines Stromes eines
Dispersionsmittels 126 durch einen Einlass 102,
und eine sekundäre
Leitung 106 zur Aufnahme eines Flüssigkeitsstromes 128 über einen
Einlass 120. Die Hauptleitung ist zylindrisch geformt und
hat eine zentrale Längsachse 130,
die mit der zentralen Längsachse
(nicht dargestellt) der sekundären
Leitung zusammenfällt
und koaxial mit der zentralen Längsachse 4 des
Düsenrohres
ausgerichtet ist. Zumindest ein Bereich der sekundären Leitung
ist innerhalb der Hauptleitung gelegen, um eine ringförmige Passage
für das
Dispersionsmittel 126 zwischen der äußeren Oberfläche 135 der
sekundären
Leitung und der inneren Oberfläche
der Hauptleitung zu bilden. Vorzugsweise entspricht der Innendurchmesser
der Hauptleitung etwa dem 1,1- bis 2,2-fachen des äußeren Durchmessers der sekundären Leitung.
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Der
Flüssigkeitsstrom 128 und
das Dispersionsmittel 126 werden dadurch gemischt, dass
das Dispersionsmittel durch Perforationen 112 in der Wand 134 der
sekundären
Leitung gerichtet wird. Der Flüssigkeitsstrom 128 wird
kräftig
mit dem Dispersionsmittel vermischt, wenn die Flüssigkeit durch den Ausgang 124 des initialen
Zerstäubers 100 strömt, sodass
ein dispergierter Flüssigkeitsstrom 116 gebildet
wird.
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Die
Perforationen 112 in der sekundären Leitung 106 sind
vorzugsweise im rechten Winkel zu der Wand 134 der sekundären Leitung
durch diese gebohrt. Ebenso bevorzugt sind die Perforationen 112 im
Bereich eines halben Zolls zu dem Auslass 124 des initialen
Zerstäubers
angeordnet. Bei einer bevorzugteren Ausführung (nicht dargestellt) sind
zwei Reihen von Perforationen 112 vorgesehen, wobei jede
Reihe acht Perforationen aufweist, die gleichmäßig um den Umfang der Wand 134 der
sekundären
Leitung verteilt sind. Wenn es gewünscht ist, können die
Perforationen 112 stromabwärts zu dem Ausgang 124 des
initialen Zerstäubers verschoben
werden oder mit zusätzlichen
Einrichtungen kombiniert werden, um das Dispersionsmittel 126 mit dem
Flüssigkeitsstrom
zu vermischen, so zum Beispiel mit Rohren, die innerhalb der sekundären Leitung
gelegen sind.
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Der
dispergierte Flüssigkeitsstrom 116 aus
dem Auslass 124 wird in den Expansionsbereich 114 abgegeben.
Im Falle von zylindrisch geformten sekundären Leitungen und Hauptleitungen
weist der Expansionsbereich 114 vorzugsweise einen abgestumpften
invertierten Kegelbereich auf. Vorzugsweise weist der Expansionsbereich 114 einen
inneren Durchmesser am Einlass 120 des Expansionsbereiches 114 auf,
der annähernd
oder gleich dem inneren Durchmesser des Auslasses 124 des
initialen Zerstäubers
ist. Der Durchmesser des Auslasses 138 des Expansionsbereiches 140 hat
vorzugsweise einen Durchmesser, der etwa gleich dem Durchmesser
des Düsenrohres 2 am
Einlassende 3 des Düsenrohres
ist. Die Wand 143 des Expansionsbereiches bildet vorzugsweise
einen Winkel α mit
der Wand 139 der Hauptleitung 108 zwischen 15° und etwa 30°, insbesondere
bevorzugt zwischen etwa 10° und
etwa 25° und
hierbei vorzugsweise etwa 15°.
Der Expansionsbereich kann ebenfalls komplexere Geometrien aufweisen,
so zum Beispiel solche, die bei Venturi-Metern oder bei Vergasungsanlagen
verwendet werden, jedoch sind solche Formen schwieriger herzustellen
und teurer.
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Eine
weitere bevorzugte Mischeinrichtung, die mit der Düse, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, angewendet werden
kann, ist in den US-Patenten
5,289,976 und 5,306,418 von Dou et al. beschrieben (auf die im Folgenden
mit der Bezeichnung „Dou" Bezug genommen wird).
Dou beschreibt eine Mischeinrichtung, die Teil einer Düse ist.
Dou beschreibt eine Mischeinrichtung, die einen initialen Zerstäuber und
einen Expansionsbereich ähnlich
zu denen, die in 6 beschrieben wurden, und einen
Aufprallstopfen auf weist, der innerhalb des Expansionsbereichs gelegen
ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Mischeinrichtung bei Dou ohne den Aufprallstopfen verwendet,
wie in 6 gezeigt.
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In
der Mischeinrichtung in 6 oder bei Dou ist die Länge 141 des
Düsenrohres 2 zwischen
dem Auslass 138 des Expansionsbereiches und der Düsenspitze 14 lang
genug, damit es dem dispergierten Flüssigkeitsstrom erlaubt wird,
sich vollständig
in den größeren Quertschnittsbereich
des Düsenrohres
zu verlangsamen. Vorzugsweise ist die Länge des Düsenrohres zwischen dem Auslass
des Expansionsbereiches und der Düsenspitze zumindest 1,5 und
noch bevorzugter zwischen etwa 2,0 und etwa 4,0 mal dem inneren
Durchmesser am Auslass zu dem Expansionsbereich.
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Andere
geeignete Mischeinrichtungen, die in der Düse, die gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, eingeschlossen sind, sind zum Beispiel Spiralmischer,
Schaufelmischer, statische Mischer oder Kombinationen hieraus. Eine
oder mehrere Mischeinrichtungen können auch außerhalb
der Düse
angeordnet werden, sodass die Düse
mit einem dispergierten Flüssigkeitsstrom
gefüllt
wird. Vorzugsweise ist jedoch die Mischeinrichtung als Teil der
Düse in
dieser angeordnet.
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In
Abhängigkeit
von der gewählten
Mischeinrichtung kann der dispergierte Flüssigkeitsstrom, der sich der
Düsenspitze
nähert,
noch eine Rest-Wirbelbewegung
aufweisen. Vorzugsweise wird diese Rest-Wirbelbewegung eliminiert,
bevor der dispergierte Flüssigkeitsstrom
die Düsenspitze
erreicht. So zum Beispiel können gerade
Schaufeln stromabwärts
der Mischeinrichtungen installiert werden, um jede Rest-Wirbelbewegung
zu eliminieren.
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Die
Düse einschließlich der
Düsenspitze
kann aus jedem Material konstruiert werden, das geeignet ist, den
Temperaturen, Drücken
und Chemikalien zu widerstehen, denen die Düse während des Betriebes einer FCC-Katalysator-Cracking-Einheit
ausgesetzt ist. Zum Beispiel muss die Düsenspitze aus Materialien hergestellt
werden, die den Temperaturen und dem Abrieb des Katalysators innerhalb
des Steigbereiches einer FCC-Katalysator-Cracking-Einheit widerstehen.
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Bei
dem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein dispergierter Flüssigkeitsstrom, der einen Flüssigkeitsstrom
und ein Dispersionsmittel enthält,
durch zumindest einen Teil der Düse,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und durch die Öffnungen
der Düsenspitze
geleitet, um einen fächerförmigen Sprühstrahl
zu erzeugen. Der dispergierte Flüssigkeitsstrahl
wird, bevor er die Düsenspitze
erreicht, gleichförmig
gemischt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden ein Flüssigkeitsstrom
und ein Dispersionsmittel in der Düse miteinander kombiniert,
wozu eine Mischeinrichtung verwendet wird, um den dispergierten
Flüssigkeitsstrom
zu bilden. Wie vorher bereits erwähnt, kann jede Mischeinrichtung
verwendet werden, solange der dispergierte Flüssigkeitsstrom gleichförmig gemischt
ist, bevor er die Düsenspitze
erreicht. Vorzugsweise weist die Mischeinrichtung eine initiale
Zerstäuberzone
und einen Expansionsbereich auf, wie in 6 dargestellt.
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Der
Anteil des Dispersionsmittels zu dem Flüssigkeitsstrom, der die Düse verlässt, wird
eingestellt, um eine adäquate
Zerstäubung
des Flüssigkeitsstromes
zu erzeugen. Die Menge des Dispersionsmittels, basierend auf dem
Gesamtgewicht des Flüssigkeitsstromes,
der die Düse
verlässt,
beträgt
vorzugsweise zwischen 0,5 Gewichts-% und etwa 5,0 Gewichts-%, und
insbesondere bevorzugt zwischen etwa 1,0 Gewichts-% und etwa 3,5
Gewichts-%.
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Der
Flüssigkeitsstrom,
der in dem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung nützlich
ist, ist jeder Strom, der eine Flüssigkeit enthält, die
zerstäubt
werden soll. Der Flüssigkeitsstrom
kann optional auch Additive enthalten, so zum Beispiel oberflächenaktive
Mittel, um die Zerstäubung
zu unterstützen.
Vorzugsweise enthält
der Flüssigkeitsstrom
zumindest 80 Gewichts-% und insbesondere bevorzugt zumindest 90
Gewichts-% an Flüssigkeit.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Flüssigkeitsstrom
ein Kohlenwasserstoff-Zufuhrmaterial, das katalytisch gekrackt werden
soll. Das Kohlenwasserstoff-Zufuhrmaterial kann jedes beliebige
Material sein, das üblicherweise
in einer kommerziellen fluidischen Katalysator-Cracking-Einheit
verarbeitet wird. Vorzugsweise siedet das zu verwendende Kohlenwasserstoff-Zufuhrmaterial
bei einer Temperatur von mindestens 400°F und insbesondere bevorzugt
zwischen 400°F
und etwa 1000°F.
Solche Kohlenwasserstoff-Zuführmaterialien
umfassen zum Beispiel jungfräuliche Gasöle, ringförmige Gasöle, reduzierte Öle und Reststoffe.
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Das
Dispersionsmittel kann jede Gas enthaltende Strömung sein, die fähig ist,
den Flüssigkeitsstrom zu
dispergieren. Vorzugsweise enthält
das Dispersionsmittel zumindest 75 Gewichts-% und insbesondere bevorzugt
zwischen etwa 90 und 100 Gewichts-% Gas, basierend auf dem Gesamtgewicht
des Dispersionsmittels. Das Dispersionsmittel kann zum Beispiel
Dampf, Luft, Brenngas, Butan, Naphtha, andere gasförmige Kohlenwasserstoffe,
Stickstoff oder ein Edelgas sein, wie zum Beispiel Argon, Helium
oder Kombinationen hieraus. Vorzugsweise ist das Dispersionsmttel
Dampf.
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Die
Düse, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird vorzugsweise
in einer Düsenanordnung
verwendet, die zumindest drei und bevorzugt zwischen etwa sechs
und etwa acht Düsen
enthält.
Die Düsen
in dieser Düsen anordnung
sind vorzugsweise radial um den Umfang einer Querschnittsfläche, die
besprüht
werden soll, angeordnet. Ebenso sind die Düsen vorzugsweise in gleichen
Winkelintervallen um den Umfang der zu besprühenden Querschnittsfläche verteilt.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
sind die Düsen
so montiert, dass der Sprühstrahl
aus jeder Düse
die Sprühstrahlen
einer oder mehrere anderer Düsen überlappt
und schneidet. Insbesondere bevorzugt sind die Düsen so montiert, dass der Sprühstrahl
aus jeder Düse
die Sprühstrahlen
der benachbarten Düse überlappt
und die Sprühstrahlen
gegenüberliegender
Düsen schneidet.
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Die
Düsenanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann bei jeder Anwendung verwendet werden, wo es gewünscht ist,
eine Flüssigkeit
in einen flachen fächerförmigen Sprühstrahl
zu zerstäuben.
Zum Beispiel kann die Düse,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dazu verwendet
werden, flüssige Reaktionsstoffe
in verschiedene Typen von Reaktionsgefäßen zu injizieren, ein flüssiges Additiv über einen großen Bereich
zu dispergieren (zum Beispiel eine Antischaum-Chemikalie auf eine
Schaumschicht), eine Kühlflüssigkeit
in eine Gasphase zu sprühen
oder zerstäubtes
Wasser für
Brandbekämpfungsverfahren
zu liefern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird die Düsenanordnung
dazu verwendet, ein Kohlenwasserstoff-Zuführmaterial in einer katalytische
Cracking-Einheit zu zerstäuben.
Vorzugsweise wird die Düse,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dazu verwendet,
Kohlenwasserstoff-Zuführmaterial
in einen Steigbereich einer katalytischen Konversionszone oder in
einen dichten Flüssigkeitsbettreaktor
zu sprühen.
Insbesondere werden die Düsen
dazu verwendet, das Kohlenwasserstoff-Zuführmaterial in einen Steigbereich
in einer katalytischen Konversionszone zu sprühen.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
für eine
Düsenanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in den 7A und 7B dargestellt. 7A zeigt
eine Düsenanordnung 232 gemäß der vorliegenden
Erfindung, die mit einem Steigbereich 200 eines FCC-Reaktors 190 verbunden
ist. Die Düsen 234 sind
leicht nach oben in den Steigbereich 200 mit einem Winkel β gerichtet.
Der Winkel β wird
definiert als der Winkel zwischen der vertikalen Längsachse 228 des
Steigbereiches und der zentralen Längsachse 4 des Düsenrohres.
Vorzugsweise liegt der Winkel β zwischen
ungefähr
10° und
etwa 90°,
insbesondere bevorzugt zwischen etwa 10° und 80° und in der bevorzugten Ausführungsform
zwischen etwa 10° und
45°.
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Der
vertikale Abstand 240 von der Düse 234 bis zu der
Transferlinie 245 für
den regenerierten Katalysator ist so gewählt, dass der fluidisierte
Katalysatorstrom ein sehr gleichförmiges Geschwindigkeitsprofil über den
Querschnitt des Steigbereiches aufweist, nachdem er um die scharfe
Krümmung
an der Basis des Steigbereiches geflossen ist. Der vertikale Abstand 240 entspricht
vorzugsweise zumindest etwa dem 1,0-fachen bis zum 1,5-fachen und
insbesondere bevorzugt zumindest dem 2,0-fachen bis etwa dem 4,0-fachen
des inneren Durchmessers des Steigbereiches. Der vertikale Abstand 240,
wie in 7A dargestellt, wird von der zentralen
Längsachse 4 des
Düsenrohres 2 bis
zu der zentralen Längsachse 247 der
Transferleitung 245 für den
regenerierten Katalysator an der Innenwand 220 des Steigbereiches 200 gemessen.
Die Düsenanordnung gemäß der vorliegen
Erfindung kann ebenfalls in einem Steigbereich verwendet werden,
der keine scharfen Biegungen aufweist und in denen der Katalysator
statt dessen durch nur schwach gekrümmte Biegungen strömt, um die
Injektionszone für
das Kohlenwasserstoff-Zuführmaterial
zu erreichen.
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7B zeigt
eine Aufsicht auf eine Düsenanordnung 232,
in einer Blickrichtung vertikal abwärts in den Steigbereich. Wie
in 7B gezeigt, weist die Düsenanordnung 232 sechs
radial angeordnete Düsen 234 auf, wobei
jede Düse 234 jeweils
fünf Öffnungen
aufweist. Jede Düse
ragt vorzugsweise minimal in den Steigbereich um einen radialen
Abstand 222 hinein, der gerade ausreichend groß gewählt ist,
um sicherzustellen, dass die Gesamtdüsenspitze innerhalb der Innenwand 220 trotz
des Inklinationswinkels β gelegen
ist. Die Düsen 234 sind
so ausgerichtet, dass die Länge
der Öffnungen
(nicht dargestellt) in den Düsenspitzen
im Wesentlichen vertikal in bezug zu der vertikalen Längsachse 228 des
Steigbereichs sind. Wie oben beschrieben, resultiert diese Orientierung
der Öffnungen
in der Düsenspitze
in einem horizontalen fächerförmigen Sprühstrahl. Es
ist unerwartet, dass eine solche Orientierung der Öffnungen
in einem flachen fächerförmigen Sprühstrahl resultiert,
da in der Vergangenheit eine Öffnung,
die horizontal in bezug zu der Längsachse
des Steigbereiches ausgerichtet ist, allgemein verwendet wurde,
um einen flachen Sprühstrahl
zu erzeugen. Obwohl es nicht beabsichtigt ist, die Theorie einzuschränken, so
wird diesseits geglaubt, dass entsprechend vertikale Öffnungen einen
flachen horizontalen Sprühstrahl
nicht durch Formung erzeugen, sondern durch Scherkräfte, die
erzeugt werden, wenn der Flüssigkeitsstrom über die
vertikalen Ränder
der Öffnungen
an den inneren und äußeren Flächen der
Düsenspitze
strömt.
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Die
Düsen in 7B sind
um den Umfang des Steigbereichs mit Abstand angeordnet, sodass jede Düse einen
Sprühstrahl 246 erzeugt,
der die Sprühstrahlen
von zwei benachbarten Düsen
schneidet. Durch eine solche Konfiguration werden individuelle Mischzellen 248 gebildet,
um die Quervermischung des Kohlenwasserstoff-Zuführmaterials und des festen
Katalysators zu verbessern. Wie in 7 gesehen
werden kann, ist jede Düse
so orientiert, dass der Sprühstrahl
des Flüssigkeitsstromes
von dem zentralen Schlitz radial nach innen in den Steigbereich
gerichtet ist, wohingegen die Sprühstrahlen des Flüssigkeitsstroms
aus den ersten und zweiten entfernten Schlitzen außerhalb
des Zentrums in den Steigbereich gerichtet werden. Mit Sprühstrahlen
aus jeder Düse,
die außerhalb
des Zentrums und durch des Zentrums verlaufen, resultiert ein Sprühstrahl,
der den gesamten Steigbereich „kreuzschraffiert", um den Grenzflächenbereich
zu maximieren, in dem der feste Katalysator mit dem Kohlenwasserstoff-Zuführmaterial
in Kontakt kommt. Zusätzlich
zu einer radialen Montage der Düsen
ist es möglich,
die Düsen
axial zu montieren, jedoch ist dieses nicht so bevorzugt, da flache
fächerartige
Sprühstrahlen
effektiver sind, um die Querschnittsfläche des Steigbereiches zu bedecken, wenn
sie radial abgegeben werden.
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BEISPIELE
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Die
Düse, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wurde getestet, um
ihre Effektivität
bei der Erzeugung eines fächerförmigen Sprühstrahls
aus feinen Flüssigkeitströpfchen zu
bestimmen. Eine Düse mit
einem Innendurchmesser von 6 Zoll an der Spitze und ähnlich der
Düse in 4,
wurde mit verschiedenen Düsenspitzen
getestet. Die Spitze wurde aus einem gedrehten Acrylrohr konstruiert.
Alternative Düsenspitzen, die
in der Form, der Anzahl der Öffnungen,
der Ausrichtung der Öffnungen
und der Öffnungsgröße variierten, wurden
als PVC-Rohrdeckel mit üblichem
Gewinde, als flache Metallscheiben oder als LexanTM-Scheiben
hergestellt. Die Scheiben wurden am Durchmesser des Düsenendes
durch einen geschraubten PVC-Kragen festgehalten.
-
Wasser
und Luft wurden verwendet, um das Zerstäuben einer Mischung eines Kohlenwasserstoff-Zuführmaterials
(als Flüssigkeitsstrom)
und Dampf (als Dispersionsmittel) in einer FCC-Einheit zu simulieren.
Die Flussraten von Wasser und Luft wurden gewählt, um akkurat das Flussverhalten
der tatsächlichen
Zwei-Phasen-Mischung von Dampf und Kohlenwasserstoff-Zuführ material
zu reproduzieren, indem entsprechende fluidmechanische Gruppen angepasst
wurden. Luft wurde zu der Düse
mit einem Einlassdruck von etwa 50 pounds per square inch gauge
(psig) zugeführt,
nachdem sie auf 10°F
gegenüber
der Umgebungstemperatur mit einem mit Kühlrippen versehenen Nachkühl-Ventilator
abgekühlt
wurde. Wasser wurde der Düse
mit Umgebungstemperatur von etwa 60°F und einem Druck von 20psig
bis 30psig zugeführt.
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Die
Düsenanordnung
wurde an einem Stahlgestell horizontal befestigt und stationär gegen
einen Rückschub
durch Zementgewichte gehalten, um einen Sprühstrahl horizontal abzugeben.
Der statische Druck wurde an verschiedenen Orten längs der
Länge der
Düse überwacht.
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Die
Tropfengröße des dispergierten
Flüssigkeitsstroms,
der die Düse
verließ,
wurde gemessen, indem ein Model 700 Spray Analysis System der Firma
Greenfield Instruments, Inc. verwendet wurde. Der Analysator wurde
32 Zoll von der Düsenspitze
entfernt angeordnet, um eine gleichmäßige Tropfenbildung zu gewährleisten,
bevor der Sprühstrahl
untersucht und die radiale Distanz an einen großen FCC-Steigbereich angenähert wurde.
Der Analysator arbeitete, indem momentane Bilder der Tröpfenpopulation
aufgenommen wurden, die dann durch einen Computer in Termen von
Pixeln quantifiziert wurden. Das Volumen und die Oberfläche wurden
dann für
die Tropfen durch eine Software berechnet, um einen mittleren Sauter-Durchmesser
zu bestimmen (d.h. den Durchmesser einer Kugel, die das gleiche
Verhältnis
zwischen Volumen zur Oberfläche
wie die vollständige
Tröpfchenpopulation
aufweist).
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Bei
jedem Experiment wurde die zu testende Düsenspitze mit der Düse fest
verbunden, und die Flussraten für
Luft und Wasser wurden so eingestellt, um eine Mischung von 12.500
Barrels pro Tag eines Kohlenwasserstoff- Zuführmaterial
pro Düse
und 3,2 Gewichts-% Dampf auf der Basis des Gewichtes des Kohlenwasserstoff-Zuführmaterials
zu simulieren. Sobald ein Gleichgewichtszustand erreicht wurde,
wurden die Druckwerte längs
der Länge
der Düse
aufgezeichnet und die Sprühmuster
wurden beobachtet. Ebenso wurde die Tropfengröße des dispergierten Flüssigkeitsstroms,
der die Düse
verließ,
gemessen. Nach der Sammlung von Tropfendaten wurden das Druckprofil
und die Flussdaten erneut geprüft,
um sicherzustellen, dass keine signifikate Änderung vorlag.
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Die
Dimensionen der verschiedenen getesteten Düsenspitzen sind in Tabelle
1 dargestellt. In Tabelle 1 waren die Öffnungen der Düsenspitze
schlitzförmig
und symmetrisch um die Mittellinie der Düse angeordnet. Die Dicke der
getesteten Düsenspitzen
lag im Bereich zwischen 3/8 Zoll bis ½ Zoll. Tabelle
1: Dimensionen der Düsenspitze
- 1 Beispiele, C1
und C2 sind Vergleichsbeispiele.
- 2 H bedeutet, dass die Öffnungen
horizontal, und V bedeutet dass die Öffnungen vertikal in Bezug
zu der Mittellinie der Düse
orientiert sind.
- 3 Der Winkel ϕ ist der Winkel
zwischen der zentralen Längsachse
der Öffnung
und der zentralen Längsachse des
Düsenrohres.
Der Winkel ϕ0 ist der Winkel der Öffnung an
der Mittellinie der Düse, ϕ1 ist der Winkel der ersten entfernten Öffnungen
und ϕ2 ist der Winkel der zweiten
entfernten Öffnungen.
- 4 Die Breite ist die kürzere Dimension
der Öffnung.
Für vertikale Öffnungen
läuft die
Breite senkrecht zu der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze,
und für
horizontale Öffnungen
läuft die
Breite parallel zu der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze.
W0 ist die Breite der Öffnung an der Mittellinie der
Düse, W1 ist die Breite der ersten entfernten Öffnungen
und W2 ist die Breite der zweiten entfernten Öffnungen.
- 5 Die Länge ist die längere Dimension
der Öffnungen.
Für vertikale Öffnungen
läuft die
Länge parallel
zu der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze und für horizontale Öffnungen
läuft die
Länge senkrecht
zu der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze.
- 6 Die Form der Düsenspitze. Ein Deckel ist ein
Dom, der auf der äußeren Seite
konkav ist. Eine Scheibe ist flach und senkrecht zu der zentralen
Längsachse
des Düsenrohres.
- 7 Der Abstand ist die Rand- zu Randdistanz
zwischen benachbarten Öffnungen,
gemessen längs
der äußeren Oberfläche der
Spitze. S1 ist die Distanz zwischen der
zentralen und der ersten entfernten Öffnung oder, falls keine Öffnung vorhanden
ist, ist S1 die Distanz zu den zwei ersten
entfernten Öffnunungen.
S2 ist die Distanz zwischen der ersten entfernten
und der zweiten entfernten Öffnung.
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Die
Ergebnisse für
die getesteten Düsenspitzen
sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie man von den Beispielen 3 bis 11 in
Tabelle 2 sehen kann, ist die Düse
gemäß der vorliegenden
Erfindung wirkungsvoll bei der Zerstäubung eines Flüssigkeitsstroms
in einen fächerartigen
Sprühstrahl
mit feinen Flüssigkeitstropfen.
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Im
Vergleich hierzu lieferten horizontal ausgerichtete Öffnungen
(Vergleichsbeispiele C1 und C2) einen Sprühstrahl mit größeren Tropfen
und einem kleineren horizontalen Sprühwinkel. Zusätzlich lieferte
die einzige horizontal orientierte Öffnung (Vergleichsbeispiel
C1) einen rundgeformten Sprühstrahl,
wohingegen die Sprühstrahlen
der Düsen
in den Beispielen 3 und 11 relativ flach und fächerförmig waren. In den Beispielen 3
bis 5 hatten alle Öffnungen
an der Düsenspitze
einen Winkel θ zwischen
der zentralen Längsachse
der Öffnung
und der zentralen Längsachse
des Düsenrohres
mit dem Wert 0. Die Beispiele 6 bis 11 haben im Vergleich zu den
Beispielen 3 bis 5 einen graduell anwachsenden Winkel θ der Öffnungen,
wenn der Abstand der Öffnung
von der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze anwuchs. Die Ergebnisse
der Beispiele 6 bis 11 zeigen im Vergleich mit den Beispielen 3
bis 5, dass der horizontale Sprühwinkel
erhöht
werden kann, indem der Winkel θ der Öffnung größer gemacht
wird, wenn der Abstand der Öffnung
von der vertikalen Mittellinie der Düsenspitze anwächst. TABELLE
2: Effektivität
der Düsenspitze
- 8 Der Druckabfall
ist der statische Druck des Flüssigkeitsstromes,
gemessen am Einlass der Sekundären
Leitung in 6, wenn die Düse in die
Atmosphäre
abspritzt.
- 9 Mittlerter Sauter-Durchmesser der
Tropfengröße.
- 10 Grenzwinkel des Sprühstrahles
in einer horizontalen Ebene, die die zentrale Längsachse des Düsenrohres enthält.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Vorhergehenden in Bezug auf bestimmte
bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, ist es offensichtlich für einen Fachmann, dass zahlreiche
Modifikationen und Variationen bei diesen Konstruktionen ausgeführt werden
können.
Die Beschreibungen dienen lediglich der beispielhaften Darstellung
und sind nicht für
die Erfindung beschränkend,
die in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.