EA002389B1 - Устройство и способ ожижения твердых частиц в газовом потоке - Google Patents

Abstract

Псевдоожиженный слой газа и твердых частиц формируется внутри контактирующего элемента (10), который содержит пары плоских участков (14), расположенные в пересекающихся плоскостях. Каждый плоский участок (14) имеет одну или несколько перемычек (16) и одну или несколько открытых щелей (18), смежных с каждой перемычкой, причем перемычки (16) и щели (18) устроены таким образом, что перемычка на одном из плоских участков (14) пересекает щель (18) на парном плоском участке. Псевдоожиженный слой может быть образован частицами катализатора, ожиженными при помощи газового потока, такими как частицы катализатора в стриппере и/или регенераторе FCC системы.

Description

Настоящее изобретение, в целом, имеет отношение к псевдоожиженным слоям, в которых твердая фаза (твердые частицы) и флюиды текут в противотоке, а более конкретно, к использованию внутренних конструкций для улучшения контакта между твердой фазой и флюидами в псевдоожиженном слое.

Псевдоожиженные слои часто используют в химических и нефтехимических процессах, в процессах горения, а также в процессах другого типа для содействия интенсивному перемешиванию и тесному контакту потоков флюидов и твердых частиц в резервуаре. Указанный ввод в тесный контакт может быть использован для достижения эффективной теплопередачи и массообмена и/или для осуществления химической реакции между потоками флюидов и твердых частиц, причем флюиды могут быть нанесены в виде покрытия на твердые частицы или увлечены вместе с твердыми частицами. Псевдоожиженные слои обычно создают путем пропускания потока флюида, которым обычно является поток пара, вверх через слой небольших твердых частиц, с расходом, достаточным для суспендирования (взвешивания в потоке) частиц и обеспечения турбулентного перемешивания твердых частиц. Нижняя граница псевдоожиженного слоя формируется на уровне впуска потока флюида или сразу под ним. Верхняя граница варьирует в зависимости от скорости потока флюида и формируется на том уровне, где флюид освобождается от частиц. Скорость течения флюида поддерживают выше той, при которой образуется суспензия твердых частиц, и ниже той скорости, которая приводит к выносу частиц из резервуара или к выносу частиц выше желательного уровня верхней границы.

В некоторых типах псевдоожиженных слоев твердые частицы остаются взвешенными в псевдоожиженном слое и отсутствует чистый направленный вниз поток твердых частиц. В других типах псевдоожиженных слоев твердые частицы постоянно добавляются сверху и удаляются снизу псевдоожиженного слоя, так что имеется результирующее течение вниз твердых частиц в противотоке с течением вверх флюида. В том и другом типах псевдоожиженных слоев обычно желательно снизить канализирование флюида через твердые частицы и формирование застойных зон флюида или твердых частиц в псевдоожиженном слое. Также может быть желательно, особенно в случае противоточных псевдоожиженных слоев, понизить рециркуляцию или обратное перемешивание твердых частиц и флюида внутри псевдоожиженного слоя, так как обратное перемешивание может отрицательно сказываться на эффективности конкретных процессов, протекающих внутри псевдоожиженного слоя.

Примерами псевдоожиженного слоя с противотоком флюида и твердых частиц являются некоторые типы стрипперов (отгоночных ко лонн) и регенераторов, которые используют в каталитическом крекинге флюида или в системах ТСС. В таких системах ТСС промежуточные углеводороды с высокой температурой кипения распыляются и входят в контакт при высокой температуре с псевдоожиженными частицами катализатора в реакторе, при этом происходит крекинг углеводородов с получением продуктов реакции с меньшей температурой кипения, таких как бензин. После этого производят разделение продуктов реакции и частиц катализатора, например, в циклоне, и отдельную дополнительную обработку каждого потока. Обычно частицы катализатора непрерывно удаляют из реактора и проводят их дополнительную обработку, сначала в стриппере катализатора для удаления (отгонки) летучих углеводородов, а затем в регенераторе для удаления нелетучего содержащего углерод материала, который называют коксовым остатком и который осаждается на частицах катализатора в ходе реакционного процесса и снижает эффективность катализатора. В стриппере катализатора увлеченные, внедренные и адсорбированные летучие углеводороды удаляют из катализатора в псевдоожиженном слое при помощи противоточного ввода в контакт катализатора с потоком текущего газа, такого как водяной пар, в процессе, именуемом отгонкой (десорбцией). Удаление таких остаточных углеводородов из катализатора является желательным, так как эти углеводороды могут быть рекуперированы и возвращены в процесс в качестве продукта реакции, вместо того, чтобы поступать вместе с частицами катализатора на регенератор, где они будут сгорать, создавая повышение потребления воздуха в регенераторе. Сжигание остаточных углеводородов в регенераторе может также способствовать деградации катализатора при воздействии на него высоких температур. С выхода стриппера частицы катализатора поступают в регенератор, где коксовый остаток и любые остаточные углеводороды сгорают при пропускании частиц катализатора через псевдоожиженный слой в противотоке с окисляющим газом, типично воздухом, в процессе, именуемом регенерацией. Регенерированные частицы катализатора затем возвращают в реактор для каталитического крекинга углеводородов. В стриппере и регенераторе системы ТСС желательно, чтобы все частицы катализатора и потоки флюида проходили через псевдоожиженные слои в режиме полного противотока, без канализирования и обратного перемешивания, причем все частицы катализатора и потоки флюида должны проходить через псевдоожиженные слои в течение заданных временных интервалов, что известно как условие пробкового (поршневого) режима (двухфазного) потока, для того, чтобы могли быть получены лучшие и более предсказуемые эффективности процесса.

Было обнаружено, что системы со случайной насадкой, которые используют для приближения к условию указанного пробкового режима в противоточных системах с протеканием газа и жидкости, не обязательно хорошо работают в противоточных системах с газом и твердыми частицами, так как твердые частицы могут застревать в неаэрированных застойных зонах внутри насадки. При проведении испытаний методом проб и ошибок было отмечено, что некоторые насадки типа решетки, такие как содержащие шевронные, дисковые или кольцевые элементы, обладают относительной эффективностью в обеспечении снижения скорости перемешивания твердой фазы вверху и внизу в полностью псевдоожиженных слоях. Однако такие насадки типа решетки могут снижать количество флюидов и твердой фазы, которое может быть пропущено через псевдоожиженный слой, так как эти насадки побуждают флюиды и твердую фазу протекать по ограниченному пути. Кроме снижения производительности, указанные насадки часто имеют узкий диапазон приемлемых эффективностей обработки при ограниченных расходах газа. Кроме того, такие насадки позволяют образование крупных пузырьков в псевдоожиженном слое, что имеет множество нежелательных последствий, в том числе снижение эффективности контакта между газом и твердой фазой, усиление обратного перемешивания твердой фазы за счет подъема вверх твердых частиц газовыми пузырьками, и усиление увлечения твердых частиц в разбавленную фазу над псевдоожиженным слоем в результате прорыва крупных газовых пузырьков вверх через псевдоожиженный слой. Поэтому существует необходимость использования элементов насадки, которые меньше ограничивают поперечное сечение потока в псевдоожиженном слое, позволяют работать в более широком диапазоне скоростей газа и снижают образование крупных газовых пузырьков в псевдоожиженном слое.

Обычно используют статические элементы перемешивания в виде жестких форм для обеспечения полного перемешивания, массопереноса, теплопередачи или проведения химической реакции в потоках текучих сред, протекающих параллельно в трубах, резервуарах или иных трубопроводах. Эти элементы могут иметь различную форму, но обычно используют стационарные дефлекторы, которые расщепляют, срезают, а потом рекомбинируют потоки флюидов и твердых частиц, пока не будет получен однородный поток. Статические смесители обычно имеют специализированную конструкцию в зависимости от вида применения, такого как параллельное протекание потоков жидкости, жидкости и твердых частиц или газа и твердых частиц, так как хорошие характеристики для одного вида применения не обязательно гарантируют хорошую или даже приемлемую работу смесителя в другом виде применения.

Было предложено использовать один из типов статических смесительных элементов, обычно именуемый как 8МУ элемент, в псевдоожиженных слоях жидкости и твердых частиц, что позволяет достигать более высоких концентраций твердых частиц при некоторых состояниях потока жидкости. 8МУ элемент содержит связку волнистых листов, установленных таким образом, что рифления смежных листов находятся в контакте друг с другом и идут под углом друг к другу, что позволяет формировать пути течения жидкости и твердой фазы вдоль вершин и впадин рифлений. Однако неизвестно воздействие 8МУ элемента на обратное перемешивание твердой фазы и возможность его использования не в псевдоожиженных слоях жидкости и твердых частиц, а в псевдоожиженных слоях газа и твердых частиц.

В патенте США № 5,716,585 предложено использовать волнистые листы насадки в виде модифицированных 8МУ элементов для облегчения отделения (отгонки) твердой фазы в псевдоожиженных слоях газа и твердых частиц. В этом патенте специально рассмотрен случай использования волнистых листов насадки в стрипперах отработанного (истощенного) БСС катализатора. Однако непроницаемая природа волнистых листов блокирует проход газов и твердой фазы через них и может создавать препятствие для желательного обмена между газом и углеводородами, объединенными с частицами катализатора.

Другой тип статического смесительного элемента раскрыт в патенте США № 4,220,416. Этот элемент содержит пары плоских участков, раздвинутых друг от друга в двух перпендикулярных плоскостях и соединенных вместе вдоль соединительного гребня, причем множество пар плоских участков установлено конец к концу в трубе или ином трубопроводе. Каждый плоский участок содержит, по меньшей мере, одну перемычку, а обычно две или несколько перемычек, которые раздвинуты друг от друга и образуют открытые щели, через которые могут протекать потоки веществ для смешивания. Эти типы элементов могут быть использованы в различных применениях, но оказались особенно полезными для перемешивания вязких полимерных соединений, протекающих в параллельных ламинарных потоках. До настоящего времени нет сведений относительно возможности использования таких элементов в псевдоожиженных слоях.

Задачей настоящего изобретения является создание псевдоожиженного слоя с использованием контактирующего элемента, который снижает обратное перемешивание твердой фазы и газов в псевдоожиженном слое, так что может быть достигнута более высокая степень пробкового режима потока и более высокая эффективность обработки, по сравнению с другими различными типами известных контактирующего элементов.

Задачей настоящего изобретения является также создание псевдоожиженного слоя пара и твердой фазы с использованием контактирующего элемента, который снижает размер образующихся в псевдоожиженном слое газовых пузырьков, так что большая площадь поверхности газа может быть использована для контакта с твердой фазой в псевдоожиженном слое, что приводит к повышению эффективности обработки.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание псевдоожиженного слоя пара и твердой фазы с использованием контактирующего элемента, который обеспечивает более равномерное распределение небольших газовых пузырьков более однородных размеров, чем в случае других различных типов известных элементов, таких как диски или кольца, так что может быть достигнута более высокая эффективность обработки и пониженное увлечение газом твердых частиц.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание псевдоожиженного слоя с использованием контактирующего элемента, который позволяет обеспечить высокую эффективность обработки, при сужении намного меньшего участка площади поперечного сечения псевдоожиженного слоя по сравнению с другими различными типами известных контактирующих элементов, такими как диски или кольца, так что может быть достигнута более высокая пропускная способность флюида и твердых частиц в псевдоожиженном слое.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание псевдоожиженного слоя с использованием контактирующего элемента, который позволяет обеспечить высокую эффективность обработки и пропускную способность в широком диапазоне поверхностных скоростей газа, так что контактирующий элемент может быть использован в применениях с широким диапазоном скоростей газа.

Для решения указанных и других подобных задач в соответствии с настоящим изобретением используют контактирующее устройство, описанное в патенте США № 4.220,416, которое установлено в резервуаре, в псевдоожиженном слое газа с твердыми частицами. Контактирующее устройство содержит один или несколько парных отклоняющих участков, причем каждый отклоняющий участок обычно, но не обязательно, является плоским и содержит множество смещенных (раздвинутых) друг от друга перемычек, идущих под острым углом поперек всего поперечного сечения псевдоожиженного слоя или поперек одного его участка. Парные отклоняющие участки соединены друг с другом с образованием угла, который типично составляет 60 или 90 градусов, но по желанию может быть и иным. Открытые щели, образованные между перемычками на каждом откло няющем участке, позволяют проходить через них потоку газа и твердой фазы.

Совершенно неожиданно было обнаружено, что использование этого типа смесительного устройства в псевдоожиженных слоях газа и твердой фазы обеспечивает более высокую пропускную способность и более высокий общий КПД по сравнению с волнистыми листами и тарелками с дисками и кольцами.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые являются неотъемлемой частью настоящего изобретения. На разных чертежах аналогичные элементы имеют одинаковые позиционные обозначения.

На фиг. 1 схематично показана колонна с псевдоожиженным слоем, которая содержит контактирующие элементы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 схематично показана ЕСС система, в которой используются контактирующие элементы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 3 показан график сравнения полной эффективности очистки (отгонки) при помощи контактирующего элемента в соответствии с настоящим изобретением с другими известными контактирующими элементами.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1, на которой показан схематично контактирующий элемент 10 в соответствии с настоящим изобретением, расположенный в цилиндрическом резервуаре или колонне 12. Колонна 12 представляет собой резервуар, который может иметь квадратное, прямоугольное или другое желательное поперечное сечение, причем эта колонна может быть изготовлена из материалов, позволяющих производить обработку внутри открытой внутренней области, заключенной во внешней оболочке колонны. Колонна 12 может быть использована для проведения различных видов обработки газов и твердых частиц в псевдоожиженном слое, в том числе таких процессов, в которых используют теплообмен, массоперенос и/или химическую реакцию. Например, колонна 12 может быть использована для отгонки углеводородов из истощенного катализатора или для регенерации истощенного катализатора при помощи выжигания из него коксового остатка в процессах каталитического крекинга флюида (ЕСС). Кроме того, колонна 12 может быть также использована для осуществления теплообмена между газами и горячим катализатором в процессе ЕСС и в других процессах, а также для очистки газов от загрязнений, для сжигания угля или другого топлива в процессах генерирования электрической энергии, для сушки твердых частиц и для перемешивания, агломерации твердых частиц или нанесения на них покрытий. Следует иметь в виду, что эти примеры приведены только для иллюстрации конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения и не имеют ограничительного характера.

Контактирующий элемент 10 имеет множество парных отклоняющих участков 14, причем каждый отклоняющий участок 14 имеет, по меньшей мере, одну, а обычно множество смещенных друг от друга перемычек 16, которые идут под острым углом поперек всего поперечного сечения псевдоожиженного слоя или поперек одного из его участков. Открытые щели 18 образованы между смежными перемычками 16 или рядом с ними на каждом отклоняющем участке 14, через которые (щели) может протекать поток газа и твердой фазы. Сами по себе перемычки 16 могут быть перфорированы для обеспечения протекания флюида через них. Парные отклоняющие участки 14 идут в пересекающихся плоскостях и соединяются вместе на одном конце или на промежуточном участке их длины. Перемычки 16 каждого отклоняющего участка 14 установлены таким образом, что они пересекают щели 18, образованные на парных отклоняющих участках 14. Угол, образованный между пересекающимися отклоняющими участками 14, типично составляет 60 или 90 градусов, но по желанию может быть и другим. Перемычки 16 каждого отклоняющего участка 14 обычно лежат в той же плоскости, но по желанию могут лежать и в различных плоскостях. Кроме плоских перемычек 16 могут быть использованы изогнутые перемычки и перемычки другой желательной формы.

Множество пар отклоняющих участков 14 соединено вместе таким образом, что они образуют контактирующие элементы 10. Множество контактирующих элементов 10 может быть установлено конец к концу или с промежутком в колонне 12. Смежные элементы могут быть установлены параллельно друг другу или с поворотом на определенный угол друг относительно друга, например, на 45 градусов, 90 градусов, или на любой иной желательный угол. Угол, образованный между плоскостью каждого отклоняющего участка 14 и продольной осью колонны 12 варьирует в зависимости от выбранного угла пересечения парных отклоняющих участков.

Например, при угле пересечения 90 градусов отклоняющие участки 14 идут под углами 45 и 135 градусов относительно оси колонны. При угле пересечения 60 градусов отклоняющие участки 14 идут под углами 60 и 120 градусов относительно оси колонны.

Размер каждого контактирующего элемента 10 может быть выбран таким образом, чтобы полностью заполнить поперечное сечение колонны 12; однако и множество более мелких элементов 10 может быть установлено бок о бок для заполнения поперечного сечения колонны.

При установке рядом друг с другом элементы 10 могут быть ориентированы одинаково или в различных направлениях, причем они могут образовывать множество рядов, смещенных друг от друга.

В соответствии с настоящим изобретением в части колонны 12 сформирован псевдоожиженный слой 20, в котором установлен контактирующий элемент 10 или множество контактирующих элементов 10. Псевдоожиженный слой 20 образован при помощи (опускающихся) твердых частиц, которые схематично показаны при помощи стрелки 22, и текущего вверх ожижающего газа, который схематично показан при помощи стрелки 24. Твердая фаза 22 имеет заданные размер, форму и состав частиц, а газ 24 имеет заданные состав и скорость. Преимущественно твердые частицы 22 добавляют сверху и удаляют снизу псевдоожиженного слоя 20 непрерывно, так что твердые частицы 22 и газ 24 текут в противотоке через псевдоожиженный слой. Альтернативно, твердые частицы 22 могут оставаться в псевдоожиженном слое 20 до завершения обработки, после чего их удаляют из псевдоожиженного слоя.

Газ 24 после прохода вверх через псевдоожиженный слой 20 поступает в пространство разбавленной фазы над псевдоожиженным слоем и затем может быть пропущен через сепаратор, такой как циклон (не показан), для удаления любых увлеченных твердых частиц, до того, как газ поступит в место промежуточного или окончательного назначения. Твердые частицы 22 после их удаления из псевдоожиженного слоя 20 также могут быть отправлены в место промежуточного или окончательного назначения.

Контактирующий элемент 10 может быть установлен в любом желательном вертикальном местоположении внутри псевдоожиженного слоя 20. В некоторых приложениях желательно устанавливать элемент 10 или множество элементов 10 вблизи от верхней и нижней границ псевдоожиженного слоя 20, в то время как в других приложениях желательно устанавливать указанные элементы на заданном расстоянии от указанных границ. В некоторых других приложениях элементы 10 могут выступать над псевдоожиженным слоем 20 или даже под ним.

Типом обработки внутри псевдоожиженного слоя 20 может быть теплопередача, массообмен, сжигание и/или химическая реакция. Псевдоожиженный слой 20 может быть использован, например, для отгонки углеводородов от отработанного катализатора или для выжигания покрытия коксового остатка на частицах отработанного катализатора в ЕСС системах. ЕСС система с использованием контактирующего элемента 10 показана на фиг. 2. В этой системе летучие углеводороды отгоняют из частиц отработанного катализатора (которые схематично показаны стрелкой 28) в отгоночной колонне 26 перед транспортированием частиц катализатора в регенератор 30, где выжигают покрытие коксового остатка для регенерации частиц катализатора. Отгоночная колонна (стриппер) 26 имеет центральный стояк 32, при помощи которого частицы отработанного катализатора в потоке транспортирующего газа поступают в открытую внутреннюю область колонны 26. После этого частицы катализатора падают вниз под действием силы тяжести и проходят через контактирующий элемент 10. Пар или другой отгоночный газ поступает по трубопроводу 34 в колонну 26 под контактирующим элементом и течет вверх, вызывая ожижение частиц катализатора в контактирующем элементе 10 и в результате производя отгонку летучих углеводородов от частиц катализатора. Так как частицы катализатора становятся ожиженными в ходе контакта с потоком газа, то могут быть достигнуты более высокая степень пробкового режима потока и более высокая эффективность обработки, по сравнению с известным ранее процессами отгонки.

Отбираемый с верха газовый поток, который содержит отогнанные летучие углеводороды, может быть направлен от стриппера 26 на РСС реактор (не показан) или в другое желательное место при помощи трубопровода 35. Очищенные частицы катализатора из стриппера 26 по другому трубопроводу 36 транспортируются в регенератор 30, где они движутся вниз через другой контактирующий элемент 10. К горелке 40, расположенной в нижней части регенератора под контактирующим элементом 10, по трубопроводу 38 подводится воздух или иной окисляющий газ. Коксовый остаток на частицах катализатора сгорает при ожижении частиц катализатора в контактирующем элементе 10, в результате чего получают регенерированные (восстановленные) частицы катализатора. После этого частицы катализатора по трубопроводу 42 могут быть возвращены в стриппер 26 или могут быть направлены в РСС реактор (не показан). Отбираемый с верха газовый поток направляют по трубопроводу 44 в скруббер (не показан) или на другое устройство обработки. Циклонные сепараторы 46 используют как в регенераторе 30, так и в стриппере 26 для удаления увлеченных частиц катализатора из отбираемых с верха газовых потоков.

Контактирующий элемент 10 может быть также использован в качестве теплообменника, если на нем образованы перемычки 16 с двойными стенками, позволяющие теплообменной среде протекать между перемычками 16 для обеспечения теплообмена с окружающей средой. В одном из примеров такого типа применения концы перемычек 16 проходят через колонну 12 и выступают из нее вверх, соединяясь с коллектором, который распределяет флюид по перемычкам 16 для осуществления циркуляции через них. Другая среда, такая как стационар ные или движущиеся твердые частицы или иной флюид, окружающая перемычку 16, производит теплообмен с отделенным флюидом, циркулирующим внутри перемычки 16.

Было обнаружено, что контактирующий элемент 10 обеспечивает неожиданно хорошие результаты в псевдоожиженных слоях газа и твердой фазы. При проведении ряда сравнительных испытаний, в которых использовали воздух для отгонки гелия от РСС равновесного катализатора, контактирующий элемент 10 показал увеличение на 20% пропускной способности по сравнению с тарелками с дисками и кольцами, а также более высокую полную эффективность отгонки по сравнению как с тарелками с дисками и кольцами, так и с 8МУ волнистыми элементами насадки.

Причины, по которым контактирующий элемент 10 обеспечивает неожиданно хорошие результаты в псевдоожиженных слоях газа и твердой фазы, до конца не ясны, однако можно полагать, что они частично являются результатом того, что пересекающиеся перемычки 16 создают точки захвата, которые блокируют перемещение вверх и рециркуляцию твердых частиц 22. При снижении такой рециркуляции или обратного перемешивания твердые частицы 22 могут проходить вниз через псевдоожиженный слой 20 единообразно, приближаясь к пробковому режиму потока. Множество пересекающихся перемычек 16 также снижает размер газовых пузырьков, которые могут образовываться в псевдоожиженном слое 20, причем указанные перемычки способствуют более однородному распределению небольших газовых пузырьков. Такие небольшие газовые пузырьки имеют большую площадь поверхности для контакта газа с твердыми частицами 22, что приводит к повышению эффективности. Кроме того, существует меньшая вероятность того, что небольшие газовые пузырьки будут создавать перемещение вверх твердых частиц, при этом снижается количество увлеченных ими твердых частиц, которые должны быть разделены от них в разведенной газовой фазе над псевдоожиженным слоем 20. Однородное распределение газа и твердых частиц также снижает вероятность формирования застойных зон, которые могут снижать эффективность эксплуатации. Следует иметь в виду, что увеличение эффективности, которое достигается при использовании контактирующего элемента 10, обеспечивается в широком диапазоне поверхностных скоростей газа, без снижения пропускной способности газа и твердых частиц до нежелательного уровня.

Приведенный далее пример служит иллюстрацией настоящего изобретения и не имеет ограничительного характера.

Пример 1. Ряд различных элементов насадки был испытан для определения эффективности проводимой с использованием воздуха отгонки гелия от РСС равновесного катализато11 ра в холодной динамической колонне. Были испытаны два варианта контактирующих элементов в соответствии с настоящим изобретением, имеющих отклоняющие участки 14 под углом 60 градусов к вертикальной оси колонны. В первом варианте на пересекающихся отклоняющих участках 14 формировали алмазную картину с размерами 7,5 дюймов высотой и 4,33 дюйма шириной. Во втором варианте соответствующие размеры составляли 5,0 дюймов (высота) и 2,88 дюйма (ширина). Производили сравнение контактирующих элементов с волнистыми листами, которые имели гофры высотой 2,5 дюйма и угол рифления 60 градусов, а также с обычными направляющими перегородками типа дисков или колец. Результаты испытаний были проанализированы с использованием каскадной модели эффективности, в которой одну тарелку с дисками или кольцами принимали за один каскад. Результаты анализа показаны на фиг. 3, откуда видно, что контактирующие элементы 10 работают существенно лучше, чем волнистые листы и тарелки с дисками или кольцами, в полном диапазоне скоростей газового потока. Контактирующие элементы 10 показали также отличную работу в широком диапазоне изменения параметров.

Claims (15)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для ожижения твердых частиц в газовом потоке, которое содержит резервуар с оболочкой и открытой внутренней областью, заключенной в оболочке; контактирующее устройство, установленное внутри открытой внутренней области и содержащее пары плоских участков, расположенных в пересекающихся плоскостях, причем каждый плоский участок имеет одну или несколько перемычек и одну или несколько открытых щелей, смежных с каждой перемычкой, при этом перемычки и щели выполнены таким образом, что перемычка на одном из плоских участков пересекает щель на парном плоском участке; твердые частицы внутри контактирующего устройства; по меньшей мере, один газовый поток, текущий в первом направлении через контактирующее устройство и вызывающий ожижение твердых частиц внутри контактирующего устройства.
2. 2. Устройство по п.1, включающее в себя трубопроводы твердых частиц, сообщающиеся с резервуаром для направления газового потока в открытую внутреннюю область для протекания через контактирующее устройство и для вывода газового потока из контактирующего устройства после протекания через него.
3. 3. Устройство по п.2, включающее в себя трубопроводы твердых частиц, сообщающиеся с резервуаром, для направления твердых частиц в контактирующее устройство и для вывода твердых частиц из резервуара после их пропускания через контактирующее устройство.
4. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанные трубопроводы газового потока и твердых частиц выполнены с возможностью обеспечения противоточного течения твердых частиц и газового потока.
5. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанные твердые частицы включают частицы катализатора.
6. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно выбрано из группы, в которую входят стриппер ЕСС катализатора и регенератор ЕСС катализатора.
7. 7. Способ ожижения твердых частиц в газовом потоке, который проводят в резервуаре с оболочкой, содержащем контактирующее устройство, установленное в открытой внутренней области внутри оболочки и содержащее пары плоских участков, расположенных в пересекающихся плоскостях, причем каждый плоский участок имеет одну или несколько перемычек и одну или несколько открытых щелей, смежных с каждой перемычкой, при этом перемычки и щели выполнены таким образом, что перемычка на одном из плоских участков пересекает щель на парном плоском участке, включающий следующие операции:

   введение твердых частиц внутрь контактирующего устройства; и обеспечение протекания через контактирующее устройство, по меньшей мере, одного газового потока, вызывающего ожижение твердых частиц внутри контактирующего устройства.
8. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что он предусматривает направление твердых частиц через контактирующее устройство в направлении, противоположном направлению протекания газового потока.
9. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что он предусматривает введение дополнительных количеств твердых частиц в контактирующее устройство при одновременном удалении, по меньшей мере, некоторого количества ожиженных твердых частиц из контактирующего устройства при протекании газового потока через контактирующее устройство.
10. 10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что он предусматривает удержание заданного количества твердых частиц внутри контактирующего устройства при протекании газового потока через контактирующее устройство.
11. 11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в случае, когда указанные твердые частицы представляют собой частицы катализатора, связанные с летучими углеводородами, он предусматривает в ходе протекания газового потока через контактирующее устройство отгонку, по меньшей мере, некоторых летучих углеводородов от частиц катализатора при их ожижении при помощи газового потока.
12. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанный газовый поток представляет собой поток водяного пара.
13. 13. Способ по п.7, отличающийся тем, что в случае, когда указанные твердые частицы представляют собой частицы катализатора, содержащие коксовый остаток, он включает в себя операцию выжигания коксового остатка для обеспечения регенерации частиц катализатора при протекании газового потока через контактирующее устройство.
14. 14. Способ по п.7, отличающийся тем, что при ожижении твердых частиц внутри контак-

    Фиг. 1 тирующего устройства перемычки контактирующего устройства препятствуют перемещению твердых частиц в направлении протекания газового потока.
15. 15. Способ по п.7, отличающийся тем, что обработку выбирают из группы, в которую входят массоперенос, теплопередача и химическая реакция, а также их комбинации, причем указанную обработку производят в ходе ожижения твердых частиц.