气固流化床反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气固流化床反应装置，包括竖直设置且具有反应腔的反应器、至少一个喷嘴、反应物进料管以及催化剂进料管：喷嘴倾斜向下设置在反应器的侧壁上，且与反应腔连通，以使喷嘴中的第一反应物倾斜向下进入反应腔；反应物进料管设置在反应器的底部，且与反应腔连通，以使反应物进料管中的第二反应物由反应器的底部进入反应腔，并流化反应器内的催化剂；催化剂进料管设置在反应器的侧壁上，且位于喷嘴的下方，催化剂进料管与反应腔连通，用于向反应腔内加入催化剂；喷嘴的外围设置有冷却组件，冷却组件用于降低喷嘴的温度。本发明专利技术能够有效降低原料在进料位置的温度，从而降低原料在进料位置的结焦速率。

Gas-solid fluidized bed reactor

The present invention provides a gas-solid fluidized bed reactor including a reactor with a reaction chamber vertically arranged, at least one nozzle, a reactant feed pipe and a catalyst feed pipe: the nozzle is inclined downward to the side wall of the reactor and is connected with the reaction chamber so that the first reactant in the nozzle inclines downward into the reverse side wall. The reactant feed tube is located at the bottom of the reactor and is connected with the reaction chamber so that the second reactant in the reactant feed tube enters the reaction chamber from the bottom of the reactor and fluidizes the catalyst in the reactor; the catalyst feed tube is arranged on the side wall of the reactor and is located below the nozzle, and the catalyst feed tube is arranged. Connected with the reaction chamber for adding catalyst to the reaction chamber, cooling components are arranged around the nozzle to reduce the temperature of the nozzle. The invention can effectively reduce the temperature of the raw material at the feeding position, thereby reducing the coking rate of the raw material at the feeding position.

【技术实现步骤摘要】
气固流化床反应装置
本专利技术涉及一种石油化工设备的设计与制造
，尤其涉及一种气固流化床反应装置。
技术介绍
在石油化工和医药化工等领域，固体颗粒经常需要与气体进行反应，从而生产出不同的产品。通常情况下采用流化床反应器来作为其主要反应场所，气体一般通过气体分布器均匀分布在床层内。由于气体分布器是内置于流化床反应器中，当反应温度较高时，分布器内部以及与其连接的原料管线温度相应较高，对于化学性质比较活泼的原料，在分布器内部以及与其连接的原料管线内部会发生副反应而导致结焦，甚至堵塞分布器或连接管线，造成装置频繁停工检修。目前用于解决原料结焦的方法主要是采用进料装置外置的进料方式，例如中国专利CN202356081U(申请号201120423899.X)公布了一种在线可拆式喷嘴密封装置，其包括反应器和可拆喷嘴，可拆油嘴通过法兰固定在反应器外壁上，在发生结焦阻塞时，关闭反应器的电磁阀后可将喷嘴取出进行更换，但该专利只解决了喷嘴更换困难的问题，并没有解决喷嘴结焦的问题。中国专利CN107143870A(申请号201710317542.5)公开了一种紧凑型防结焦喷嘴式生物质燃烧机，该设备采用喷嘴作为主要的燃烧室，喷嘴采用了套筒结构，喷嘴内壁管与喷嘴外壁管同轴布置，在喷嘴内壁管中设置旋转驳火清灰装置用于放置结焦；在喷嘴内壁管与喷嘴外壁管的环隙通入冷却风，用以降低喷嘴内壁管的温度。中国专利CN107044317A(申请号201710101326.7)公开了一种用于碳氢喷射系统的涡流喷嘴，该喷嘴包括喷嘴外壳、球阀、开关弹簧、调节垫片、涡流器，球阀、开关弹簧、调节垫片及涡流器均设置在喷嘴外壳内部，该喷嘴通过球阀结构的设计来避免喷嘴的结焦风险。上述两个专利设备采用机械的方式来解决喷嘴内部结焦的问题，其存在的问题是机械部件易磨损，且难以更换的问题。然而由于外置式进料方式的喷嘴出口与床层物料直接接触，喷嘴内的温度仍然较高容易导致结焦，因此现有的结构任然无法彻底解决设备中原料结焦的问题，并且气体原料和催化剂在反应器无法均匀分布，导致两者混合不均匀，最终影响气固反应过程。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中提到的至少一个问题，本专利技术提供一种气固流化床反应装置，能够有效降低原料在进料位置的温度，从而降低原料在进料位置的结焦速率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种气固流化床反应装置，包括竖直设置且具有反应腔的反应器、至少一个喷嘴、反应物进料管以及催化剂进料管。喷嘴倾斜向下设置在反应器的侧壁上，且与反应腔连通，以使喷嘴中的第一反应物倾斜向下进入反应腔。反应物进料管设置在反应器的底部，且与反应腔连通，以使反应物进料管中的第二反应物由反应器的底部进入反应腔。催化剂进料管设置在反应器的侧壁上，且位于喷嘴的下方，催化剂进料管与反应腔连通，用于向反应腔内加入催化剂。喷嘴的外围设置有冷却组件，冷却组件用于降低喷嘴的温度。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，冷却组件包括环形套管，环形套管套设在喷嘴的喷嘴的外围。环形套管具有用于容纳冷却液的第一腔体和第二腔体，环形套管的第一端设有与第一腔体连通的进液口和与第二腔体连通的出液口，环形套管的第二端开设有与第一腔体和第二腔体均连通的连通腔。冷却液由进液口进入，流经第一腔体、连通腔和第二腔体后，由出液口流出，用以降低喷嘴的温度。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，第一腔体和第二腔体的横截面积由靠近环形套管的第一端一侧向靠近环形套管的第二端一侧逐渐减少。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，第一腔体由靠近环形套管的第一端一侧向靠近环形套管的第二端一侧依次包括相互连通的第一延伸腔和第二延伸腔。第一延伸腔与进液口连通，第二延伸腔与连通腔连通。第一延伸腔的横截面积大于第二延伸腔的横截面积。第二腔体由靠近环形套管的第一端一侧向环形套管的第二端一侧依次包括相互连通的第三延伸腔和第四延伸腔。第三延伸腔与出液口连通，第四延伸腔与连通腔连通。第三延伸腔的横截面积大于第四延伸腔的横截面积。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，喷嘴的轴线和反应器的侧壁的交点与反应器的中心的连线，与喷嘴的轴线具有预设夹角。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，喷嘴有多个，多个喷嘴以反应器的轴线中心对称设置在反应器的外壁上。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，反应器的底部设有混合腔，混合腔的横截面积小于反应器其余部分的横截面积。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，喷嘴和催化剂进料管均设置在混合腔的外壁上。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，反应腔内位于反应物进料管的管口位置设置有分布器，分布器用于分散进入反应腔内的第二反应物。在上述的气固流化床反应装置，可选的是，反应器的侧壁上还设有催化剂出料管，催化剂出料管与外置的催化剂再生器的进料口相连，催化剂进料管与催化剂再生器的出料口相连。本专利技术提供的气固流化床反应装置包括竖直设置的反应器、至少一个喷嘴、反应物进料管和催化剂进料管，通过将喷嘴倾斜向下设置在反应器的侧壁上，反应物进料管设置在反应器的底部，催化剂进料管设置在反应器的侧壁上，以使竖直向上进入反应腔的第二反应物流化催化剂固体颗粒后与倾斜向下进入反应腔的第一反应物充分混合并发生反应。通过在喷嘴的喷嘴外围设置冷却组件，通过冷却液在冷却组件的第一腔体、连通腔以及第二腔体内流动，充分降低喷嘴的喷嘴温度，有效避免在喷嘴处发生结焦现象。通过在反应器的底部设置横截面积较小的混合腔，保证第一反应物、第二反应物以及催化剂可以在混合腔内充分接触并混合，最终在反应腔内发生反应。通过将喷嘴线的轴线和所述反应器的侧壁的交点与所述反应器的中心的连线，设置成与所述喷嘴的轴线具有预设夹角，可以使进入反应腔的第一反应物在喷嘴射流的推动下以反应腔轴线为中心旋转，从而由于第二反应物以及催化剂充分混合。因此本专利技术能够在防止进料位置发生结焦的基础上，保证反应物的充分混合完成反应。本专利技术的构造以及它的其他专利技术目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的气固流化床反应装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的气固流化床反应装置中冷却组件的结构示意图；图3为本专利技术实施例一提供的气固流化床反应装置中冷却组件的A-A截面图；图4为本专利技术实施例一提供的气固流化床反应装置中冷却组件的B-B截面图；图5为本专利技术实施例一提供的气固流化床反应装置中冷却组件的C-C截面图；图6为本专利技术实施例一提供的气固流化床反应装置的俯视图；图7为本专利技术实施例二提供的气固流化床反应装置的结构示意图；图8为本专利技术实施例二提供的气固流化床反应装置的俯视图；图9为本专利技术实施例三提供的气固流化床反应装置的结构示意图。附图标记说明：100-气固流化床反应装置；10-反应器；11-反应腔；12-喷嘴；121-第一喷嘴内腔；122-第二喷嘴内腔；13-反应物进料管；14-催化剂进料管；15-催化剂出料管；16-混合腔；20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气固流化床反应装置，其特征在于，包括竖直设置且具有反应腔(11)的反应器(10)、至少一个喷嘴(12)、反应物进料管(13)以及催化剂进料管(14)；所述喷嘴(12)倾斜向下设置在所述反应器(10)的侧壁上，且与所述反应腔(11)连通，以使所述喷嘴(12)中的第一反应物倾斜向下进入所述反应腔(11)；所述反应物进料管(13)设置在所述反应器(10)的底部，且与所述反应腔(11)连通，以使所述反应物进料管(13)中的第二反应物由所述反应器(10)的底部进入所述反应腔(11)；所述催化剂进料管(14)设置在所述反应器(10)的侧壁上，且位于所述喷嘴(12)的下方，所述催化剂进料管(14)与所述反应腔(11)连通，用于向所述反应腔(11)内加入催化剂；所述喷嘴(12)的外围设置有冷却组件(20)，所述冷却组件(20)用于降低所述喷嘴(12)的温度。

【技术特征摘要】
1.一种气固流化床反应装置，其特征在于，包括竖直设置且具有反应腔(11)的反应器(10)、至少一个喷嘴(12)、反应物进料管(13)以及催化剂进料管(14)；所述喷嘴(12)倾斜向下设置在所述反应器(10)的侧壁上，且与所述反应腔(11)连通，以使所述喷嘴(12)中的第一反应物倾斜向下进入所述反应腔(11)；所述反应物进料管(13)设置在所述反应器(10)的底部，且与所述反应腔(11)连通，以使所述反应物进料管(13)中的第二反应物由所述反应器(10)的底部进入所述反应腔(11)；所述催化剂进料管(14)设置在所述反应器(10)的侧壁上，且位于所述喷嘴(12)的下方，所述催化剂进料管(14)与所述反应腔(11)连通，用于向所述反应腔(11)内加入催化剂；所述喷嘴(12)的外围设置有冷却组件(20)，所述冷却组件(20)用于降低所述喷嘴(12)的温度。2.根据权利要求1所述的气固流化床反应装置，其特征在于，所述冷却组件(20)包括环形套管，所述环形套管套设在所述喷嘴(12)的外围；所述环形套管具有用于容纳冷却液的第一腔体(21)和第二腔体(22)，所述环形套管的第一端设有与所述第一腔体(21)连通的进液口(23)和与所述第二腔体(22)连通的出液口(24)，所述环形套管的第二端开设有与所述第一腔体(21)和所述第二腔体(22)均连通的连通腔(25)；冷却液由所述进液口(23)进入，流经所述第一腔体(21)、所述连通腔(25)和所述第二腔体(22)后，由所述出液口(24)流出，用以降低所述喷嘴(12)的温度。3.根据权利要求2所述的气固流化床反应装置，其特征在于，所述第一腔体(21)和所述第二腔体(22)的横截面积由靠近所述环形套管的第一端一侧向靠近所述环形套管的第二端一侧逐渐减少。4.根据权利要求3所述的气固流化床反应装置，其特征在于，所述第一腔体(21)由靠近所述环形套管的第一端一侧向靠近所述环形套管的第二端一侧依次包括相互连通的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦溪，卢春喜，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11