CN1041285C - 气－固流化床固体颗粒的输送方法 - Google Patents
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Abstract
一种气-固流化床固定颗粒从上部流化床输送到下部流化床的输送方法。本发明的固体颗粒输送技术，不带有任何运动的部件或构件，降低了装置的建设投资，解决了输送过程的构件磨损和固体颗粒泄漏问题。操作可靠、调节灵活，特别适用于700℃以上条件下的固体颗粒输送。
Description
本发明属于气-固流化床固体颗粒的输送方法。
固体颗粒的输送属于流化工程的领域。适用于应用流化工程技术的各种工业生产装置，如各种流态化反应器，再生器中固体颗粒的输送。
在流态化技术的应用中，经常出现固体颗粒在一个密闭系统中反复循环的过程，固体颗粒的输送是实现固体颗粒进行循环的关键。
本发明是由上部流化床向下部流化床进行固体颗粒输送的方法。在现有技术中，有两种方法，应用于石油流化催化裂化催化剂再生器中催化剂的输送。
第一种是催化剂的外循环方法，参见U.S.P3,893,812。催化剂外循环管上端与再生催化剂室底部相连，下部通入待生剂室，但也可以与待生剂室管线相连。循环管进口上部有收集器，位于密相床内，引导催化剂进入外循环管，循环管上设有滑阀，用于调节催化剂的循环量。
这种外部的固体颗粒输送技术是可行的，并已在许多工业装置上实现，但存在以下缺点：
1.需要一个耐高温的滑阀，价格昂贵，增加了装置的投资费用；
2.控制阀存在着高温下的催化剂冲蚀问题，不能保证装置长周期平稳操作；
3.控制阀经常在操作中发生高温催化剂的泄漏，操作不安全。
第二种是催化剂的内循环方法，参见U.S.P3,898,050。内循环管由料斗(具有进口管)、管道和料腿组成。料腿位于再生剂室内，以管道与伸入待生剂密相床的料腿相连接。料腿出口有翼阀，以保证夹带气体的催化剂的单向流动。几个料斗进口管不在同一个水平面上，再生剂的循环量可以通过调节再生剂室的催化剂料面来控制。
内循环管与外循环管的作用相同，其特点是去掉了滑阀，可以节省投资费用，但存在以下不足之外。
1.再生剂循环是调节不便。它是用再生剂室催化剂的料面高度来实现催化剂循环量调节的，需要补充和卸出催化剂。
2.翼阀阀板处于高温下操作，并不时间断动作，若产生较大变形或动作失灵，就会影响再生剂的流动能力或防止气-固的反向流动的功能。
3.翼阀的间歇动作，会造成催化剂流动的不稳定，或形成短路时的气-固反向流动、无疑会对操作带来不利影响。
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提出一种不带有任何运动元件或构件的淹流-溢流压力自动平衡固体颗粒输送循环系统，将固体颗粒从上部流化床输送到下部流化床的方法。
本发明流化床固体颗粒输送方法的技术特点是：上部流化床(下称第二流化床)中固体颗粒经淹流口进入一相并列的流化床(以下称第三流化床)，当床层料位高于料斗入口时，固体颗粒溢流进入料斗和外循环管线，并在外循环管线下部形成流化床，当床层压头足以克服固体颗粒流经Y型管和进入下部流化床(下称第一流化床)阻力时，固体颗粒进入第一流化床，即完成固体颗粒从上部流化床向下部流化床的输送。
本发明的固体颗粒为气-固流化床中的“A”类固体颗粒。
以下结合附图进一步说明本发明的内容和技术特征。
流化反应器1中，第二流化床2中的固体颗粒及其携带的气体，经由挡板3所构成的淹流口4(或其他形式的，位于第二和第三流化床之间的淹流口)，进入第三流化床5，流化气体经分布器7，进入第三流化床5的底部，流化气体使床层膨胀并产生溢流压头，使固体颗粒溢流进入料斗6。固体颗粒继续向下流动进入外循环管线8，在外循环管线8底部Y型管11处，经营10向外循环管8引进流化气体，在外循环管8中建立一个由流化固体颗粒形成的料面9，该料面所产生的床层压头，能够克服固体颗粒经Y型管11进入第一流化床13的阻力时，固体颗粒经Y型管11，进入第一流化床13。使固体颗粒从上部流化床2(第二流化床)输送到下部流化床13(第一流化床)，进入第一流化床中的固体颗粒，经分布板12(或其他形式的输送方式)，返回第二流化床2，形成了一个密闭的固体颗粒的输送和循环系统。
第一流化床13中的流化气体，经管16和分布器17送入，离开第二流化床2的流化气体中携带的固体颗粒，经旋分离器14，15分出后，返回第二流化床2。
气-固流化床固体颗粒输送的主要操作条件是：气体表观线速度和固体颗粒床层密度。温度、压力、流化气体及固体颗粒可以根据工艺过程选择，不受本发明限制。
第一流化床气体表观线速度为：0.8～2.5m/s，固体颗粒床层密度16～160kg/m3；第二流化床气体表观线速度为：1.2～3.0m/s，固体颗粒床层密度50～300kg/m3；第三流化床气体表观线速度为：0.3～1.2m/s，固体颗粒床层密度280～750kg/m3；外循环管气体表观线速度大于0.2m/s，固体颗粒床层密度大于450kg/m3。
改变操作条件，例如流化气体速度，可以调节固体颗粒流量，但仍能使系统各流化床压力之间自动保持平衡，保证固体颗粒的正常输送。
当由第一流化床13输送到第二流化床2固体颗粒增加时，第二流化床2形成的压头增加，那么由第二流化床2向第三流化床5输送的固体颗粒增加，第三流化床5形成的压头也增加，当第三流化床5形成的压头加淹流口的阻力等于第二流化床2所形成的压头时，第二流化床2与第三流化床5压力之间，在新的条件下(固体颗粒流量等)达到新的平衡，同时，由于第三流化床5压头增加，溢流入料斗6的固体颗粒流量增加，外循环管线8中形成的流化床料面9增高。因此，由第三流化床5向第一流化床13输送的固体颗粒流量增加，以补充第一流化床13多向第二流化床2输送的固体颗粒量。当外循环管线8中流化床形成的压头与Y型管线11的阻力与进入第一流化床13阻力之和相等时，固体颗粒经外循环管线8进入第一流化床13的固体颗粒流量保持不变，外循环管线8中流化床与第一流化床13压力之间，最终在新的操作条件下达到新的压力平衡。
当由第一流化床13输送到第二流化床2的固体颗粒减少时，由第三流化床5向第一流化床13输送的固体颗粒也减少。总之，当三个流化床的固体颗粒总藏量是一定时，就可以实现上述的压力自动平衡。
本发明的流化固体颗粒输送技术不带有任何运动的元件或构件，降低了装置的基建投资，解决了固体颗粒输送过程中的磨蚀和固体颗粒的泄漏问题。操作可靠，调节灵活，特别适用于高温(700℃以上)条件下的固体颗粒输送。该项技术已在石油催化裂化高效再生工艺中获得了成功的应用。
实施例：一重油催化裂化的再生系统(参见附图)催化剂为分子筛型流化催化裂化催化剂，流化气体为空气，催化剂再生温度740℃，再生器压力0.35MPa，再生系统包括上部和下部两个再生器，其中有第一、二、三流化床，上部高温再生催化剂经过外循环管部分返回下部再生器，以提高下部再生器的再生温度，再生系统催化剂的总藏量为34t，第一流化床催化剂藏量15t，催化剂床层密度100kg/m3，气体表观线速度1.5m/s；第二流化床催化剂藏量11t，催化剂床层密度200kg/m3，气体表观线速度2.0m/s；第三床流化床催化剂藏量4t.催化剂床层密度350kg/m3，气体表观线速度0.7m/s；外循环管催化剂密度550kg/m3。
Claims (3)
1.一种气-固流化床固体颗粒从上部流化床输送到下部流化床的输送方法，其特征在于，上部流化床(2)(下称第二流化床)中的固体颗粒，经第二流化床(2)和与第二流化床(2)并列的中间流化床(5)(下称第三流化床)中间的淹流口(4)，淹流进入第三流化床(5)，流化气体经气体分布器(7)进入第三流化床(5)的底部，形成流化床，当第三流化床(5)床层高度高于料斗(6)入口时，固体颗粒溢流进入料斗(6)，固体颗粒继续向下流动进入外循环管线(8)，流化气体经管线(10)进入外循环管线(8)底部的Y型管(11)，在外循环管(8)中，形成流化固体颗粒的料面(9)，固体颗粒经外循环管线(8)和外循环管线(8)底部的Y型结构管(11)，进入下部流化床(13)(下称第一流化床)，进入第一流化床(13)中的固体颗粒，经分布板(12)，返回第二流化床(2)，第一流化床(13)中的流化气体，经管(16)和分布器(17)送入，经分布板(12)，进入第二流化床(2)。
2.如权利要求1所述的固体颗粒输送方法，其特征在于，固体颗粒为气-固流化床中的“A”类固体颗粒。
3.如权利要求1所述的固体颗粒输送方法，其特征在于：
第一流化床：气体表观线速度：0.8～2.5m/s；
固体颗粒床层密度：16～160Kg/m3；
第二流化床：气体表观线速度：1.2～3.0m/s；
固体颗粒床层密度：50～300Kg/m3；
第三流化床：气体表观线速度：0.3～1.2m/s；
固体颗粒床层密度：280～750Kg/m3；
外循环管：气体表观线速度：大于0.2m/s；
固体颗粒床层密度：大于450Kg/m3。
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