[发明专利]一种带有均流环的环状流体分流通道

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有均流环的环状流体分流通道。

背景技术

在很多炉窑设备中都设有一种环状流体分流通道，例如对油页岩进行干馏炼油的干馏炉，热循环干馏气通过环状流体分流通道进入干馏炉中。这种环状流体分流通道的结构和均流性能的优劣将对物料的干馏过程产生直接影响。由于干馏过程是在隔绝空气的条件下依靠高温干馏气与油页岩接触后将油页岩加热到450～550℃，促使油页岩热解产生页岩油、页岩半焦、热解气等产物。在满足加热温度的前提下，油页岩物料的均匀加热是保证干馏过程得以完全进行的关键因素，而这种均匀加热的实现又依赖于高温干馏气在干馏炉内均匀分布并与油页岩物料充分接触。

由于受流体流动的动量、能量等因素的影响，干馏炉中热循环干馏气从环状流体分流通道流出各个流体喷口的流速是有差别的。其特点是越靠近流体入口附近(非正对入口)的流体出口，流速越小，越远离流体入口的地方，如两股流体的交汇处的流体出口，流速最大，也就是造成炉内有偏流的现象。通过对带有环状流体分流通道的设备进行跟踪调查发现，这种结构存在的主要缺陷如下：

（1）只采用一个流体入口时，从环状流体分流通道的各个流体喷口喷出的流体流速不一致，差别很大，导致炉内流体分布不均匀，偏流严重，最突出的问题是导致物料无法得到均匀加热，使得部分物料在离开干馏炉时未得到完全干馏，产生“出生料”现象。使干馏炉产品回收率下降、工序能耗增加、生产效率低、设备产能下降，效益降低等一系列问题。

（2）为了克服以上问题，通过采用两个或两个以上的流体入口的方法，从各个流体喷口喷出的流体流速的均匀性会得到一定程度的改善，但改善程度有限，同时会带来管系复杂、管系控制难度大、流体为高温流体时流体输送过程中的温降大、投资成本高等问题。

（3）环状流体分流通道内压力分布和流量分布不均匀，还容易造成通道内局部墙壁冲刷受损严重，导致墙壁掉砖、融化、裂开，缩短了炉窑设备使用寿命。

这种环状流体分流通道存在的流体分布不均匀的问题一直是该领域的专业技术人员所关注的问题，且为长期在改进而又未解决的难题。如沈阳成大弘晟能源研究院有限公司长期研究油页岩干馏炉，申请了多项油页岩干馏炉及干馏工艺的专利。包括在2008年11月申请的“日处理300吨油页岩瓦斯全循环干馏工艺”和2011年6月申请的“日处理500～1000吨油页岩瓦斯全循环干馏炉”，公开的这2种油页岩组合式瓦斯全循环干馏炉为很典型的且结构较先进的干馏炉，其中的热循环干馏气就是在环状流体分流通道中分流。在上述“日处理500～1000吨油页岩瓦斯全循环干馏炉”说明书的背景技术描述中就指出：“300吨干馏炉”在运行中存在炉内有偏流的现象，瓦斯配气系统需要进一步改进，增加均衡性。在发明内容部分，再次强调为实现日处理500～1000吨油页岩，需要解决的4个关键技术问题，其中把干馏炉内的均匀布气问题放在首位，说明书中写道：“需要解决1、在扩大干馏容量的时候解决好干馏炉内的均匀布气问题，使油页岩能和热载体均匀接触，均衡干馏，炉内没有死角。这一问题看似简单，实际难度很大，抚顺式干馏炉想把处理能力从100吨提高到200吨以上，经过几十年的努力，由于解决不好干馏炉内的均匀布气问题，至今未能实现。”可见在环状流体分流通道内均匀布气问题是多么重要，但这也确实是一个看似简单，实际难度很大的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术中环状流体分流通道内几十年都难于解决好的均匀布气的问题，而提供一种结构简单，容易施工，使用安全可靠，便于维护，能够很好地解决均匀布气难题的带有均流环的环状流体分流通道。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：提供一种带有均流环的环状流体分流通道，包括均流环、流体入口和流体喷口，所述的均流环安装在环状流体分流通道内；均流环为片状环，均流环将环状流体分流通道分隔成上、下结构的均流通道和分流通道；在均流环中设有用于使上、下结构的均流通道与分流通道相通的均流口；所述的流体入口设置在均流通道外侧任意位置，在所述的分流通道中设置有流体喷口。

本发明的带有均流环的环状流体分流通道，所述的均流环中均匀分布的均流口为圆弧形、圆形或矩形孔。

本发明的带有均流环的环状流体分流通道，所述的均流环中的均流口总面积为均流环总面积的20%～50%。

本发明的带有均流环的环状流体分流通道，所述的均流通道和分流通道的上、下位置任意互换。也就是说如果将流体入口设在均流环下方，则均流环下方就为均流通道，热循环干馏气进入均流通道后，通过均流口向上层的分流通道送干馏气。