[实用新型]一种催化裂化再生烟气水封罐

说明书

技术领域

本实用新型属于石油加工技术领域，尤其涉及催化裂化装置再生烟气综合利用系统中所涉及的一种催化裂化再生烟气水封罐。

背景技术

在石油加工催化裂化装置中所使用的固体粉末催化剂，在完成一个反应过程后，固体粉末催化剂表面会产生积碳，表面积碳使固体粉末催化剂的活性降低，为了恢复固体粉末催化剂的活性，需要在催化裂化装置的再生器中通入0.2MPa压缩空气将固体粉末催化剂表面积碳烧去。固体粉末催化剂在再生器内的烧焦过程一方面使固体粉末催化剂除去表面积碳恢复活性，另一方面会产生700℃左右的高温烟气,且再生烟气中还含有一定量的CO。

再生烟气的综合利用途径一般有两个：一是再生烟气驱动烟气轮机，烟气轮机带动主风机（即为再生器烧焦提供压缩空气的压缩机）。另外低压的再生烟气通过一氧化碳焚烧炉，进一步加氧气，使再生烟气中的CO充分燃烧，高温烟气通过加热水产生蒸汽回收热能。这两路换能量回收设备运行过程中，切换是不可避免的，水封罐就相当一个切换阀。

水封罐的工作原理如下，水封罐有两种工作状态：一种是使再生烟气通过的开启状态；另外一种是使再生烟气隔断的关闭状态。

见图一现有的水封罐：当水封罐处于开启状态时：压力一般为0.01～0.015Mpa、温度为650～750℃高温再生烟气由烟气入口管4进入水封罐内，然后从水封罐壳体1及隔热衬里5与再生烟气入口管4形成的环形通道折返向上，并由烟气出口管3排出。在水封罐开启状态下，压力为0.01～0.015Mpa，温度650～750℃高温再生烟气通过水封罐，也就是说水封罐仅仅作为再生烟气经过的一个通道，由于温度的原因，在水封罐设计过程中要求所有内构件选材要满足耐高温要求。

当水封罐处于关闭状态时：水封罐由开启状态而切换成关闭状态时需要进行如下操作：通过水进出口10往水封罐内筒2中注水，当水封罐内筒2水位超过溢流口管8时，水就会从溢流口管8流出进入水封罐外部调控水封罐水位的溢流口小水封罐9，溢流口小水封罐9由上而下分别设有溢流管、补水管和放水管。水封罐溢流口管8下沿到烟气入口管3的下沿高度为h，设计时必须保证由高差h水位差产生的液体静压差大于烟气入口和烟气出口之间的压差，这样才能保证水把再生烟气封住，实现再生烟气关闭状态。

当水封罐由关闭状态切换成开启状态时，只要把通过水进出口10把水封罐内筒2中的水放掉即可以实现。

现有的水封罐存在如下问题，水封罐就如一个两位式切断阀，在生产过程中不是处于开启状态就是处于关闭状态。两种工作状态决定水封罐内温度处于交替变化中。当水封罐处于开启状态时，650℃~750℃高温再生烟气直接与内构件接触。因此，水封罐内所有与高温再生烟气直接接触的金属内件例如：内筒2、烟气入口管3、溢流口8、水进出口管10等材质均选用耐高温的奥氏体不锈钢材料。

金属材料受热会产生热膨胀，奥氏体不锈钢在650℃~750℃线胀系数约为α=18x10^-6 。

用奥氏体不锈钢制成的内筒2，由于受热膨胀造成局部多处向内凸起变形是目前普遍存在的问题。

问题产生原因如下：在水封罐开启状态下，内筒2温度与烟气温度基本相同，用奥氏体不锈钢制成的内筒2受热会膨胀变形，膨胀变形沿着内筒的轴向和圆周方向，假如内筒2高度为4000mm，直径为3800mm，,按内筒温度为700℃计算下来，此水封罐内筒2轴向膨胀量：4000x700℃x18x10^-6 =50.4mm;周向膨胀量：3.14x3800x700℃x18x10^-6 =150.3mm。

通过计算得知，内筒2的受热膨胀变形是很大的，目前水封罐结构设计上没有很好考虑解决膨胀吸收问题，以至于造成内筒变形。由于内筒2外部有固体隔热衬里5约束，所以内筒2在受热膨胀变形时只能强迫其向内凸起而产生变形，这种变形是永久的，并不会因温度降低而恢复，并且随着使用过程中两种状态切换次数的增加，变形会越来越严重。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种催化裂化再生烟气水封罐.

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：