[实用新型]多束射流弹道式气固快速分离装置

说明书

本实用新型属于气固分离设备领域，包括循环流化床反应器、催化裂化过程、粉煤燃烧、矿物焙烧、气流干燥等需要气固分离的过程。

在气固循环流化床反应器中，固体粒子（固体催化剂或固体产物）在高速气流中处于饱和夹带状态。为了保证过程的连续稳定，必须在反应器出口，把高浓度气固两相流中的固体粒子（固体催化剂或固体产物）分离，以便催化剂再生后循环使用，或使固体产物完全回收。分离装置分离效率的提高，有利于减少催化剂或固体产物的损失，有利于提高目的产物的收率。在分离催化剂的情况下，还要求催化剂与气体产物分离迅速，以减少深度反应。上述分离过程是由与循环流化床出口相连接的快速分离装置来完成的。

图1是已开发的倾斜式双重锥型喷嘴气固快速分离装置（见中国专利87205749）。图中1－－提升管反应器，2－－内喷嘴，3－－集气管，4－－外喷嘴，5－－沉降器。当来自循环流化床的气固两相流由提升管反应器1进入并经过内喷嘴2时，被内喷嘴2急骤加速，固体粒子径向浓度、速度得以再分配，并趋于集中于射流中心。气固两相射流流出内喷嘴2后，由于固体粒子惯性大，进入沉降器5而气体则膨胀减速，经过内外喷嘴间环隙进入集气管3，从而完成气固分离过程。该装置具有分离效率高，操作弹性大等特点。但是，该快分装置仅能与外置循环流化床反应器相匹配。所谓外置循环流化床反应器，即提升管反应器与催化剂循环管分开，在催化裂化过程中，即所谓的“同轴式”，见图2。图2中6－－提升管反应器，7－－气固快分装置，8－－集气管，9－－旋风分离器，10－－沉降器，11－－催化剂循环管。而对内循环流化床反应器，该快分装置无法与之匹配。所谓内循环流化床反应器，即反应器与催化剂循环管同轴，反应器在沉降器中心。在催化裂化过程中，即所谓“高低并列式”，见图3。图3中12－－催化剂循环管，13－－提升管反应器，14－－快分装置（本实用新型），15－－集气管，16－－旋风分离器，17－－沉降器。

本实用新型的目的在于提供一种新型结构的气固快速分离装置，与内循环流化床反应器相匹配，并具有更高的分离效率和操作弹性。

本实用新型为一种多束射流弹道式气固快速分离装置，由组合喷嘴、连在其上部的多束射流共用的集气短管和连在其下部的并与集气短管共轴线的气固两相流进口短管组成。组合喷嘴可由结构相同并以气固两相流进口短管轴线为对称轴的多组喷嘴组成，最好为二组、三组、四组，每组喷嘴上部为沿气固流动方向渐扩锥形外喷嘴，下部为一个沿气固流动方向渐缩锥形内喷嘴。内喷嘴上部插在相应外喷嘴下部，下部相互连接合并并与气固两相流进口短管连接。每组喷嘴的外喷嘴轴线与内喷嘴轴线夹角为0°～15°，最好为0°，外喷嘴轴线与气固两相流进口短管轴线之间夹角为5°～45°。

内喷嘴下端直径最好为气固两相流进口短管直径D的1.2～0.8倍，上端直径最好为0.3～0.8D，底角最好为60°～90°。外喷嘴下端直径最好为0.7～1.1D，上端直径最好为0.8～1.2D，底角最好为90°～120°。内外喷嘴安装长度差最好为1.0～1.4D。内外喷嘴的上端面最好切去一部分，外喷嘴切面与气固两相流进口短管轴线夹角最好为10°～60°，内喷嘴切面与气固两相流进口短管轴线夹角最好为10°～60°。

下面结合附图4对本实用新型进行详细说明。图4为两束射流弹道式气固分离装置的结构图。图中18－－气固两相流进口短管，19a、19b－－渐缩内喷嘴，20a、20b－－渐扩外喷嘴，19a与20a。19b与20b组成两组组合喷嘴，21－－集气短管。D1为内喷嘴19a、19b的下端直径，D1＝0.8～1.2D；D3为内喷嘴19a、19b的上端直径，D3＝0.3～0.8D；α1为内喷嘴19a、19b的底角，α1＝60°～90°。D2为外喷嘴20a、20b的下端直径，D2＝0.7～1.2D；D4为外喷嘴20a、20b的上端直径，D4＝0.8～1.2D；α2为外喷嘴20a、20b的底角，α2＝90°～120°；β为外喷嘴20a、20b与气固两相流进口短管轴线的夹角，β＝5°～45°，γ为内喷嘴19a（或19b）与外喷嘴20a（或20b）轴线夹角，γ＝0°～15°。L为内喷嘴19a（或19b）与外喷嘴20a（或20b）安装的长度差，L＝1.0～1.4D。α3、α4分别为内外喷嘴上端面与气固两相流进口短管轴线间夹角，α3＝10°～60°，α4＝10°～60°。