Форсунка для впрыска текучей среды в реактор с псевдоожиженным слоем - RU2017107525A
Код документа: RU2017107525A
Формула
1. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, имеющий стенку реактора, образующую круглое поперечное сечение реактора относительно вертикальной оси, нижний вход для псевдоожижающего газа и форсуночные узлы для впрыска жидкого тяжелого масляного сырья и распыляющего водяного пара над нижним входом для псевдоожижающего газа и вокруг стенки реактора; каждый форсуночный узел проходит через стенку реактора в реактор так, что выпускное отверстие находится внутри реактора, а вход для подачи жидкого тяжелого масляного сырья находится на конце, удаленном от выпускного отверстия; при этом каждый форсуночный узел для впрыска сырья включает:
предварительный смеситель для смешивания жидкого тяжелого масляного сырья с распыляющим водяным паром с образованием смеси жидкого сырья и водяного пара, включающей газовые пузырьки в жидкости; предварительный смеситель включает расположенные последовательно сужающуюся и расширяющуюся зоны, при этом на входе сужающейся зоны расположены радиальные впускные отверстия для водяного пара;
проточный трубопровод, следующий за выходом предварительного смесителя и соединенный с ним, проходящий от предварительного смесителя до выпускной форсунки, для транспортировки потока смеси жидкости и водяного пара, полученной в предварительном смесителе, к выпускной форсунке;
выпускную форсунку, имеющую сужающийся входной участок, следующий за проточным трубопроводом и соединенный с ним, для сдвига смеси жидкого сырья и водяного пара и образования капель жидкого сырья, имеющих уменьшенный размер, на выходе из выпускной форсунки.
2. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем по п. 1, в котором предварительный смеситель включает центральную цилиндрическую горловину, соединяющую сужающуюся и расширяющуюся зоны.
3. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем по п. 1, в котором форсуночный узел включает проточный трубопровод, содержащий расположенные последовательно сужающуюся и расширяющуюся зоны для уменьшения размеров газовых пузырьков в смеси жидкого сырья и водяного пара из предварительного смесителя.
4. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем по п. 1, в котором форсуночный узел включает проточный трубопровод, содержащий две сужающиеся зоны, разделенные диффузорной зоной.
5. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем по п. 1, который включает многолепестковый диспергатор на выходе выпускной форсунки для генерирования шлейфа струи жидкости соответствующей формы, имеющего повышенную площадь поверхности по сравнению с цилиндрической струей.
6. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем по п. 3, в котором диспергатор имеет корпус, включающий центральный проточный канал круглого поперечного сечения и расположенные в корпусе лепестки, где стенки каждого лепестка ограничивают сегмент в виде полого конуса, причем оси полых конусов симметрично пересекаются с центральной осью диспергатора, образуя в корпусе диспергатора увеличивающийся многолепестковый выпускной канал, имеющий увеличивающуюся площадь поперечного сечения.
7. Реактор коксования в псевдоожиженном слое, имеющий стенку реактора, образующую круглое поперечное сечение реактора относительно вертикальной оси, нижний вход для псевдоожижающего газа и форсуночные узлы для впрыска жидкого тяжелого масляного сырья и распыляющего водяного пара над нижним входом для псевдоожижающего газа и вокруг стенки реактора; каждый форсуночный узел проходит через стенку реактора в реактор так, что выпускное отверстие форсунки находится внутри реактора, а вход для жидкого тяжелого масляного сырья находится на конце, удаленном от выпускной форсунки; при этом каждый форсуночный узел для впрыска сырья включает:
предварительный смеситель для смешивания жидкого тяжелого масляного сырья с распыляющим водяным паром с образованием смеси жидкого сырья и водяного пара, включающей газовые пузырьки в жидкости; предварительный смеситель включает расположенные последовательно сужающуюся и расширяющуюся зоны и центральную горловину, соединяющую сужающуюся и расширяющуюся зоны, при этом на входе сужающейся зоны расположены радиальные впускные отверстия для водяного пара;
проточный трубопровод, следующий за выходом предварительного смесителя и соединенный с ним, проходящий от предварительного смесителя до выпускной форсунки, для транспортировки потока смеси жидкости и водяного пара, полученной в предварительном смесителе, к выпускной форсунке;
выпускную форсунку, имеющую сужающийся входной участок, следующий за проточным трубопроводом и соединенный с ним, для сдвига смеси жидкого сырья и водяного пара и образования капель жидкого сырья, имеющих уменьшенный размер, на выходе из выпускной форсунки.
8. Реактор коксования в псевдоожиженном слое по п. 6, в котором предварительный смеситель включает центральную цилиндрическую горловину, соединяющую сужающуюся и расширяющуюся зоны.
9. Реактор коксования в псевдоожиженном слое по п. 6, в котором корпус форсунки включает проточный трубопровод, содержащий расположенные последовательно сужающуюся и расширяющуюся зоны для уменьшения размеров газовых пузырьков в смеси жидкого сырья и водяного пара из предварительного смесителя.
10. Реактор коксования в псевдоожиженном слое по п. 6, в котором форсуночный узел включает проточный трубопровод, содержащий две сужающиеся зоны, разделенные диффузорной зоной.
11. Реактор коксования в псевдоожиженном слое по п. 6, в котором каждая форсунка для впрыска сырья включает многолепестковый диспергатор на выходе выпускной форсунки для генерирования шлейфа струи жидкости соответствующей формы, имеющего повышенную площадь поверхности по сравнению с цилиндрической струей.
12. Реактор коксования в псевдоожиженном слое по п. 8, в котором диспергатор имеет корпус, включающий центральный проточный канал круглого поперечного сечения и расположенные в корпусе лепестки, где стенки каждого лепестка ограничивают сегмент в виде полого конуса, причем оси полых конусов симметрично пересекаются с центральной осью диспергатора, образуя в корпусе диспергатора увеличивающийся многолепестковый выпускной канал, имеющий увеличивающуюся площадь поперечного сечения.
13. Установка коксования в псевдоожиженном слое, включающая реактор коксования в псевдоожиженном слое, которая содержит:
реакционную секцию, имеющую круглое поперечное сечение относительно вертикальной оси, ограниченную стенкой реактора;
зону основания, расположенную ниже реакционной секции с плотным слоем, где вводят псевдоожижающий газ для псевдоожижения плотного слоя тонко измельченных твердых частиц кокса в реакционной секции с плотным слоем;
входы для тяжелого масла, расположенные по периметру стенки реактора на разной высоте над зоной основания;
скрубберную секцию, расположенную над реакционной секцией и отделенную от реакционной секции с плотным слоем;
по меньшей мере один циклон в верхней части реакционной секции с плотным слоем, причем каждый циклон имеет вход для газа и частиц кокса, выходящих из реакционной секции, выход для газа, выпускаемого в скрубберную секцию, и опускную трубу для возврата частиц кокса, отделенных от газа в циклоне, в реакционную секцию с плотным слоем;
отпарную секцию в зоне основания реактора;
форсуночные узлы для впрыска сырья, каждый из которых проходит через стенку реактора в реактор, причем выпускное отверстие находится внутри реактора, а вход для жидкого тяжелого масляного сырья расположен на конце, удаленном от выпускной форсунки; при этом каждый форсуночный узел для впрыска сырья включает:
предварительный смеситель для смешивания жидкого тяжелого масляного сырья с распыляющим водяным паром с образованием смеси жидкого сырья и водяного пара, включающей газовые пузырьки в жидкости; предварительный смеситель включает расположенные последовательно сужающуюся и расширяющуюся зоны, при этом на входе сужающейся зоны расположены радиальные впускные отверстия для водяного пара;
проточный трубопровод, следующий за выходом предварительного смесителя и соединенный с ним, проходящий от предварительного смесителя до выпускной форсунки, для транспортировки потока смеси жидкости и водяного пара, полученной в предварительном смесителе, к выпускной форсунке;
выпускную форсунку, имеющую сужающийся входной участок, следующий за проточным трубопроводом и соединенный с ним, для сдвига смеси жидкого сырья и водяного пара и образования капель жидкого сырья, имеющих уменьшенный размер, на выходе из выпускной форсунки.
14. Реактор коксования в псевдоожиженном слое по п. 13, в котором предварительный смеситель включает центральную цилиндрическую горловину, соединяющую сужающуюся и расширяющуюся зоны.
15. Установка коксования в псевдоожиженном слое по п. 13, в которой корпус форсунки включает проточный трубопровод, содержащий расположенные последовательно сужающуюся и расширяющуюся зоны для уменьшения размеров газовых пузырьков в смеси жидкого сырья и водяного пара.
16. Установка коксования в псевдоожиженном слое по п. 13, в которой форсуночный узел включает проточный трубопровод, содержащий две сужающиеся зоны, разделенные диффузорной зоной.
17. Установка коксования в псевдоожиженном слое по п. 13, в которой каждый форсуночный узел для впрыска сырья включает диспергатор на выходе выпускной форсунки для генерирования шлейфа струи жидкости соответствующей формы, имеющего повышенную площадь поверхности по сравнению с цилиндрической струей, при этом диспергатор имеет корпус, включающий центральный проточный канал круглого поперечного сечения и расположенные в корпусе лепестки, где стенки каждого лепестка ограничивают сегмент в виде полого конуса, причем оси полых конусов симметрично пересекаются с центральной осью диспергатора, образуя в корпусе диспергатора увеличивающийся многолепестковый выпускной канал, имеющий увеличивающуюся площадь поперечного сечения.
18. Установка коксования в псевдоожиженном слое по п. 17, в которой диспергатор имеет корпус, включающий четыре лепестка, причем стенки каждого из лепестков ограничивают сегмент в виде полого конуса, и оси полых конусов симметрично пересекаются с центральной осью диспергатора, образуя в корпусе диспергатора увеличивающийся четырехлепестковый выпускной канал, имеющий увеличивающуюся площадь поперечного сечения.
19. Установка коксования в псевдоожиженном слое по п. 13, в которой реактор в установке соединен с горелкой/нагревателем посредством трубопроводов для кокса, включающих транспортный трубопровод для холодного кокса для транспортировки кокса из нижней части отпарной секции в горелку/нагреватель, и возвратный трубопровод для горячего кокса для возврата горячего кокса из горелки/нагревателя в реактор.
20. Установка коксования в псевдоожиженном слое по п. 17, которая включает газификатор кокса, соединенный с нагревателем/горелкой посредством транспортного трубопровода для кокса.
