Устройство для отделения твердых частиц из смеси твердых веществ и жидкой или газообразной среды

 

Использование: для отделения твердых частиц из смеси твердых веществ и жидкой или газообразной среды. Сущность: в устройстве, содержащем корпус в виде по крайней мере двух вихревых камер, каждая из которых расположена вокруг центральной продольной оси и имеет изогнутую внутреннюю стенку, предусмотрено общее для разделительных камер входное отверстие, единственный подающий трубопровод для смеси, сообщенный с общим для разделительных камер входным отверстием, и отверстия для отвода твердых частиц и жидкости. При этом общее для разделительных камер входное отверстие и отверстия для отвода твердых частиц расположены с одной стороны от плоскости, проходящей через центральные продольные оси разделительных камер, а трубопроводы для отвода твердых частиц расположены по касательной к разделительным камерам. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение касается устройства для выделения твердых частиц из смеси твердых частиц и жидкости.

Известно устройство, включающее корпус с выпуклой, по крайней мере, верхней частью, с направленным вверх входным отверстием для смеси твердые частицы жидкость, с направленным вниз выпуклым отверстием для твердых частиц и выпускными отверстиями для жидкости, расположенными в центральной части корпуса горизонтально.

Эффективность отделения данного устройства составляет почти 98% Однако конструктивное выполнение его слишком сложно и пользование при установке, например в реакторе каталитического крекинга затруднено.

Было установлено, что множество разделительных камер, содержащихся в корпусе, дает прекрасные результаты в отношении КПД и что множество разделительных камер обеспечивает симметричность конфигурации, в силу чего увеличивается простота конструкции и доступ в корпус.

Известно устройство, включающее корпус в виде по крайней мере двух вихревых камер, каждая из которых расположена вокруг центральной продольной оси и имеет изогнутую внутреннюю стенку, при этом пересечение внутренней стенки с плоскостью, перпендикулярной центральной продольной оси, представляет собой вогнутую линию. Каждая камера имеет входное отверстие и выходные отверстия для отвода твердых частиц и жидкой или газообразной среды, соединенные с соответствующими трубопроводами. Единственная питающая труба для подачи смеси присоединена к общему входному отверстию разделительных камер.

На фиг.1 представлено устройство в продольном сечении, в котором образующая тела вращения кривая линия, а число разделительных камер 2, каждая камера имеет отверстия для отвода жидкости; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 то же, но образующая тела вращения прямая линия, параллельная центральной продольной оси; на фиг.4 разрез по Б-Б на фиг.4; на фиг.5 блок-схема реактора для каталитического крекинга, представляющая композицию из двух разделительных систем, первая из которых включает устройство согласно изобретению, а вторая центробежные трубы; на фиг.6 то же, но представляющее комбинацию из двух разделительных систем, первая из которых включает устройство согласно изобретению, а вторая куполообразный сепаратор.

Устройство, согласно фиг.1 и 2, включает корпус 1 в виде по крайней мере двух вихревых камер 2. Камеры имеют входные отверстия 3, которые в сочетании образуют общее входное отверстие. Единственная питающая труба 5 для подачи смеси присоединена к общему входному отверстию разделительных камер. Твердые частицы выходят из камер через выпускное отверстие 6 и трубопроводы 7, которые расположены по касательной к разделительным камерам. Общее входное отверстие и отверстия 6 для отвода твердых частиц расположены с одной стороны от плоскости (линия 8), проходящей через центральные оси разделительных камер. Жидкость, освобожденная от твердых частиц, выходит из разделительных камер через отверстия 9 для отвода жидкости и соответствующий трубопровод 10 (см. фиг.2).

На фиг.3, 4 представлен другой пример выполнения устройства. Он включает корпус 11, выполненный из двух вихревых разделительных камер 12. Каждая из камер имеет входное отверстие 13, отверстие 14 для выброса твердых частиц и отверстия 15 для отвода жидкости. Через входное отверстие 16 подающий трубопровод 17 входит в разделительные камеры. Подающий трубопровод 17 имеет конусообразное окончание для стимулирования центробежного движения смеси "твердые частицы жидкость" в разделительных камерах. Освобожденная от твердых частиц жидкость выходит из разделительных камер через отверстия 18 для отвода жидкости и соответствующие трубопроводы 19. Твердые частицы, отделенные в этом устройстве, выводятся через выходные отверстия 14 и соответствующие трубопроводы 20. В корпусе предусмотрены отверстия 21 для вывода твердых частиц, не отведенных через отверстия 14 для отвода твердых частиц.

Устройство согласно изобретению может быть использовано в процессе каталитического крекинга (фиг.5). В регенераторе 23, содержащем слой катализатора 24, частицы катализатора восстанавливаются при сгорании кокса из содержащих кокс катализаторных частиц. Это возможно при пропускании окислительного газа, например воздуха, в регенератор 23 по линии 25 и отводе газов через отверстие 26.

Таким образом, восстановленные частицы катализатора пропускают в вертикальный реактор 27 по линии 28. В реакторе катализатор используют вместе с источником углеводородов по линии 29 и проходит вверх через вертикальный реактор. В реакторе углеводородный источник подвергается крекингу для получения легких газообразных углеводородов. В течение крекинг-реакции весь кокс может быть превращен в катализаторные частицы. В верхней части реактора размещено устройство 30 согласно настоящему изобретению. Газ, поступающий из этого устройства, пропускается в центральные трубы 31, которые содержат центробежные лопатки 32 и отверстия 33 для выпуска газа. Катализаторные частицы, захваченные таким образом газом в устройстве 30, отделяются от газа в этих центробежных трубах, а газообразные углеводороды восстанавливаются. Частицы катализатора, отделенные, таким образом, от смеси катализатора и источника углеводородов, выводятся из устройства 30 через трубопровод 34 для отвода твердых частиц и из центробежных труб 31 через заглубленные в слой катализатора 35 отводы 36, находящиеся в резервуаре 37 для отпаривания. Резервуар 37 снабжен средствами для подачи десорбционного газа (на чертеже не показан), который подается по линии 38. Из резервуара 37 катализаторные частицы возвращаются затем в регенератор 23 по линии 39.

На фиг. 6 схематично представлен реактор для проведения катализаторного крекинга, в котором за устройством согласно изобретению установлен куполообразный сепаратор. Соответствующие элементы оборудования обозначены теми же позициями, что и элементы на фиг.5.

Через устройство 30 согласно настоящему изобретению пропускают смесь частиц катализатора и углеводородов. Отделенные частицы направляют по выпуклому патрубку 34 для твердых частиц к слою катализатора 35. Газообразный углеводород, который может увлекать некоторую часть твердого вещества, направляют через впуск 40 в шарообразный сепаратор 41. Газ выпускают через выпускное отверстие 42, а твердое вещество, выделенное в сепараторе 41, через отверстие 43 и погружную ногу 44 отводят в слой катализатора 35.

Пример. Поток паров углеводорода и частицы катализатора в весовом соотношении 0,15 подают в подающее отверстие 4 сепаратора, как показано на фиг.1, при температуре 500^oC, давлении в 2 бара и скорости движения пара 18 м/сек. Частицы катализатора удаляют через патрубки 7 для отвода твердых частиц при эффективности выделения более 99,7% по весу, а потоки паров углеводорода, содержащие менее 0,3% по весу частиц катализатора, на основе общего веса катализатора в питающем потоке, выходят из устройства через отверстие для отвода жидкости 9.

Формула изобретения

1. Устройство для отделения твердых частиц из смеси твердых веществ и жидкой или газообразной среды, включающее корпус в виде по крайней мере двух вихревых разделительных камер, каждая из которых расположена вокруг центральной продольной оси и имеет изогнутую внутреннюю стенку, при этом пересечение внутренней стенки с плоскостью, перпендикулярной центральной продольной оси, представляет собой вогнутую линию, каждая камера имеет входное отверстие и выходные отверстия для отвода твердых частиц и жидкой или газообразной среды, соединенные с соответствующими трубопроводами, единственная питающая труба для подачи смеси присоединена к общему входному отверстию разделительных камер, отличающееся тем, что общее входное отверстие и отверстие для отвода твердых частиц расположены с одной стороны от плоскости, проходящей через центральные продольные оси разделительных камер, при этом трубопроводы для отвода твердых частиц расположены по касательной к разделительным камерам.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число разделительных камер составляет от 2 до 4.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что общее для разделительных камер входное отверстие выполнено с диаметром, равным 0,5 1,0 длины разделительной камеры в направлении ее продольной оси.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное отверстие для отвода твердых частиц из разделительной камеры выполнено с диаметром, равным 0,6 1,0 длины разделительной камеры в направлении ее продольной оси.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разделительная камера выполнена в виде тела вращения, образующая которого кривая линия.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что криволинейная образующая тела вращения разделительной камеры соединена с центральной продольной осью одним или двумя прямолинейными отрезками.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что образующая тела вращения разделительной камеры выполнена в виде прямолинейного отрезка, параллельного центральной продольной оси, и соединенного с ней посредством двух других прямолинейных отрезков.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы трубопроводов для отвода жидкой или газообразной среды размещены внутри разделительных камер.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6