催化裂化装置—内混式雾化喷嘴的研究与应用

阐述了国内外喷嘴的研究与进展状况,介绍了靶式喷嘴、三次雾化喷嘴、Atomax喷嘴、LPC型进料雾化喷嘴、KH-2型进料雾化喷嘴、气泡雾化喷嘴、旋流式(BWJ型)雾化喷嘴、CCK-Ⅳ型喷嘴等结构特点及其雾化机理。     

气泡雾化喷嘴试验研究

研究设计了一种结构可变的气泡雾化喷嘴,并对此喷嘴的流型、流量特性和速度分布进行了试验研究。研究结果表明,混合室直径及长度、气液质量比、气泡发生器气孔的大小及数目等对混合室内泡状流型的形成影响显著,喷嘴的流量特性主要受结构参数和运行参数的影响。     

气泡雾化喷嘴雾化分布特征的研究

用水和压缩空气在常压下对气泡雾化喷嘴进行冷态试验,研究了水平喷射时气泡雾化喷嘴雾化流中粒子分布的特征以及气液质量百分比(气液比)对粒子分布的影响。结果表明,气泡雾化和气动雾化过程雾化流中粒子的分布存在明显不同,气动雾化过程大颗粒集中在雾化流的中心部位,而气泡雾化过程的大颗粒集中在雾化流的中下部位。气泡雾化喷嘴雾化过程雾化流中粒子分布与粒子的体积分布存在很大的差异,在试验条件下,粒子分布有着近似正态分布的特征,峰值在50μm附近;粒子体积分布的峰值后移,峰值在75μm以上,且大颗粒的体积分数远大于大颗粒数目所占的分数,更能体现喷嘴的雾化效果。提高气液比改善雾化效果不仅体现在平均粒径的大小,更重要的在于对粒子分布产生的影响,气液比提高时,小颗粒和大颗粒所占的体积分数减小,雾化流的分布更好。在SMD(Sauter Mean Diameter)约为70μm,进水量适中(400 kg/h)时,雾化流可以取得较好的粒子体积分布。     

气动旋流雾化喷嘴流动特性

气动旋流雾化喷嘴雾化效果好,可明显改善劣质燃油的燃烧效果,但其流动特性的影响因素较多,不利于实现自动控制。通过实验研究探讨了一些气动旋流雾化喷嘴流动特性的影响因素,对气动喷嘴燃烧机设计有一定的指导意义。     

气泡发生结构对二级燃油雾化喷嘴性能影响的实验研究

基于一种气泡气动二级燃油雾化喷嘴,在其第二级雾化气动旋流部分结构参数一定的条件下,对第一级气泡雾化中的气、液预混芯与气泡生成室相配合的结构进行了优化设计,并利用可适性相位多普勒激光测速仪对不同气泡发生结构下的雾化场进行实验测试。结果表明,预混芯的气孔数目、气液面积比以及气泡生成室的长宽比均对喷嘴雾化效果有影响。     

几种重油催化裂化进料高效雾化喷嘴的分析比较

对几种重油催化裂化进料高效雾化喷嘴的结构特点、雾化机理及效果进行了简要的分析比较 ,以供设计及生产选型参考     

新型旋流式与内混式气动雾化喷嘴比较

阐述了新型旋流式气动雾化喷嘴的特点 ,利用激光测速测粒仪详细测量了在不同雾化介质压力与相同气液比下该喷嘴的雾化特性 ,并与现国内外采用的内混式气动喷嘴进行比较。该喷嘴在加热炉中长期使用表明 ,其性能明显优于内混式气动喷嘴。     

延迟焦化加热炉重燃料油喷嘴的研制

基于先进的气泡雾化机理设计并试验研究了一种新型泡沫－气流多级雾化渣油喷嘴,显著地改善了雾化质量,其雾化粒度〈２０μｍ,实现了短火焰的要求,并成功解决了小流量喷嘴同易堵塞的问题,该喷嘴较好地满足了延迟焦化加热炉采用多嘴短焰,以降低炉管表面生的工艺要求。     

超声波雾化喷嘴的研究进展

综述了超声波雾化喷嘴的研究进展情况，介绍了几种不同类型超声波雾化喷嘴的结构特点，简述了超声雾化机理。有关院所通过实验摸索超声雾化燃烧器声学参数声压、频率等的变化规律，根据实验数据分析了声学参数随喷嘴结构参数变化的规律，并建立了相关的经验公式。     

催化裂化进料喷嘴压降分级结构对其雾化效果的影响

压降是喷嘴雾化的原动力。喷嘴各级结构和雾化原理不同,其雾化效率就存在差异。采用具有不同压降分级结构的喷嘴进行了多种工况下的雾化实验,利用LS-2000型激光粒度仪对雾化场进行了测量。结果表明,喷头段雾化效率明显高于喷嘴其他各段;当喷头段压降占总压降的比值增大时,喷雾粒径变小;当喷头段压降与总压降的比值约为0.7时,喷嘴雾化效率较优。     

KH型喷嘴的研制及技术发展

应用国外液滴雾化研究成果,结合流体力学基本原理,分析了KH喷嘴的雾化机理,给出了KH喷嘴的物理模型、理论计算和实验结果,确定了喷嘴结构型式和尺寸。证实了喷嘴的压力降是控制雾化粒度的关键。分析了油品、蒸汽量、喷嘴结构、操作参数等对雾化粒度的影响。提出喷嘴质量的评定标准。总结了使用KH喷嘴厂家的蒸汽量、干气、液体收率以及能耗情况。     

清净剂对柴油雾化液滴空间分布的影响

采用三维激光粒子动态分析仪(PDA),测量并分析了聚异丁烯酰胺类清净剂质量分数、压力和轴向位置对0^#车用柴油雾化液滴空间分布的影响。结果表明：随着清净剂质量分数增大,在喷嘴出口处柴油雾化形成的大液滴所占的比例逐渐降低,小液滴比例逐渐升高,添加清净剂的柴油雾化液滴在小粒径区的速度分布远高于未加剂柴油;随着压力的增加,无论是否加剂,柴油雾化液滴速度均增加,在高压范围内压力的持续增加对速度分布影响并不明显,但添加清净剂的柴油液滴停留在高速区的比例始终远高于未加剂柴油;随着轴向距离的增加,无论是否加剂,柴油雾炬液滴速度最终均出现明显衰减,液滴朝着低速、大粒径区间发展。     

气动旋流雾化原油喷嘴雾化特性的实验研究

鉴于提高原油加热炉燃烧器的燃烧效率对油田节能降耗有着重要的经济意义 ,开发了新型内混式气动旋流雾化原油燃烧器喷嘴。为了评定喷嘴的雾化特性 ,在不同雾化压力下 ,应用可适性相位多普勒激光测速仪 (APV系统 )对喷嘴雾化场进行了实验研究。结果表明 ,在气液质量比小于 0 1、雾化压力 0 4MPa时 ,雾化液滴的索太尔平均直径小于 2 4 μm ,粒径分布较均匀 ;在雾化场中 ,沿半径方向浓度呈钟形分布 ,可明显改进喷嘴的燃烧性能。与其它气动雾化喷嘴相比 ,这种喷嘴需要的雾化气量小 ,尤其适用于边际油田或无配套蒸汽锅炉的原油加热炉燃烧器     

重油催化裂化进料雾化喷嘴研究

介绍了洛阳石油化工工程公司工程研究院近期开发的新型重油催化裂化进料喷嘴--LPEC-H型进料雾化喷嘴的性能.该喷嘴采用创新雾化结构,使原料得到高质量的雾化.采用国际先进的相位多普勒粒子分析仪PDPA测试了LPEC-H型喷嘴的雾化粒径和喷射速度,结果表明雾化颗粒细小均匀,雾化颗粒群中最大粒径显著减小,喷射速度适中,具有良好的雾化性能.     

FCC进料雾化喷嘴结构对内部流场及混合特性的影响

采用CFD方法,基于欧拉-欧拉方法的mixture多相流模型,对一种内混式催化裂化进料雾化喷嘴的内流场进行数值模拟,研究喷嘴内部气液两相流场的分布状况及其混合特性。为提高喷嘴的雾化效果,对喷嘴的结构进行内置螺旋的改进。对比结构改进前后的模拟结果表明：原结构喷嘴内气液两相分布较集中,且流体的切向速度几乎为零,这使喷嘴的雾化效果下降,喷雾范围受限,不利于原料油与提升管内催化剂的接触;螺旋结构可使流体在混合腔高速旋转,使流体获得切向速度,最大切向速度可达18.49 m/s,增加气液两相流的湍流强度,有效提高流体平均速度,对提高喷嘴的雾化性能有促进作用。     

LPH-1型重油进料雾化喷嘴的工业应用

介绍了LPH-1型进料雾化喷嘴的性能及其在中国石油化工股份有限公司沧州分公司1．40Mt／a催化裂化装置的工业应用情况。应用结果表明,LPH-1型重油进料雾化喷嘴雾化蒸汽用量小（只有3％）,压力降低（只有0．25MPa）,喷射速度适中,雾化效果好。采用该喷嘴后,催化裂化装置干气和焦炭产率降低0．51个百分点,轻液体收率增加1．93个百分点,催化剂消耗降低1．83％,每年可增加经济效益3358×10^4 RMB￥。     

CS-Ⅱ型重油催化裂化进料喷嘴的工业应用

沈阳石蜡化工有限公司450kt／a催化裂解装置在2007年9月大修时,换用CS-Ⅱ型重油催化裂化进料喷嘴。在原料性质变差,其它操作条件不变的情况下,液化石油气、汽油和柴油收率之和比改造前提高了1．47个百分点,生焦率降低了0．93个百分点,干气产率降低了0．47个百分点,产品性质基本没有变化,装置运行平稳。CS-Ⅱ型重油催化裂化进料喷嘴的应用,增加了目的产品收率,提高了装置处理能力,降低了装置综合能耗,经济效益达1307．51×10^4RMB￥。     

OPTIMIX高效雾化喷嘴在重油催化裂化装置上的应用

介绍Optimix高效雾化喷嘴结构、雾化原理、性能特点及工业应用结果。洛阳分公司加工常压渣油的重油催化裂化装置应用该喷嘴后 ,喷嘴雾化蒸汽较原喷嘴降低了 6 .4t/h ,干气产率由 3.99%降低到 2 .5 8% ,液化气收率由 11.75 %增加到 14 .10 % ,轻质油收率由 6 7.2 7%提高到6 8.4 1%。