隨著原油日益重質(zhì)化和石油資源的短缺, 重油流化催化裂化( RFCC) 工藝得到了迅速發(fā)展。在流化催化裂化( FCC) 裝置中, 原料油進(jìn)料噴嘴性能的優(yōu)劣對裂化反應(yīng)產(chǎn)品分布起著重要作用。在以重油為原料時, 這種影響尤為突出。性能優(yōu)越的進(jìn)料噴嘴可以提高輕質(zhì)油收率, 降低焦炭產(chǎn)率, 改善產(chǎn)品分布, 給煉油廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此, 國內(nèi)外研究者都一直不斷地開發(fā)研制新型高效霧化噴嘴。陜西省生產(chǎn)力促進(jìn)中心和中國石油化工股份有限公司等單位合作, 經(jīng)過多年的努力, 在 BWJ( Ñ ) 型、( Ò)型噴嘴基礎(chǔ)上, 研制成功了 BWJ( Ó) 型進(jìn)料噴嘴,試驗(yàn)研究和工業(yè)應(yīng)用表明, 該噴嘴性能優(yōu)良。

1 結(jié)構(gòu)與工作機(jī)理

噴嘴的總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。BWJ( Ó) 型噴嘴在 BWJ( Ò) 型氣/ 液兩相旋流式噴嘴結(jié)構(gòu)上, 增加了一路側(cè)向進(jìn)氣。側(cè)向進(jìn)氣由噴管外夾層引入。夾層出口環(huán)上開有一定數(shù)目和孔徑的小孔, 出口環(huán)設(shè)置在旋流器出口下游附近, 在出口環(huán)前后壓差的作用下二次進(jìn)氣經(jīng)小孔噴出, 形成高速射流, 與中心進(jìn)氣孔和進(jìn)油孔進(jìn)入混合腔里流經(jīng)旋流槽形成的氣液兩相霧化流進(jìn)行強(qiáng)烈摻混。旋轉(zhuǎn)霧化的氣液兩相霧滴在高速氣流作用下, 發(fā)生剪切, 破碎變?yōu)楦��?xì)小的霧滴, 實(shí)現(xiàn)了液滴的二次霧化。

圖 1 BWJ( Ó) 型進(jìn)料霧化噴嘴總體結(jié)構(gòu)

1. 中心進(jìn)氣孔; 2. 進(jìn)水孔; 3. 側(cè)向進(jìn)氣孔; 4. 旋流器;
51 夾層結(jié)構(gòu); 61 側(cè)向噴氣環(huán)形孔板; 71 穩(wěn)定段; 8. 球型扁槽噴嘴

根據(jù)氣液兩相流理論, 氣體和液體在管中流動時, 因氣液兩相速率和速率差的不同, 可能出現(xiàn)不同的流態(tài)。經(jīng)旋流槽強(qiáng)烈摻混旋轉(zhuǎn)霧化后形成的小粒徑霧滴, 一部分與空氣結(jié)合形成霧化液流, 另一部分貼壁流動。加入夾層氣后, 貼壁流動的液滴不再存在, 增加了中心霧化流液滴, 使管中的流動變成了穩(wěn)定的環(huán)狀霧狀流, 更有利于經(jīng)球型扁槽噴頭噴出后形成更細(xì)小霧滴的霧化效果。 高效霧化進(jìn)料噴嘴 高效霧化進(jìn)料噴嘴