一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，包括均流環(huán)、流體入口和流體噴口，均流環(huán)安裝在環(huán)狀流體分流通道內；均流環(huán)為片狀環(huán)，均流環(huán)將環(huán)狀流體分流通道分隔成上、下結構的均流通道和分流通道；在均流環(huán)中設有均流口，均流口為均勻分布的圓弧形，圓形或矩形孔，均流口總面積為均流環(huán)總面積的20%～50%；流體入口設置在均流通道上，在分流通道中設置有流體噴口。均流通道和分流通道的上、下位置任意互換。本發(fā)明帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道結構簡單，施工方便，尤其適用于油頁巖組合式瓦斯全循環(huán)干餾爐等工業(yè)爐，可使爐內的流體分布均勻，對提高爐子效率，節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質量和產(chǎn)量，降低投資成本效果顯著。
【專利說明】一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道。
【背景技術】
[0002]在很多爐窯設備中都設有一種環(huán)狀流體分流通道，例如對油頁巖進行干餾煉油的干餾爐，熱循環(huán)干餾氣通過環(huán)狀流體分流通道進入干餾爐中。這種環(huán)狀流體分流通道的結構和均流性能的優(yōu)劣將對物料的干餾過程產(chǎn)生直接影響。由于干餾過程是在隔絕空氣的條件下依靠高溫干餾氣與油頁巖接觸后將油頁巖加熱到450~550°C，促使油頁巖熱解產(chǎn)生頁巖油、頁巖半焦、熱解氣等產(chǎn)物。在滿足加熱溫度的前提下，油頁巖物料的均勻加熱是保證干餾過程得以完全進行的關鍵因素，而這種均勻加熱的實現(xiàn)又依賴于高溫干餾氣在干餾爐內均勻分布并與油頁巖物料充分接觸。
[0003]由于受流體流動的動量、能量等因素的影響，干餾爐中熱循環(huán)干餾氣從環(huán)狀流體分流通道流出各個流體噴口的流速是有差別的。其特點是越靠近流體入口附近(非正對入口)的流體出口，流速越小，越遠離流體入口的地方，如兩股流體的交匯處的流體出口，流速最大，也就是造成爐內有偏流的現(xiàn)象。通過對帶有環(huán)狀流體分流通道的設備進行跟蹤調查發(fā)現(xiàn)，這種結構存在的主要缺陷如下:
[0004]( I)只采用一個流體入口時，從環(huán)狀流體分流通道的各個流體噴口噴出的流體流速不一致，差別很大，導致爐內流體分布不均勻，偏流嚴重，最突出的問題是導致物料無法得到均勻加熱，使得部分物料在離開干餾爐時未得到完全干餾，產(chǎn)生“出生料”現(xiàn)象。使干餾爐產(chǎn)品回收率下降、工序能耗增加、生產(chǎn)效率低、設備產(chǎn)能下降，效益降低等一系列問題。
[0005](2)為了克服以上問題，通過采用兩個或兩個以上的流體入口的方法，從各個流體噴口噴出的流體流速的均勻性會得到一定程度的改善，但改善程度有限，同時會帶來管系復雜、管系控制難度大、流 體為高溫流體時流體輸送過程中的溫降大、投資成本高等問題。
[0006]( 3 )環(huán)狀流體分流通道內壓力分布和流量分布不均勻，還容易造成通道內局部墻壁沖刷受損嚴重，導致墻壁掉磚、融化、裂開，縮短了爐窯設備使用壽命。
[0007]這種環(huán)狀流體分流通道存在的流體分布不均勻的問題一直是該領域的專業(yè)技術人員所關注的問題，且為長期在改進而又未解決的難題。如沈陽成大弘晟能源研究院有限公司長期研究油頁巖干餾爐，申請了多項油頁巖干餾爐及干餾工藝的專利。包括在2008年11月申請的“日處理300噸油頁巖瓦斯全循環(huán)干餾工藝”和2011年6月申請的“日處理500~1000噸油頁巖瓦斯全循環(huán)干餾爐”，公開的這2種油頁巖組合式瓦斯全循環(huán)干餾爐為很典型的且結構較先進的干餾爐，其中的熱循環(huán)干餾氣就是在環(huán)狀流體分流通道中分流。在上述“日處理500~1000噸油頁巖瓦斯全循環(huán)干餾爐”說明書的【背景技術】描述中就指出:“300噸干餾爐”在運行中存在爐內有偏流的現(xiàn)象，瓦斯配氣系統(tǒng)需要進一步改進，增加均衡性。在
【發(fā)明內容】
部分，再次強調為實現(xiàn)日處理500~1000噸油頁巖，需要解決的4個關鍵技術問題，其中把干餾爐內的均勻布氣問題放在首位，說明書中寫道:“需要解決1、在擴大干餾容量的時候解決好干餾爐內的均勻布氣問題，使油頁巖能和熱載體均勻接觸，均衡干餾，爐內沒有死角。這一問題看似簡單，實際難度很大，撫順式干餾爐想把處理能力從100噸提高到200噸以上，經(jīng)過幾十年的努力，由于解決不好干餾爐內的均勻布氣問題，至今未能實現(xiàn)?！笨梢娫诃h(huán)狀流體分流通道內均勻布氣問題是多么重要，但這也確實是一個看似簡單，實際難度很大的問題。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術中環(huán)狀流體分流通道內幾十年都難于解決好的均勻布氣的問題，而提供一種結構簡單，容易施工，使用安全可靠，便于維護，能夠很好地解決均勻布氣難題的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案是:提供一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，包括均流環(huán)、流體入口和流體噴口，所述的均流環(huán)安裝在環(huán)狀流體分流通道內；均流環(huán)為片狀環(huán)，均流環(huán)將環(huán)狀流體分流通道分隔成上、下結構的均流通道和分流通道；在均流環(huán)中設有用于使上、下結構的均流通道與分流通道相通的均流口 ；所述的流體入口設置在均流通道外側任意位置，在所述的分流通道中設置有流體噴口。
[0010]本發(fā)明的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，所述的均流環(huán)中均勻分布的均流口為圓弧形、圓形或矩形孔。
[0011]本發(fā)明的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，所述的均流環(huán)中的均流口總面積為均流環(huán)總面積的20%~50%。
[0012]本發(fā)明的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，所述的均流通道和分流通道的上、下位置任意互換。也就是說如果將流體入口設在均流環(huán)下方，則均流環(huán)下方就為均流通道，熱循環(huán)干餾氣進入均流通道后，通過均流口向上層的分流通道送干餾氣。
[0013]本發(fā)明的帶有均流環(huán) 的環(huán)狀流體分流通道，所述的均流通道不局限于使用I個流體入口。所述的環(huán)狀流體分流通道不局限于圓環(huán)狀流體分流通道，也可以為橢圓狀、矩形狀流體分流通道。
[0014]本發(fā)明的一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0015](I)本發(fā)明在現(xiàn)有用于油頁巖干餾爐上的環(huán)狀流體分流通道中增設一均流環(huán)，施工簡單，使用安全可靠，便于維護，使干餾爐爐膛各區(qū)和干餾段熱干餾氣氣流分布均勻，使爐膛溫度均勻。均流環(huán)對上下兩層通道還起著支撐防變形作用。
[0016](2)本發(fā)明改雙進氣流體入口結構為單進氣流體入口結構，降低了管系難度，節(jié)省投資，同時降低了運行管理成本；能夠使干餾爐達到均衡干餾、產(chǎn)品回收率高、熱效率高、節(jié)能效果良好、投資少的效果。
[0017](3)在帶有環(huán)狀流體分流通道的油頁巖干餾爐中安裝本發(fā)明的均流環(huán)，能夠顯著地提升爐子各噴口噴出氣流的均勻度，使爐膛截面各區(qū)爐壁上以及各阿西腿上的噴口氣流均勻度提高了 2%以上，效果顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道的干餾爐爐膛結構示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明中的均流環(huán)將環(huán)狀流體分流通道分為上、下兩層的結構示意圖。
[0020]圖3為圖1中A-A向截面結構示意圖。圖中為一種均勻分布有圓弧形孔的均流環(huán)。[0021]圖4為圖2中B-B向截面結構示意圖。圖中顯示了一種均勻分布有圓形孔的均流環(huán)。[0022]圖5為A-A截面處氣流速度分布圖。
[0023]圖6為已有技術采用的雙流體入口結構的油頁巖干餾爐爐膛結構示意圖。
[0024]上述圖中:1_流體入口 ；2_通道內壁；3-通道外壁；4-通道上封板；5-通道下封板；6_分流通道；7_流體噴口 ；8_干餾爐干餾段；9_干餾爐爐膛；10-1號阿西腿；11_爐膛截面A區(qū)；12-2號阿西腿；13-爐膛截面B區(qū)；14-3號阿西腿；15-爐膛截面C區(qū)；16-均流通道；17-均流環(huán)；18-均流口 ； 19-物料進口 ；20_熱循環(huán)干餾氣；21_均勻分布的氣流；22-冷循環(huán)干餾氣入口 ；23_冷循環(huán)干餾氣。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖與具體實施例對本發(fā)明的內容進行詳細描述。
[0026]實施例1:本發(fā)明提供一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，其結構如圖1、2所示，包括均流環(huán)17、流體入口 I和流體噴口 7。所述的均流環(huán)17安裝在環(huán)狀流體分流通道內；均流環(huán)17為片狀環(huán)，均流環(huán)17將環(huán)狀流體分流通道分隔成上、下結構的均流通道16和分流通道6。所述的均流通道16和分流通道6的上、下位置任意互換，參見圖1、圖2所示。圖1中顯示了一種均流通道16在上部、分流通道6在下部的帶均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道；圖2中顯示了一種分流通道6在上部、均流通道16在下部的帶均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道。
[0027]在片狀的均流環(huán)17中設有與均流通道16和分流通道6相通的均流口 18 ;所述的流體入口 I設置在均流通道16上任意外側位置，也就是說流體入口 I不必刻意設置在與任一條阿西腿相對應的位置。在所述的分流通道6中設置有流體噴口 7。
[0028]本發(fā)明的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，所述的片狀的均流環(huán)17，參見圖3、4，圖3中顯示的是一種均勻分布有圓弧形孔的均流環(huán)17，同心的圓弧形孔作為均流口 18 ;圖4中顯示的是另一種均勻分布有圓形孔的均流環(huán)17。本實施例中的均流口 18是圓形孔，均流口 18的總面積為均流環(huán)總面積的45%。
[0029]本實施例中的帶均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道的均流通道16在上部、分流通道6在下部，該環(huán)狀流體分流通道設置在油頁巖干餾爐上，如圖2所示。從流體入口 I處進入均流通道16的流體是帶有壓力和速度的熱循環(huán)干餾氣20，熱循環(huán)干餾氣20進入均流通道16，被均流環(huán)17阻隔后，由于均流環(huán)17對流體的阻流作用，可以保證熱循環(huán)干餾氣20先在均流通道16內均勻分布，均流的熱循環(huán)干餾氣經(jīng)過均流口 18進入分流通道6，其中一部分均流的熱循環(huán)干餾氣從分流通道6壁面上的流體噴口 7進入干餾爐爐膛9，另一部分均流的熱循環(huán)干餾氣進入3條阿西腿，然后從3條阿西腿上的流體噴口 7噴入干餾爐爐膛9，進入干餾爐爐膛9的熱循環(huán)干餾氣再進入干餾爐干餾段8，由于均流環(huán)的均流作用，保證了熱循環(huán)干餾氣在爐膛截面A區(qū)11、爐膛截面B區(qū)13和爐膛截面C區(qū)15中的呈現(xiàn)均勻分布的氣流21，參見圖5，從圖中可見爐膛內氣流分布均勻，各區(qū)域截面氣流分布較好，能夠滿足干餾工藝要求。
[0030]實施例2:本發(fā)明提供的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，采用根據(jù)相似原理構建的實驗室模型實驗，對使用效果進行驗證。[0031]采用根據(jù)相似原理構建的實驗室模型實驗時，使用本發(fā)明如圖1的油頁巖組合式瓦斯全循環(huán)干餾爐模型，物料19從爐膛上方進入，環(huán)狀流體分流通道包括有一個流體入口1，通道內壁2，通道外壁3，通道上封板4和通道下封板5。流體入口 I設在均流通道16上，熱循環(huán)干餾氣20從流體入口 I先進入均流通道16。均流環(huán)17采用圖3所示的帶有圓弧形孔的均流口 18，均流口 18的總面積為均流環(huán)總面積的25%。進行對比實驗的是采用如圖6所示的原雙流體入口 I結構的油頁巖組合式瓦斯全循環(huán)干餾爐模型，冷循環(huán)干餾氣23從冷循環(huán)干餾氣入口 22進入。
[0032]實驗測定結果表明:采用圖6的原雙流體入口 I結構的干餾爐時，爐膛截面A區(qū)11、爐膛截面B區(qū)13和爐膛截面C區(qū)15內爐壁噴口氣流的均勻度分別為96.10%,96.48%、96.82%，I號阿西腿10、2號阿西腿12、3號阿西腿14的六個壁面上的噴口氣流均勻度分別為96.97%,96.63%,96.75%,96.27%,96.16%,96.07% ;采用本發(fā)明的帶有均流環(huán)17的環(huán)狀流體分流通道后，爐膛截面A區(qū)11、爐膛截面B區(qū)13和爐膛截面C區(qū)15內爐壁噴口氣流的均勻度分別為98.33%,98.49%,98.25%，三條阿西腿六個壁面上的噴口氣流均勻度分別為98.82%、98.65%、98.88%、99.19%、98.68%、98.59%。
[0033]由于均勻度是衡量氣流均勻性的一個重要標準，均勻度越高，則噴口氣流均勻性越好，干餾爐爐膛9內氣流分布均勻性也會隨之增強。實驗表明:本發(fā)明對環(huán)狀流體分流通道稍加改進，并安裝了本發(fā)明的均流環(huán)17，就能夠顯著提升爐子各噴口噴出氣流的均勻度，各區(qū)爐壁上以及各阿西腿上的噴口氣流均勻度提高了 2%以上，效果顯著。本發(fā)明適用于帶有環(huán)狀流體分流通道的設備，尤其是油頁巖組合式瓦斯(熱循環(huán)干餾氣)全循環(huán)干餾爐。
[0034]本發(fā)明的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，所述的均流通道16上不局限于使用I個流體入口。本發(fā)明所述的環(huán)狀流體分流通道不局限于圓環(huán)狀流體分流通道，也可以為橢圓狀、矩形狀流體分流通道。
[0035]本發(fā)明的帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道結構簡單，設計合理，施工容易，使用安全可靠，便于維護，使用后效果顯著，能夠使氣流分布均勻，爐膛溫度均勻，產(chǎn)品回收率高、熱效率高、節(jié)能效果良好，同時可以降低管系施工難度，節(jié)省投資。
【權利要求】
1.一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，包括均流環(huán)、流體入口和流體噴口，其特征在于:所述的均流環(huán)安裝在環(huán)狀流體分流通道內；均流環(huán)為片狀環(huán)，均流環(huán)將環(huán)狀流體分流通道分隔成上、下結構的均流通道和分流通道；在均流環(huán)中設有用于使上、下結構的均流通道與分流通道相通的均流口 ；所述的流體入口設置在均流通道外側任意位置，在所述的分流通道中設置有流體噴口。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，其特征在于:所述的均流環(huán)中均勻分布的均流口為圓弧形、圓形或矩形孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，其特征在于:所述的均流環(huán)中的均流口總面積為均流環(huán)總面積的20%~50%。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有均流環(huán)的環(huán)狀流體分流通道，其特征在于:所述的均流通道和分流通道的上、下位置任 意互換。
【文檔編號】C10B53/06GK103468286SQ201310366051
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權日:2013年8月20日
【發(fā)明者】戴方欽, 潘盧偉, 張發(fā)輝, 郭悅, 許學成, 潘妮 申請人:武漢科技大學