隨著原油日益重質化和石油資源的短缺, 重油流化催化裂化( RFCC) 工藝得到了迅速發展。在流化催化裂化( FCC) 裝置中, 原料油進料噴嘴性能的優劣對裂化反應產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。性能優越的進料噴嘴可以提高輕質油收率, 降低焦炭產率, 改善產品分布, 給煉油廠帶來可觀的經濟效益。因此, 國內外研究者都一直不斷地開發研制新型高效霧化噴嘴。陜西省生產力促進中心和中國石油化工股份有限公司等單位合作, 經過多年的努力, 在 BWJ( Ñ ) 型、( Ò)型噴嘴基礎上, 研制成功了 BWJ( Ó) 型進料噴嘴,試驗研究和工業應用表明, 該噴嘴性能優良。

1 結構與工作機理

噴嘴的總體結構如圖 1 所示。BWJ( Ó) 型噴嘴在 BWJ( Ò) 型氣/ 液兩相旋流式噴嘴結構上, 增加了一路側向進氣。側向進氣由噴管外夾層引入。夾層出口環上開有一定數目和孔徑的小孔, 出口環設置在旋流器出口下游附近, 在出口環前后壓差的作用下二次進氣經小孔噴出, 形成高速射流, 與中心進氣孔和進油孔進入混合腔里流經旋流槽形成的氣液兩相霧化流進行強烈摻混。旋轉霧化的氣液兩相霧滴在高速氣流作用下, 發生剪切, 破碎變為更細小的霧滴, 實現了液滴的二次霧化。

圖 1 BWJ( Ó) 型進料霧化噴嘴總體結構

1. 中心進氣孔; 2. 進水孔; 3. 側向進氣孔; 4. 旋流器;
51 夾層結構; 61 側向噴氣環形孔板; 71 穩定段; 8. 球型扁槽噴嘴

根據氣液兩相流理論, 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, 可能出現不同的流態。經旋流槽強烈摻混旋轉霧化后形成的小粒徑霧滴, 一部分與空氣結合形成霧化液流, 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定的環狀霧狀流, 更有利于經球型扁槽噴頭噴出后形成更細小霧滴的霧化效果。 高效霧化進料噴嘴 高效霧化進料噴嘴