催化裂化进料喷嘴是重油催化裂化(Residue Fluidized Catalytic Cracking,RFCC)装置的核心设备,其喷雾质量优劣直接影响到装置的生产效益。针对目前国内炼厂重油催化裂化进料喷嘴存在雾化质量较差、油雾在提升管中覆盖面积小、蒸汽耗量高以及操作弹性小等诸多问题,基于课题组前期错流射流场结构优化后所得到的提升管进料参数需求及国内外该类喷嘴最新研究成果,综合运用气泡雾化、旋流雾化及增大气液速度差雾化三种雾化方式,开发设计了一种新型高效RFCC进料喷嘴并总结工程设计方法。课题研究具有重要的工程实用价值。利用DP-02激光粒度测试系统和闪光摄影系统等装置对新型RFCC进料喷嘴进行了冷态实验,以耗气量、喷雾锥角和雾化粒径作为评价指标,探讨了操作参数和结构参数对喷嘴外流场特性的影响规律。结果表明,气液质量比(Gas-liquid mass ratio,GLR)在0.012~0.023、气液压力比(P_g _lP)在1~1.2范围内,喷嘴雾化质量较好。随着喷头孔孔径、内喷孔孔径以及气孔孔径的减小,雾化蒸汽消耗量明显减少,同时提升管内油剂混合效果显著提高。限于工程实际,喷头孔孔径不宜小于10mm,内喷孔孔径不宜小于25mm,气孔孔径不宜小于4mm。喷头孔角度为45°时,油剂分布比较均匀。混合室长径比取0.318左右、内喷孔收缩段角为31.4°左右时,喷嘴雾化粒径较小,雾化质量较好。喷嘴内管加设导向叶片旋流器可减少雾化蒸汽耗量,增强流体旋流强度,减小一次雾化液滴索太尔平均直径(Sauter mean diameter,SMD),提高喷嘴雾化效果。理论分析导出了喷嘴出口流量系数计算公式。结合实验数据,拟合得出最佳喷嘴结构下液体流量_lG与GLR关系式、总水头损失_wh与GLR关系式以及出口流量系数C_D与GLR关系式。最终总结了新型RFCC进料喷嘴设计方法,进行了实际工况下喷嘴结构设计计算,同时基于VB语言编制了喷嘴结构设计计算软件,实现了设计过程的可视化、程序化。