專利名稱：一種沖擊式氣液分布器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖擊式氣液分布器，用于氣液兩相混合，及氣液兩相在以液相為 連續(xù)相的床層內(nèi)實(shí)現(xiàn)分散的工況，屬于石油化工設(shè)備領(lǐng)域，適用于反應(yīng)器床層內(nèi)的氣、液分 布，尤其是一種用于在沸騰床反應(yīng)器內(nèi)、實(shí)現(xiàn)氣-固-液三相呈沸騰狀態(tài)的氣液分布。可廣 泛應(yīng)用于石油化工和環(huán)保等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，氣-固_液三相反應(yīng)器多采用鼓泡式反應(yīng)器和攪拌釜式反應(yīng)器，上述反應(yīng)器 效率低、能耗高，應(yīng)用規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域受到反應(yīng)體系的限制。沸騰床工藝技術(shù)以床層壓降小、反應(yīng)溫度均勻、無堵塞、易于取熱而廣泛應(yīng)用于石 油化工和環(huán)保等領(lǐng)域，特別是用于粘度大、雜質(zhì)多的渣油加氫領(lǐng)域。該工藝特征是在反應(yīng) 器內(nèi)以液相為連續(xù)相、氣固為分散相相、形成氣-固-液三相共存的反應(yīng)床層，該床層內(nèi)呈 沸騰狀態(tài)。氣-固_液三相的有效混合、傳質(zhì)效率及操作彈性是沸騰床反應(yīng)器的重要性能，因 此，性能優(yōu)異的氣液分布器，是沸騰床反應(yīng)器的關(guān)鍵部件。中國專利CN1600413A介紹了一種用于三相漿態(tài)床反應(yīng)器的氣體分布器，由假板、 多根氣體上升管、氣體分布管組和多個開口垂直朝下的噴嘴組成。該分布器存在結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、當(dāng)氣量波動時液相倒流、只分布?xì)庀?、產(chǎn)生的氣泡較大、傳質(zhì)效率低等不足。中國專利 CN2425703Y介紹了一種沸騰床反應(yīng)器的內(nèi)部裝置，該內(nèi)構(gòu)件有立置橫粱和雙層倒V形件組 成，氣泡在雙層倒V形件上形成，該分布器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、只分布?xì)庀?、產(chǎn)生的氣泡較大、氣 泡不均勻、傳質(zhì)效率低等不足。在一些反應(yīng)器內(nèi)，通常使用的氣體分布器，多數(shù)采用約翰遜 網(wǎng)產(chǎn)生氣泡，存在僅分布?xì)庀唷⑶耶a(chǎn)生的氣泡較大、傳質(zhì)效率低等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種沖擊式氣液 分布器。本發(fā)明的沖擊式氣液分布器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、體積小、壓降小、無堵塞，適用于上流式 反應(yīng)器床層內(nèi)的氣、液分布，尤其適用于在沸騰床反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣-固-液三相呈沸騰狀態(tài) 的氣液分布。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種沖擊式氣液分布器，由噴射盤、混合盤、連接體、雨帽、 氣相圍堰和導(dǎo)液管構(gòu)成，所述的導(dǎo)液管與連接體相連接，氣相圍堰套裝在導(dǎo)液管外并固定 于連接體上，氣相圍堰與導(dǎo)液管間形成進(jìn)氣通道；所述的連接體與雨帽對應(yīng)端面呈相似形， 形成引流通道；在導(dǎo)液管的上部設(shè)置噴射盤和混合盤，在噴射盤上開設(shè)噴射孔，在混合盤上 開設(shè)射流孔；在噴射盤與混合盤之間的導(dǎo)液管管壁上設(shè)置1 4層進(jìn)氣孔。根據(jù)氣液傳質(zhì)與反應(yīng)器床層物料分布特點(diǎn)，本發(fā)明的沖擊式氣液分布器，設(shè)置氣 相圍堰與導(dǎo)液管，形成氣液分流；在導(dǎo)液管內(nèi)設(shè)置噴射盤，液相經(jīng)過射流盤時提高了流速， 形成射流；噴射盤和混合盤之間的導(dǎo)液管管壁上開設(shè)進(jìn)氣孔，液相射流吸入并夾帶氣相；導(dǎo)液管內(nèi)設(shè)置混合盤，氣液兩相在混合盤形成并流，實(shí)現(xiàn)加速，由于氣液兩相獲得的速度不 同，氣相得到分散，形成均勻、細(xì)小氣泡；設(shè)置雨帽和連接體，兩者間形成引流通道，氣液兩 相經(jīng)引流通道進(jìn)入反應(yīng)器床層，實(shí)現(xiàn)氣液分布、氣液傳質(zhì)，并形成平推流，氣液兩相沖擊床 層內(nèi)的顆粒狀催化劑，在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)以液相為連續(xù)相、氣固為分散相的氣_固-液沸騰狀 態(tài)；連接體與雨帽形成的引流通道末端設(shè)置向下直段，防止在開停工時催化劑倒流。本發(fā)明的沖擊式氣液分布器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、體積小、壓降小、傳質(zhì)效率高。適用于 上流式反應(yīng)器床層內(nèi)的氣、液分布。


圖1為本發(fā)明氣液分布器的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為混合盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為混合盤的俯視圖。圖4為圖2中I部的放大示意圖。圖5為噴射盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為噴射盤的俯視圖。圖7為圖5中I部的放大示意圖。圖8為連接體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。如圖1、2、3所示，本發(fā)明的沖擊式氣液分 布器由噴射盤6、混合盤5、連接體4、雨帽1、氣相圍堰7、導(dǎo)液管12、限位套2、緊固套9、定 位套11、定位銷釘10、螺釘8及連桿3等部件構(gòu)成。本發(fā)明的沖擊式氣液分布器，設(shè)置氣相圍堰7及導(dǎo)液管12，氣相圍堰長度為導(dǎo)液 管長度的1/3 2/3 ；氣相圍堰與導(dǎo)液管間的環(huán)形面積為導(dǎo)液管截面積的1/3 2倍，優(yōu)選 1 1. 5倍。氣相圍堰與導(dǎo)液管間的環(huán)形區(qū)域構(gòu)成氣相通道，導(dǎo)液管伸入液下，為液相通道， 即設(shè)置氣相圍堰及導(dǎo)液管，形成氣、液兩個流道。在導(dǎo)液管內(nèi)上部位置設(shè)置噴射盤6，噴射盤上開設(shè)若干噴射孔，噴射孔由收縮段及 喉口構(gòu)成；喉口總截面積為導(dǎo)液管截面積的20% 60%，優(yōu)選25% 36% ；喉口長度為 2 15mm，優(yōu)選5 IOmm ；收縮段截面積為喉口截面積的2 5倍；收縮段收縮角(b) 20° 40°，優(yōu)選23° 29°。液相經(jīng)過噴射盤時提高了流速，形成射流。噴射盤6和混合盤5之間的導(dǎo)液管管壁上開設(shè)進(jìn)氣孔進(jìn)氣孔開設(shè)1 4層，進(jìn)氣 孔交錯排布；每層開設(shè)4 20個孔；孔徑# 1 # 3mm ；進(jìn)氣孔總截面積為導(dǎo)液管截面積的 10% 40%。噴射盤與混合盤之間設(shè)置定位套11，用定位銷釘10實(shí)現(xiàn)固定，在導(dǎo)液管上部 設(shè)置緊固套9和螺釘8實(shí)現(xiàn)固定安裝。液相流經(jīng)噴射盤與混合盤之間的空間時，氣相經(jīng)進(jìn) 氣孔進(jìn)入該空間。導(dǎo)液管內(nèi)設(shè)置混合盤5，混合盤上開設(shè)若干射流孔；該孔由收縮段、喉口及擴(kuò)張段 構(gòu)成；喉口截面積為導(dǎo)液管截面積的40 % 80 % ；喉口長度為2 15mm，優(yōu)選3 IOmm ； 收縮段與擴(kuò)張段的最大截面積相等，為喉口總截面積的2 5倍；收縮段收縮角為20° 40° ；擴(kuò)張段的擴(kuò)張角為10° 30°。氣液兩相在混合盤處形成并流，實(shí)現(xiàn)加速，由于氣液兩相獲得的速度不同，氣相得到分散，形成均勻、細(xì)小的氣泡。在導(dǎo)液管的頂端設(shè)置連接體4和雨帽1，連接體4與雨帽1對應(yīng)端面呈相似形，兩 者間形成引流通道。連接體4喉口截面積為導(dǎo)液管截面積的40% 60%;喉口長度為2 15mm。連接體4和雨帽1兩者間用限位套2和連桿3連接在一起；兩者間形成的出口處截 面積為導(dǎo)液管截面積的80% 120%。氣液兩相經(jīng)引流通道進(jìn)入反應(yīng)器床層，實(shí)現(xiàn)氣液分 布、氣液傳質(zhì)，并形成平推流，在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣-固-液三相物料的沸騰狀態(tài)。連接體與 雨帽形成的引流通道末端設(shè)置向下直段，防止在開停工時催化劑倒流，該向下直段長度為 3 IOmm0本發(fā)明的沖擊式氣液分布器，工作時，液相由插入液層的導(dǎo)液管輸入氣液分布器， 氣相由氣相圍堰與導(dǎo)液管間的環(huán)形流道進(jìn)入氣液分布器，形成氣液分流；液相流經(jīng)導(dǎo)液管 內(nèi)的噴射盤處時提高了流速，形成噴射流；氣相經(jīng)噴射盤和混合盤之間的導(dǎo)液管管壁上開 設(shè)的進(jìn)氣孔，被液相射流吸入并夾帶氣相；氣液兩相在混合盤形成并流，并實(shí)現(xiàn)加速，由于 氣液兩相獲得的速度不同，氣相得到分散，形成均勻、細(xì)小氣泡；以液相為連續(xù)相、均勻細(xì)小 氣泡為分散相的流體經(jīng)雨帽和連接體間的引流通道，進(jìn)入反應(yīng)器床層，實(shí)現(xiàn)氣液分布、氣液 傳質(zhì)，并形成平推流，沖擊床層內(nèi)的顆粒狀催化劑，在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)以液相為連續(xù)相、氣固 為分散相的氣_固-液沸騰狀態(tài)；連接體與雨帽形成的引流通道末端設(shè)置向下直段，其高度 形成的堆積坡度，大于催化劑堆積角，防止在開停工時催化劑倒流。
權(quán)利要求
一種沖擊式氣液分布器，由噴射盤、混合盤、連接體、雨帽、氣相圍堰和導(dǎo)液管構(gòu)成，所述的導(dǎo)液管與連接體相連接，氣相圍堰套裝在導(dǎo)液管外并固定于連接體上，氣相圍堰與導(dǎo)液管間形成進(jìn)氣通道；所述的連接體與雨帽對應(yīng)端面呈相似形，形成引流通道；在導(dǎo)液管的上部設(shè)置有噴射盤和混合盤，在噴射盤上開設(shè)有噴射孔，在混合盤上開設(shè)有射流孔；在噴射盤與混合盤之間的導(dǎo)液管管壁上設(shè)置1～4層進(jìn)氣孔。
2.按照權(quán)利要求1所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的進(jìn)氣孔呈交錯排布， 每層開設(shè)4 20個。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的進(jìn)氣孔孔徑為 # 1 # 3mm，進(jìn)氣孔總截面積為導(dǎo)液管截面積的10% 40%。
4.按照權(quán)利要求1所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的噴射孔由收縮段及 喉口段構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求4所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述喉口段的總截面積為 導(dǎo)液管截面積的20% 60%，喉口段長度為2 15mm。
6.按照權(quán)利要求4所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述收縮段的截面積為喉 口截面積的2 5倍，收縮段收縮角為20° 40°。
7.按照權(quán)利要求1所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的射流孔由收縮段、喉 口段及擴(kuò)張段構(gòu)成。
8.按照權(quán)利要求7所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述喉口段的總截面積為 導(dǎo)液管截面積的40% 80%，喉口段長度為2 15mm。
9.按照權(quán)利要求7所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的收縮段與擴(kuò)張段的 最大截面積相等，為喉口截面積的2 5倍。
10.按照權(quán)利要求7所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述收縮段的收縮角為 20° 40°，所述擴(kuò)張段的擴(kuò)張角為10° 30°。
11.按照權(quán)利要求1所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的雨帽和連接體用限 位套和連桿固定，所述的引流通道的出口處截面積為導(dǎo)液管截面積的80% 120%。
12.按照權(quán)利要求1所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的連接體喉口截面積 為導(dǎo)液管截面積的40% 60%，喉口長度為2 15mm。
13.按照權(quán)利要求1所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的引流通道末端設(shè)置 向下直段，向下直段的長度為3 10mm。
14.按照權(quán)利要求1所述的沖擊式氣液分布器，其特征在于，所述的氣相圍堰的長度為 導(dǎo)液管長度的1/3 2/3，氣相圍堰與導(dǎo)液管間的環(huán)形面積為導(dǎo)液管截面積的1/3 2倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沖擊式氣液分布器，屬于石油化工設(shè)備領(lǐng)域。本發(fā)明的沖擊式氣液分布器由噴射盤、混合盤、連接體、雨帽、氣相圍堰和導(dǎo)液管構(gòu)成。所述的導(dǎo)液管與連接體相連接，氣相圍堰套裝在導(dǎo)液管外，二者間形成進(jìn)氣通道；連接體與雨帽之間形成引流通道；在導(dǎo)液管上部設(shè)置噴射盤和混合盤，在噴射盤上開設(shè)若干噴射孔，在混合盤上開設(shè)若干射流孔；在噴射盤與混合盤之間的導(dǎo)液管管壁上設(shè)置若干進(jìn)氣孔。本發(fā)明的氣液分布器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、壓降小、傳質(zhì)效率高，尤其適用于在沸騰床反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣-固-液三相呈沸騰狀態(tài)的氣液分布，可廣泛應(yīng)用于石油化工和環(huán)保等領(lǐng)域。
文檔編號B01B1/00GK101940900SQ200910012498
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者劉杰, 彭德強(qiáng), 方向晨, 李欣, 齊慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院