CN107921393B - 分配器和包含该分配器的下流式催化反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分配器和包括该分配器的下流式催化反应器，并且根据本发明的一个方面，提供了一种分配器，其包括：内侧降液管，其具有第一流动空间；外侧降液管，其被设置用以围绕所述内侧降液管的至少部分区域，并且具有与所述内侧降液管的第一流动空间隔开的第二流动空间；外盖，其具有多个第一狭槽并且安装在所述内侧降液管上以使穿过所述第一狭槽的流体能够流入所述第一流动空间；以及内盖，其具有多个第二狭槽并且安装在所述外侧降液管上以使穿过所述第二狭槽的流体能够流入所述第二流动空间。

Description

分配器和包含该分配器的下流式催化反应器
技术领域
本发明涉及一种分配器和包含该分配器的下流式催化反应器。
本申请要求了基于于2015年08月28日提交的韩国专利申请第10-2015-0121687号的优先权的权益，其公开内容以整体引用的方式并入本文中。
背景技术
通常，下流式催化反应器涉及气液混合过程。在这种过程中，液相与气相或蒸汽相混合，并且当混合物经过反应器中的固体填充床时，反应发生。在反应器中，在接触固相催化剂填充床之前，必须使气相和液相适当地混合并均匀分配。
图1为显示了常规下流式催化反应器(10)的概念图。
反应器(10)包括具有入口(11)的壳体(12)、布置在壳体(12)中的分散盘(20)和设置在分散盘(20)中的多个分配器(30)。
在这里，分散盘(20)具有多个可使液相通过的孔。
另外，分配器(30)包括气道(31)和设置成用以围绕气道(31)的盖(32)。气道(31)具有圆柱形结构，该圆柱形结构具有中空部分，气相可以通过上部进入该中空部分。而且，气体经过气道(31)与盖(32)之间的空间，并且经气道(31)流下分散盘(20)。另一方面，当分散盘(20)上的液位变高时，气道(31)的入口会堵塞，气体不能经气道(31)流下分散盘(20)。因此，存在分配和分散效率降低的问题。
发明内容
技术问题
本发明要解决的问题是提供一种具有高混合和分配效率的分配器和包括该分配器的下流式催化反应器。
技术方案
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种分配器，包括：内侧降液管，其具有第一流动空间；外侧降液管，其被设置用以围绕所述内侧降液管的至少部分区域并且具有与所述内侧降液管的第一流动空间隔开的第二流动空间；外盖，其具有多个第一狭槽并且安装在所述内侧降液管上以使穿过所述第一狭槽的流体能够流入所述第一流动空间；以及内盖，其具有多个第二狭槽并且安装在所述外侧降液管上以使穿过所述第二狭槽的流体能够流入所述第二流动空间。
所述内盖布置在所述外盖的内部以使穿过所述第一狭槽的流体穿过所述第二狭槽并进入所述第二流动空间。
此外，根据本发明的另一个方面，提供了一种下流式催化反应器，其包括：具有入口的壳体；分散盘，其布置在所述壳体的内部并且具有多个流通孔；以及多个分配器，其安装在所述分散盘上。
各个分配器包括：内侧降液管，其具有第一流动空间；外侧降液管，其设置为用以围绕所述内侧降液管的至少部分区域并且具有与所述内侧降液管的第一流动空间隔开的第二流动空间；外盖，其具有多个第一狭槽并且安装在所述内侧降液管上以使穿过所述第一狭槽的流体能够流入所述第一流动空间；以及内盖，其具有多个第二狭槽并且安装在所述外侧降液管上以使穿过所述第二狭槽的流体能够流入所述第二流动空间。
此外，所述下流式催化反应器设置为使得当液-气混合物被供应到所述壳体中时，流过所述第一狭槽的气体流入所述第一流动空间，并且根据所述分散盘上的液位依序穿过所述第一狭槽和所述第二狭槽的气体或液体流入所述第二流动空间。
有益效果
如上所述，涉及本发明的一个实施方式的分配器和包括所述分配器的下流式催化反应器具有高的混合效率和分配效率。
附图说明
图1为显示了常规下流式催化反应器的概念图。
图2为显示了涉及本发明的一个实施方式的分配器的概念图。
图3为图2所示的分配器的横截面图。
图4为图2所示的分配器的分解透视图。
图5和图6为用于解释涉及本发明的分配器的一个运行状态的概念图。
图7为图2所示的分配器的模拟结果。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的一个实施方式的分配器和包括该分配器的下流式催化反应器。
此外，不论是否使用附图标记，相同或相应的部件被赋予相同或相似的附图标记，并且将省略重复的说明，并且为了便于解释，可以放大或者缩小所示的各个构件的尺寸和形状。
图2为显示了涉及本发明的一个实施方式的分配器的概念图，图3为图2所示的分配器的横截面图，以及图4为图2所示的分配器的分解透视图。
图5和6为用于解释涉及本发明的分配器的一个运行状态的概念图，以及图7为图2所示的分配器的模拟结果。
涉及本发明的一个实施方式的下流式催化反应器包括：具有入口(11)(见图1)的壳体(12)(见图1)；和分散盘，其布置在壳体(12)(见图1)的内部并且具有多个流通孔(21)；以及多个分配器(100)，其安装在分散盘(20)上。
涉及本发明的一个实施方式的分配器(100)包括内侧降液管(110)和外侧降液管(120)，以及外盖(130)和内盖(140)。
内侧降液管(110)具有第一流动空间(111)。内侧降液管(110)具有第一直径和第一高度。另外，内侧降液管(110)具有中空的圆柱形状。此外，第一流动空间(111)设置成使得两个端部各自沿着内侧降液管(110)的高度方向开口。
外侧降液管(120)设置成围绕内侧降液管(110)的至少部分区域。在这里，外侧降液管(120)设置成具有比所述第一直径大的第二直径和比所述第一高度低的第二高度。外侧降液管(120)具有与第一流动空间(111)隔开的第二流动空间(121)。第二流动空间(121)可以被限定为内侧降液管(110)的外周表面与外侧降液管(120)的内周表面之间的空间。例如，第一流动空间(111)可以具有圆形横截面，以及第二流动空间(121)可以具有环形横截面。另外，外侧降液管(120)具有中空的圆柱形状。此外，第二流动空间(121)设置成使得两个端部各自沿着外侧降液管(120)的高度方向开口。
而且，内侧降液管(110)和外侧降液管(120)可以布置为使得各自的中心轴线同轴定位。另外，内侧降液管(110)和外侧降液管(120)都布置为位于分散盘(20)上。内侧降液管(110)和外侧降液管(120)都可以安装在分散盘(20)上。此外，如上所述，所述第一高度和所述第二高度都是基于分散盘(20)限定的高度。
外盖(130)具有多个第一狭槽(131)。在一个实施例中，多个第一狭槽(131)可以分别沿着外盖(130)的圆周方向设置。而且，第一狭槽(131)中的每一个可以沿着外盖(130)的高度方向延伸。本文中各个盖(130，140)的高度方向和各个降液管(110，120)的高度方向用于表示相同的方向。
外盖(130)安装在内侧降液管(110)上。而且，外盖(130)安装在内侧降液管(110)上以使得经过第一狭槽(131)的流体可以流入第一流动空间(111)。此外，外盖(130)形成为具有比外侧降液管(120)更大的直径。
另外，具体说明其中将外盖(130)安装并固定至内侧降液管(110)的结构，分配器(100)可以包括用于固定外盖(130)和内侧降液管(110)的第一固定元件(150)。
在这里，第一固定元件(150)可以设置在多个元件中，并且因此分配器(100)可以包括多个第一固定元件(150)。也就是说，外盖(130)通过多个第一固定元件(150)安装并固定至内侧降液管(110)。例如，第一固定元件(150)可以具有如同栏杆的形状，并且沿着内侧降液管(110)的圆周方向以规则间隔(例如，90°)连接外盖(130)和内侧降液管(110)。
而且，第一固定元件(150)可以设置成以间隔状态固定外盖(130)和内侧降液管(110)。在该结构中，穿过外盖(130)的第一狭槽(131)的流体上升到内侧降液管(110)的上部区域。此时，升高的流体经过内侧降液管(110)和外盖(130)的间隔空间进入第一流动空间(111)。之后，实现了从第一流通空间(111)导入的流体的向下流动，并且所述流体穿过分散盘(20)(多个流动孔)以流下分散盘(20)。
同时，内盖(140)具有多个第二狭槽(141)。在一个实施例中，多个第二狭槽(141)可以分别沿着内盖(140)的圆周方向设置。而且，各个第二狭槽(141)可以沿着内盖(140)的高度方向延伸。
内盖(140)安装在外侧降液管(120)上。而且，内盖(140)安装在外侧降液管(120)上以使得穿过第二狭槽(141)的流体可以流入第二流动空间(121)。另外，内盖(140)布置在外盖(130)的内部以使得穿过第一狭槽(131)的流体穿过第二狭槽(141)并进入第二流动空间(121)。为此目的，内盖(140)形成为具有比外盖(130)的直径小的直径。而且，内盖(140)形成为具有比外侧降液管(120)更大的直径。
另外，具体说明其中将内盖(140)安装并固定至外侧降液管(120)的结构，分配器(100)可以包括用于固定内盖(140)和外侧降液管(120)的第二固定元件(160)。
在这里，第二固定元件(160)可以设置在多个元件中，并且因此分配器(100)可以包括多个第二固定元件(160)。也就是说，内盖(140)通过多个第二固定元件(160)安装并固定至外侧降液管(120)。例如，第二固定元件(160)可以具有如同栏杆的形状，并且沿着外侧降液管(120)的圆周方向以规则间隔(例如，90°)连接内盖(140)和外侧降液管(120)。
同时，第二固定元件(160)可以设置成以间隔状态固定内盖(140)和外侧降液管(120)。穿过外盖(130)的第一狭槽(131)的流体继续穿过内盖(140)的第二狭槽(141)，然后上升到外侧降液管(120)的上部区域。此时，升高的流体经过外侧降液管(120)和内盖(140)的间隔空间进入第二流动空间(121)。之后，实现了从第二流动空间(121)导入的流体的向下流动，并且所述流体穿过分散盘(20)(多个流通孔)以流下分散盘(20)。
另外，外盖(130)可以布置成分别围绕内盖(140)、外侧降液管(120)、和内侧降液管(110)的至少部分区域。此外，内盖(140)设置为包围外侧降液管(120)。而且，外侧降液管(120)布置成用于围绕内侧降液管(110)的至少部分区域。而且，内侧降液管(110)可以布置成穿透内盖(140)，并且内侧降液管(110)可以与内盖(140)一体成形。
另一方面，基于分散盘(20)，内盖(140)设置成具有比外盖(130)更低的高度。而且，第二狭槽(141)形成为具有比第一狭槽(131)更短的开口长度。
具体而言，第一狭槽(131)沿着外盖(130)的高度方向形成。而且，多个第一狭槽(131)可以沿着外盖(130)的圆周方向以规则间隔形成。各个第一狭槽(131)可以沿着外盖(130)的高度方向延伸。另外，优选的是，第一狭槽(131)设置为从外盖(130)的下端开口至内侧降液管(110)与所述外侧降液管(120)之间的高度。此外，外盖(130)可以布置为使得下端与分散盘(20)间隔开。
同时，第二狭槽(141)沿着内盖(140)的高度方向形成。而且，多个第二狭槽(141)可以沿内盖(140)的圆周方向以规则间隔形成。各个第二狭槽(141)可以沿着内盖(140)的高度方向延伸。另外，优选的是，第二狭槽(141)设置为从内盖(140)的下端开口至比外侧降液管(120)的高度低的高度。此外，内盖(140)可以布置为使得下端与分散盘(20)间隔开。此外，内盖(140)和外盖(130)中的第二狭槽(141)和第一狭槽(131)的下端可以设置为基于分散盘(20)的相同高度。
分配器(100)具有连接第一狭槽(131)和第一流动空间(111)的第一流动通道以及连接第一狭槽(131)、第二狭槽(141)和第二流动空间(121)的第二流动通道。在这里，基于第一狭槽(131)的具***置，所述第一流动通道可以形成为比所述第二流动通道的长度更长。
参照图5和6，当液-气混合物被供应到所述壳体中时，液体积聚在分散盘(20)上，并且分散盘(20)上的液位能够升高。
参照图5，当分散盘(20)上的液位(W1)低于外侧降液管(120)的高度时，气体经过第一流动通道(参见G1)和第二流动通道(参见G2)中的至少一个流下分散盘(20)。此时，液体经过分散盘(20)的流通孔(21)流下所述分散盘(参见L1)。
参照图6，当液-气混合物被供应到所述壳体中并且分散盘(20)上的液位(W2)高于外侧降液管(120)的高度时，气体经过第一流动通道(参见G1)流下分散盘(20)，并且液体经过第二流动通道(参见L2)流下分散盘(20)。
具体而言，当分散盘(20)上的液位(W2)高于外侧降液管(120)的高度且低于内侧降液管(110)的高度时，气体经过第一流动通道(参见G1)流下分散盘(20)，并且液体经过第二流动通道(参见L2)流下分散盘(20)。
当然，当液-气混合物被供应到所述壳体中并且分散盘(20)上的液位(W2)高于内侧降液管(110)的高度时，液体将经过所述第一和第二流动通道流下分散盘(20)。
另一方面，未解释的符号L1表示经过分散盘(20)的流通孔(21)落下分散盘(20)的液流。
综上，当将液-气混合物被供应到所述壳体中时，下流式催化反应器设置为使得穿过第一狭槽(131)的气体流入第一流动空间(111)，并且使得根据分散盘(20)上的液位相继穿过第一和第二狭槽(131，141)的气体或液体流入第二流动空间(121)。
如上所述的本发明的优选实施例是为了示例性目的而公开的，其中具有本发明的普通知识的本领域技术人员可以在本发明的构思和范围内进行各种修正、修改和添加，并且应当认为该修正、修改和添加落入下列权利要求的范围内。
工业应用性
涉及本发明的一个实施方式的分配器和包含该分配器的下流式催化反应器具有高的混合效率和分配效率。

Claims (18)

1.一种分配器，包括：内侧降液管，其具有第一流动空间；
外侧降液管，其被设置用以围绕所述内侧降液管的至少部分区域并且具有与所述内侧降液管的第一流动空间隔开的第二流动空间；
外盖，其具有多个第一狭槽并且安装在所述内侧降液管上以使穿过所述第一狭槽的流体能够流入所述第一流动空间；以及
内盖，其具有多个第二狭槽并且安装在所述外侧降液管上以使穿过所述第二狭槽的流体能够流入所述第二流动空间；
所述分配器设置为使得所述内侧降液管具有第一直径和第一高度，以及
所述外侧降液管具有比所述第一直径更大的第二直径和比所述第一高度更低的第二高度；
所述第一狭槽和所述第二狭槽分别沿着所述外盖和所述内盖的高度方向形成，以及所述第一狭槽设置为从所述外盖的下端开口至所述内侧降液管与所述外侧降液管之间的高度；
所述第二狭槽设置为从所述内盖的下端开口至比所述外侧降液管的高度低的高度。
2.根据权利要求1所述的分配器，其中
所述内盖布置在所述外盖的内部以使穿过所述第一狭槽的流体穿过所述第二狭槽并进入所述第二流动空间。
3.根据权利要求1所述的分配器，其中
所述内侧降液管设置成穿透所述内盖。
4.根据权利要求3所述的分配器，其中
所述内侧降液管与所述内盖一体成形。
5.根据权利要求1所述的分配器，其中
所述内盖设置成具有比所述外盖更低的高度，以及所述第二狭槽形成为具有比所述第一狭槽更短的开口长度。
6. 根据权利要求1所述的分配器，其中
所述分配器包括用于固定所述外盖和所述内侧降液管的第一固定元件，以及
所述第一固定元件设置成以间隔状态固定所述外盖和所述内侧降液管。
7. 根据权利要求1所述的分配器，其中
所述分配器包括用于固定所述内盖和所述外侧降液管的第二固定元件，以及
所述第二固定元件设置成以间隔状态固定所述内盖和所述外侧降液管。
8. 根据权利要求1所述的分配器，其中
所述内侧降液管和所述外侧降液管各自具有中空的圆柱形状，并且
布置为使得各自的中心轴线同轴定位。
9. 一种下流式催化反应器，其包括：具有入口的壳体；
分散盘，其布置在所述壳体的内部并且具有多个流通孔；以及
多个分配器，其安装在所述分散盘上，其中
各个分配器包括：内侧降液管，其具有第一流动空间；
外侧降液管，其设置为用以围绕所述内侧降液管的至少部分区域并且具有与所述内侧降液管的所述第一流动空间隔开的第二流动空间；
外盖，其具有多个第一狭槽并且安装在所述内侧降液管上以使穿过所述第一狭槽的流体能够流入所述第一流动空间；以及
内盖，其具有多个第二狭槽并且安装在所述外侧降液管上以使穿过所述第二狭槽的流体能够流入所述第二流动空间；
所述下流式催化反应器设置为使得所述内侧降液管具有第一直径和第一高度，以及所述外侧降液管具有比所述第一直径更大的第二直径和比所述第一高度更低的第二高度；
所述第一狭槽和所述第二狭槽分别沿着所述外盖和所述内盖的高度方向形成，以及所述第一狭槽设置为从所述外盖的下端开口至所述内侧降液管与所述外侧降液管之间的高度；
所述第二狭槽设置为从所述内盖的下端开口至比所述外侧降液管的高度低的高度。
10.根据权利要求9所述的下流式催化反应器，其中
所述内盖布置在所述外盖的内部以使穿过所述第一狭槽的流体穿过所述第二狭槽并进入所述第二流动空间。
11.根据权利要求9所述的下流式催化反应器，其中
所述内侧降液管与所述内盖一体成形以穿透所述内盖。
12.根据权利要求9所述的下流式催化反应器，其中
所述分配器具有连接所述第一狭槽和所述第一流动空间的第一流动通道和连接所述第一狭槽、所述第二狭槽和所述第二流动空间的第二流动通道。
13.根据权利要求12所述的下流式催化反应器，其中
基于所述第一狭槽的具***置，所述第一流动通道形成为比所述第二流动通道的长度更长。
14.根据权利要求12所述的下流式催化反应器，其中
当液-气混合物被供应到所述壳体中并且所述分散盘上的液位低于所述外侧降液管的高度时，气体经过所述第一流动通道和所述第二流动通道中的至少一个流下分散盘。
15.根据权利要求12所述的下流式催化反应器，其中
当液-气混合物被供应到所述壳体中并且所述分散盘上的液位高于外侧降液管的高度且低于内侧降液管的高度时，气体经过所述第一流动通道流下分散盘，并且液体通过所述第二流动通道流下分散盘。
16. 根据权利要求9所述的下流式催化反应器，其中
所述下流式催化反应器包括多个用于固定所述外盖和所述内侧降液管的第一固定元件，以及
所述第一固定元件设置成以间隔状态固定所述外盖和所述内侧降液管。
17. 根据权利要求9所述的下流式催化反应器，其中
所述下流式催化反应器包括多个用于固定所述内盖和所述外侧降液管的第二固定元件，以及
所述第二固定元件设置成以间隔状态固定所述内盖和所述外侧降液管。
18. 根据权利要求9所述的下流式催化反应器，其中
所述内侧降液管和所述外侧降液管各自具有中空的圆柱形状，并且
布置为使得各自的中心轴线同轴定位。
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