CN110064343A - 沸腾床反应器旋流自吸式分布器 - Google Patents

沸腾床反应器旋流自吸式分布器 Download PDF

Info

Publication number
CN110064343A
CN110064343A CN201910342731.7A CN201910342731A CN110064343A CN 110064343 A CN110064343 A CN 110064343A CN 201910342731 A CN201910342731 A CN 201910342731A CN 110064343 A CN110064343 A CN 110064343A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
gas
distributor
pipe
annular distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910342731.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110064343B (zh
Inventor
常玉龙
李剑平
汪华林
徐磊
王璐
唐子腾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd filed Critical Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd
Priority to CN201910342731.7A priority Critical patent/CN110064343B/zh
Publication of CN110064343A publication Critical patent/CN110064343A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110064343B publication Critical patent/CN110064343B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
    • B01J2208/00929—Provided with baffles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

本公开提供了一种沸腾床反应器旋流自吸式分布器，包括：置于底部的气体进口管(1)和液体进口管(2)；分别与气体进口管(1)和液体进口管(2)连接的气体分支管(6)和液体分支管(5)；分别与气体分支管(6)和液体分支管(5)连接的气体环形分配管(7)和液体环形分配管(4)；置于液体环形分配管(4)底部的旋流自吸式喷嘴(3)；以及置于分布器外侧的裙状碎流板(8)。

Description

沸腾床反应器旋流自吸式分布器
技术领域
本公开涉及一种沸腾床反应器分布器，具体涉及一种沸腾床反应器旋流自吸式分布器。
背景技术
沸腾床反应器在液相气含率相同的情况下，气泡直径越小，气液相界面面积增大，反应速率越快，越有利于提高反应速率和反应效果。同时，气泡越小，在反应器内停留时间越长，提高相间传质速率，进一步提高转化率。因此，分布器在分布均匀的基础上，更关心如何产生更小气泡，如何增大操作弹性，如何提高传质效率。
中国专利CN200945431Y介绍了一种新型流体分布器，其采用包括流体总管和开有小孔的短管组合，这种分布器主要适用于固定床气相间的混合。该分布器虽然结构简单，但对于沸腾床气液两相的混合无法做到均匀分布，混合后无法保证气泡大小均匀。
中国专利申请CN 1765479A公开了一种具有积垢功能的气液分布器，包括底盘、泡帽、积垢部件和分散桨，其主要通过液流和气流推动分散桨旋转，液相实现碎流，部分液相被旋转桨叶甩离中心区，从而实现均匀分散；但是该分布器也因为桨叶的存在不适用于沸腾床，利用桨叶虽然可以实现气泡的破碎，但是气泡无法做到均匀，并且桨叶是个动元件，无法做到长周期运行。
中国专利申请CN1600413A公开了一种用于三相浆态床反应器的气体分布器，该分布器由一个与反应器内径相同的假板、多根气体上升管、一个气体分布管组合多个开口垂直向下的喷嘴组成，分布器有列管式、多环管组合式等形式，喷嘴有锐孔形式和类似文丘里结构等，虽然此分布器能保证实现均匀分布，但是无法实现气液两相在环管内分层，也无法剪碎气体为气泡。
虽然上述现有技术的分布器在各自领域都有自身优缺点，但是针对沸腾床反应器，因加工原料性质、操作参数不同需要针对特殊的工况做结构完善。因此，本领域迫切需要开发出一种适用于沸腾床反应器的，结合了上述现有技术分布器优点，同时克服了上述现有技术分布器缺陷的沸腾床反应器分布器。
发明内容
本公开提供了一种新颖的沸腾床反应器旋流自吸式分布器，解决了现有技术中存在的问题。
本公开提供了一种沸腾床反应器旋流自吸式分布器，包括：
置于底部的气体进口管和液体进口管；
分别与气体进口管和液体进口管连接的气体分支管和液体分支管；
分别与气体分支管和液体分支管连接的气体环形分配管和液体环形分配管；
置于液体环形分配管底部的旋流自吸式喷嘴；以及
置于分布器外侧的裙状碎流板。
在一个优选的实施方式中，所述气体进口管与液体进口管同心布置；所述液体分支管和气体分支管同心布置；所述液体环形分配管和气体环形分配管同心布置。
在另一个优选的实施方式中，所述液体分支管和气体分支管与液体环形分配管所在平面呈20-60°夹角。
在另一个优选的实施方式中，所述旋流自吸式喷嘴均匀分布于液体环形分配管内部，其数量为10-60个。
在另一个优选的实施方式中，所述旋流自吸式喷嘴具有切向进口、液体旋流发生腔和气体吸入管，其中，气体吸入管与液体环形分配管和气体环形分配管相通。
在另一个优选的实施方式中，所述气体吸入管***至切向进口中心位置。
在另一个优选的实施方式中，所述液体旋流发生腔的直径为10-20mm。
在另一个优选的实施方式中，所述气体吸入管的直径为液体旋流发生腔的直径的1/5至1/2。
在另一个优选的实施方式中，所述裙状碎流板垂直布置于气体环形分配管外侧，方向与气体环形分配管所在平面垂直。
在另一个优选的实施方式中，所述裙状碎流板下部开有狭缝，狭缝角度为 5-15°。
有益效果：
(1)分布器利用双进口，能有效降低整个环形分配管分配不均匀度，从而在反应器横截面来看，气液喷出口能更均匀进入反应器，这在反应器放大方面尤为重要。
(2)分布器采用气液同相出口，有效避免了因气液分相喷出而造成的局部不均匀。同时，由于在喷嘴结构处具有负压抽吸作用和湍流波动作用，能够使液体将气体剪碎为微米级气泡。而目前公开的沸腾床反应器形成气泡一般为几个毫米，微米级气泡在床层内能有效增大停留时间，促进气液传质。
(3)分布器采用气液混出结构，操作弹性大，液相吸入气相所占比例可达到20-80体积％。
(4)分布器喷嘴外两侧有挡板结构，能够增强高压室内的返混效果，从而避免高温下因流体存在滞流区而结焦。
附图说明
附图是用以提供对本发明的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器具体结构图。
图2是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器的旋流自吸式喷嘴结构示意图。
图3是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器俯视图。
图4是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器破碎技术效果图。
具体实施方式
本申请的发明人经过广泛而深入的研究，针对现有技术的分布器各自的缺点，开发出了一种适用于沸腾床反应器的旋流自吸式分布器，其具有操作弹性大，切割气泡尺度小，气液两相分配均匀，压降符合小等优点，具有高的应用价值。
本公开提供了一种沸腾床反应器旋流自吸式分布器，包括：气体进口管、液体进口管、旋流自吸式喷嘴、液体环形分配管、气体环形分配管、液体分支管、气体分支管和裙状碎流板。具体工作原理为：气液两相从底部进口分相进入，液相走内管，气相走外管与内管环隙，气液两相经进口管进入后分配至分支管，经分支管分流后至环形分配管，在环形分配管底部均匀布置一圈旋流自吸式喷嘴，液体进入喷嘴后产生负压，在负压作用下气体从喷嘴进气口吸入，随后在旋流场强剪切力及强压力波动情况下，气体破碎为小气泡，随着液体扩散至反应器内；在分布器外侧布有裙状碎流板，能够将气泡二次破碎，并增强返混，避免气泡聚并。
在本公开中，所述气体进口管与液体进口管同心布置。
在本公开中，所述液体分支管与气体分支管同心布置。
在本公开中，所述液体分支管和气体分支管与液体环形分配管所在平面呈 20-60°夹角。
在本公开中，所述液体环形分配管与气体环形分配管同心布置。
在本公开中，所述旋流自吸式喷嘴均匀分布于液体环形分配管内部，其数量为10-60个。
在本公开中，所述旋流自吸式喷嘴具有切向进口、液体旋流发生腔和气体吸入管，其中，气体吸入管与液体环形分配管和气体环形分配管相通。
在本公开中，所述气体吸入管***至切向进口中心位置。
在本公开中，所述液体旋流发生腔的直径为10-20mm。
在本公开中，所述气体吸入管的直径为液体旋流发生腔的直径的1/5至1/2。
在本公开中，所述裙状碎流板垂直布置于气体环形分配管外侧，方向与气体环形分配管所在平面垂直。
在本公开中，所述裙状碎流板下部开有狭缝，狭缝角度为5-15°。
以下参看附图。
图1是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器具体结构图。如图1所示，该分布器包括：置于底部的气体进口管1和液体进口管2；分别与气体进口管1和液体进口管2连接的气体分支管6和液体分支管5；分别与气体分支管6和液体分支管5连接的气体环形分配管7和液体环形分配管4；置于液体环形分配管4底部的旋流自吸式喷嘴3；以及置于分布器外侧的裙状碎流板8；该分布器的具体工作原理为：气液两相从底部进口分相进入，液相走内管，气相走外管与内管环隙，气液两相经入口管(气体进口管1和液体进口管2)进入后分配至分支管(气体分支管6和液体分支管5)，经分支管分流后至环形分配管(气体环形分配管7和液体环形分配管4)，在环形分配管底部均匀布置一圈旋流自吸式喷嘴，液体进入喷嘴后产生负压，在负压作用下气体从喷嘴进气口吸入，随后在旋流场强剪切力及强压力波动情况下，气体破碎为小气泡，随着液体扩散至反应器内，在分布器外侧布有裙状碎流板，能够将气泡二次破碎，并增强返混，避免气泡聚并。
图2是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器的旋流自吸式喷嘴结构示意图。如图2所示，该旋流自吸式喷嘴包括切向进口 10，其进口截面为矩形，矩形外边与液体旋流发生腔9相切，液体旋流发生腔 9顶部***气体吸入管11，气体吸入管11插至与进口10中心线处。
图3是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器俯视图。如图3所示，气体环形分配管如12所示，液体环形分配管如13所示，旋流自吸式喷嘴如14所示。
图4是根据本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器破碎技术效果图。如图4所示，在进口流量为1.0m3/h,气体剪碎为细小气泡，气泡平均直径d50为500微米；同时，在当前流量下，吸气量为0.8m3/h,分布器压降为0.2MPa。
利用氧吸收实验表征本发明的一个优选实施方式的沸腾床反应器旋流自吸式分布器气液传质速率，检测的，在进口流量为1m3/h,氧吸收效率为80％，总体传质速率kLa为0.3s-1。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种沸腾床反应器旋流自吸式分布器，包括：
置于底部的气体进口管(1)和液体进口管(2)；
分别与气体进口管(1)和液体进口管(2)连接的气体分支管(6)和液体分支管(5)；
分别与气体分支管(6)和液体分支管(5)连接的气体环形分配管(7)和液体环形分配管(4)；
置于液体环形分配管(4)底部的旋流自吸式喷嘴(3)；以及
置于分布器外侧的裙状碎流板(8)。
2.如权利要求1所述的分布器，其特征在于，所述气体进口管(1)与液体进口管(2)同心布置；所述液体分支管(5)和气体分支管(6)同心布置；所述液体环形分配管(4)和气体环形分配管(7)同心布置。
3.如权利要求1所述的分布器，其特征在于，所述液体分支管(5)和气体分支管(6)与液体环形分配管(4)所在平面呈20-60°夹角。
4.如权利要求1所述的分布器，其特征在于，所述旋流自吸式喷嘴(3)均匀分布于液体环形分配管(4)内部，其数量为10-60个。
5.如权利要求1或4所述的分布器，其特征在于，所述旋流自吸式喷嘴(3)具有切向进口(10)、液体旋流发生腔(9)和气体吸入管(11)，其中，气体吸入管(11)与液体环形分配管(4)和气体环形分配管(7)相通。
6.如权利要求5所述的分布器，其特征在于，所述气体吸入管(11)***至切向进口(10)中心位置。
7.如权利要求5所述的分布器，其特征在于，所述液体旋流发生腔(9)的直径为10-20mm。
8.如权利要求5所述的分布器，其特征在于，所述气体吸入管(11)的直径为液体旋流发生腔(9)的直径的1/5至1/2。
9.如权利要求1所述的分布器，其特征在于，所述裙状碎流板(8)垂直布置于气体环形分配管(7)外侧，方向与气体环形分配管(7)所在平面垂直。
10.如权利要求1或9所述的分布器，其特征在于，所述裙状碎流板(8)下部开有狭缝，狭缝角度为5-15°。
CN201910342731.7A 2019-04-26 2019-04-26 沸腾床反应器旋流自吸式分布器 Active CN110064343B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910342731.7A CN110064343B (zh) 2019-04-26 2019-04-26 沸腾床反应器旋流自吸式分布器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910342731.7A CN110064343B (zh) 2019-04-26 2019-04-26 沸腾床反应器旋流自吸式分布器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110064343A true CN110064343A (zh) 2019-07-30
CN110064343B CN110064343B (zh) 2021-09-21

Family

ID=67369094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910342731.7A Active CN110064343B (zh) 2019-04-26 2019-04-26 沸腾床反应器旋流自吸式分布器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110064343B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040111915A1 (en) * 2001-04-13 2004-06-17 Gianfranco Bedetti Fluid bed granulation apparatus
CN201614318U (zh) * 2009-11-30 2010-10-27 浙江省环境保护科学设计研究院 一种气液强化传质装置
WO2011156627A2 (en) * 2010-06-09 2011-12-15 Chevron U.S.A. Inc. Liquid distributor for a rotating packed bed
CN202270593U (zh) * 2011-10-20 2012-06-13 李正林 自吸式自排水高效雾化喷嘴
CN202478907U (zh) * 2012-02-03 2012-10-10 中国石油化工股份有限公司 一种用于沸腾床反应器的气液分布器
CN202921009U (zh) * 2012-05-31 2013-05-08 南京德邦金属装备工程股份有限公司 均压环形分布器
CN103212345A (zh) * 2012-01-18 2013-07-24 中国石油天然气股份有限公司 一种悬空结构的气液分布器
CN204365253U (zh) * 2014-11-27 2015-06-03 中国石油天然气股份有限公司 一种用于气液分布器的碎流板
CN105327657A (zh) * 2014-08-11 2016-02-17 中石化洛阳工程有限公司 一种溢流型气液分配器
CN208418715U (zh) * 2018-05-14 2019-01-22 广州捷奥工业喷雾设备有限公司 一种自吸式旋流气动雾化喷嘴

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040111915A1 (en) * 2001-04-13 2004-06-17 Gianfranco Bedetti Fluid bed granulation apparatus
CN201614318U (zh) * 2009-11-30 2010-10-27 浙江省环境保护科学设计研究院 一种气液强化传质装置
WO2011156627A2 (en) * 2010-06-09 2011-12-15 Chevron U.S.A. Inc. Liquid distributor for a rotating packed bed
CN202270593U (zh) * 2011-10-20 2012-06-13 李正林 自吸式自排水高效雾化喷嘴
CN103212345A (zh) * 2012-01-18 2013-07-24 中国石油天然气股份有限公司 一种悬空结构的气液分布器
CN202478907U (zh) * 2012-02-03 2012-10-10 中国石油化工股份有限公司 一种用于沸腾床反应器的气液分布器
CN202921009U (zh) * 2012-05-31 2013-05-08 南京德邦金属装备工程股份有限公司 均压环形分布器
CN105327657A (zh) * 2014-08-11 2016-02-17 中石化洛阳工程有限公司 一种溢流型气液分配器
CN204365253U (zh) * 2014-11-27 2015-06-03 中国石油天然气股份有限公司 一种用于气液分布器的碎流板
CN208418715U (zh) * 2018-05-14 2019-01-22 广州捷奥工业喷雾设备有限公司 一种自吸式旋流气动雾化喷嘴

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YONGXIANG GAO等: "CFD simulation for up flow jet-loop reactors by use of bi-dispersed bubble model", 《CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110064343B (zh) 2021-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105080436B (zh) 一种超声波耦合超重力旋转填充床及其应用
US4548765A (en) Method for dispersing gas in a solid-containing liquid, and an apparatus for it
CN104174339B (zh) 一种用于浆态床反应器的气体分布器
CN101185859B (zh) 生物反应器用射流雾化混合器
CN209810077U (zh) 一种气固液三相反应自吸式叶轮结构
US1762950A (en) Mixing apparatus
CN106237912A (zh) 一种用于液体化肥生产的气液混合装置
WO2023151308A1 (zh) 一种具有自吸和气液分散功能的搅拌器
CN107537338A (zh) 一种高效混合技术与节能装备
CN104815569B (zh) 液气混合器及采用这种混合器的气液回收装置
CN106194347B (zh) 一种旋流叶片式尿素喷射混合单元
CN107998943A (zh) 一种自吸式搅拌反应器
CN205253068U (zh) 雾化喷嘴及固定床
CN110064343A (zh) 沸腾床反应器旋流自吸式分布器
CN207102271U (zh) 一种氨法脱硫中过饱和浆液氧化曝气及搅拌联合装置
CN102297165A (zh) 一种导叶式旋喷射流泵
CN209205082U (zh) 一种带搅拌功能的自吸式微纳米气液混合装置
CN102242930B (zh) 一种燃烧器喷嘴
CN207822903U (zh) 一种自吸式搅拌反应器
CN208727198U (zh) 一种用于混合氮气与臭氧的气体混合装置
CN207970760U (zh) 一种组合桨搅拌器
CN115582059A (zh) 一种矿浆剪切混合装置及具有其的选矿调浆***
CN110316812A (zh) 一种基于气动旋流强制掺混技术的高效曝气器及应用
CN106215656A (zh) 一种臭氧混合反应器
CN113941161B (zh) 一种复合式戊烷气化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Chang Yulong

Inventor after: Li Jianping

Inventor after: Xu Lei

Inventor after: Wang Lu

Inventor after: Tang Ziteng

Inventor before: Chang Yulong

Inventor before: Li Jianping

Inventor before: Wang Hualin

Inventor before: Xu Lei

Inventor before: Wang Lu

Inventor before: Tang Ziteng