CN113842840A - 一种管式气液分配器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管式气液分配器，包括分配盘、中心管和溢流堰，中心管下端穿过分配盘上的安装孔固定于分配盘上，溢流堰通过溢流堰支撑件固定并挡在中心管上端开口上方；溢流堰下方溢流堰支撑件之间的空间作为气相进口，分配盘上方中心管管壁上设有与中心管轴线平行的条缝作为液相进口；溢流堰呈长条式矩形槽体，其与多个中心管固定连接，为多个中心管共用。本发明具有较大的操作弹性，使气液两相混合更均匀，通过长条式溢流堰提高了管式气液分配器所在的分配盘强度，可以防止在反应器内高温使用环境中分配盘的变形。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工领域，具体而言，涉及一种管式气液分配器。
背景技术
在环保法规日趋严格的大背景下，各类石油产品中杂质含量的标准也日益提高。加氢技术作为清洁燃料生产过程中必不可少的技术，在炼厂生产中发挥重大作用。加氢技术包括加氢裂化、加氢精制等。加氢反应为放热反应，目前国内绝大多数采用下流式固定床反应器结构。反应物料由上而下流经催化剂床层，并在其作用下进行加氢反应。反应过程中床层气液的不均匀分布会导致反应器内产生热点，催化剂结焦，飞温等影响产品质量和不安全生产等危害，因此稳定的气液分布对提高反应器内的流动特性和催化剂利用率至关重要，气液分布设备则是反应器内对气液初始分布产生重要影响的内构件。目前现有管式气液分配器存在操作弹性小，无法应对气液量较大范围的波动，且分配盘在反应器内高温使用环境中易变形，无法形成均匀液层，易产生床层初始气液的不均匀分布，导致反应器内产生热点，催化剂结焦，飞温等影响产品质量和不安全生产等危害。
发明内容
为了解决现有技术存在的分配器操作弹性小、气液量波动范围大和分配盘易变性影响气液分配的问题，本发明提供了一种管式气液分配器。
本发明提供的管式气液分配器包括分配盘、中心管和溢流堰，中心管下端穿过分配盘上的安装孔固定于分配盘上，溢流堰通过溢流堰支撑件固定并挡在中心管上端开口上方；溢流堰下方溢流堰支撑件之间的空间作为气相进口，分配盘上方中心管管壁上设有与中心管轴线平行的条缝作为液相进口；溢流堰呈长条式矩形槽体，其与多个中心管固定连接，为多个中心管共用。
所述溢流堰相互之间平行间隔布置。
所述条缝下端高于分配盘上表面，条缝沿中心管周向均匀布置，条缝整体呈矩形，主要用作液相进口，当然气相也可经此进入。
作为进一步的改进，在中心管下方设置有碎流板，碎流板通过碎流板支撑件与中心管连接，碎流板为直径与中心管相同的圆形平板。
本发明的工作原理为：气液相混合物流从反应器上部下来，液相首先接触到管式气液分配器上部的溢流堰，而不会直接进入中心管内部。溢流堰对液体进行缓冲溢流，液相从溢流堰流下后，主要经条缝进入中心管。气相主要从中心管上部溢流堰支撑件之间的空间进入中心管，气液混合物在中心管内部冲击碰撞混合流下，经中心管下方的碎流板碰撞，碎流板使气液混合物经过撞击快速混合之后变为径向平推流动，多个中心管流出的气液混合物相互撞击，均匀分配到催化剂床层。
本发明具有如下有益效果：
1)通过设置溢流堰，可使液相先在溢流堰上进行缓冲溢流，随着溢流以及气相流体夹带的作用进入中心管中，有效防止气液两相未经较好接触的情况下就直接进入中心管中，避免造成气液两相混合不均匀。
2)通过设置碎流板，可使从中心管中流下的气液混合物流产生垂直撞击以进行折流，由气液轴向流动变为径向流动，以平推流方式与其他气液分配器流出的气液物流径向撞击然后均匀分布在催化剂床层。
3)通过将液相进口设置为矩形条缝，不仅可以保证在分配盘上形成稳定的液层，同时可以有效应对气液量有较大波动的情况，具有较大的操作弹性。随着液面的上升，矩形条缝的进液面积逐渐增加，起到动态调节的作用。
4)通过长条式溢流堰把多个中心管连成一体，提高了管式气液分配器所在的分配盘强度，可以防止在反应器内高温使用环境中分配盘的变形，从而有效避免分配盘上的液层分布不均导致的液相进入中心管的不均匀性。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2是图1沿A-A方向的截面示意图；
图3是图1沿B-B方向的截面示意图；
图4是本发明分配盘上方溢流堰布置的俯视示意图。
图中:1-溢流堰，2-溢流堰支撑件，3-中心管，4-条缝，5-分配盘，6-碎流板支撑件，7-碎流板,8-环形台阶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1为本发明的一种结构示意图。图中，本发明的管式气液分配器包括溢流堰1、溢流堰支撑件2、中心管3、条缝4、分配盘5、碎流板支撑件6、碎流板7和环形台阶8。溢流堰1为长条式矩形槽体，相互之间平行间隔布置，如图4所示。溢流堰支撑件2如图2所示，碎流板支撑件6如图3所示。
中心管3为圆柱形，其管壁厚可以为2～6mm，如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm或6mm等。
中心管3可以设置为包括相互连接的第一管段和第二管段，第一管段位于上方，第二管段位于下方，条缝4设置于第一管段，第一管段的外径大于第二管段的外径以在第一管段和第二管段的连接处形成环形台阶8。中心管3通过环形台阶8固定于分配盘5上。
条缝4的宽度可以为4mm～5mm，其长度可以为其宽度的15～20倍。条缝4布置的位置位于分配盘5以上，条缝4下端距离分配盘5上表面的距离可以为15～18mm。
条缝4的作用主要是向中心管3中通入液体，可以确保液相负荷过于大时，有足够的流通面积，不至于造成气液分配器的失效。在实际设置时，还可根据需要改变条缝4的尺寸。值得说明的是，条缝4靠上部分还可用于气相进入。
溢流堰1为多个中心管3共用一个，溢流堰1的宽度应大于中心管3的外径。中心管3与溢流堰1通过溢流堰支撑件2连接，溢流堰支撑件2之间的空间用作气相进口。将溢流堰1布置在中心管3上方，可以对自上而下来的紊乱气液两相进行全面的整合稳定。通过将溢流堰1的宽度设置为大于中心管3的直径，可以更加有效的形成溢流效果，阻止液相直接从中心管3上端开口进入中心管3中，避免造成气液分配不均匀。
溢流堰1应覆盖所有的中心管3。溢流堰1设置为长条式矩形槽体，能把多个中心管3连成一体，提高了管式气液分配器所在的分配盘5的强度，可以防止在反应器内高温使用环境中分配盘5的变形，从而有效避免分配盘5上的液层分布不均导致的液相进入中心管3的不均匀性。
溢流堰支撑件2和碎流板支撑件6可通过如下方式形成：于中心管3的顶端侧壁切槽开口，切槽留下的部分形成溢流堰支撑件2。于中心管3的底端侧壁切槽开口，切槽留下的部分形成碎流板支撑件6。上述开口均可为矩形。
上述支撑件的数量可以为2～4个，此设置一方面不会阻挡流体，另一方面，能够在使用较少的支撑件的条件下承受流体的冲击，使管式气液分布器保持稳定。
本发明工作时，气液相混合物流从反应器上部下来，液相首先接触到管式气液分配器上部的溢流堰1，而不会直接进入中心管3内部。溢流堰1对液体进行缓冲溢流，且溢流堰1具有较大的缓冲面积和体积，液相从溢流堰1流下后，主要经条缝4进入中心管3。气相主要从中心管3上部溢流堰支撑件2之间的空间进入中心管3，气液混合物在中心管3内部冲击碰撞混合流下，经中心管3下方的碎流板7碰撞，碎流板7使气液混合物经过撞击快速混合之后变为径向平推流动，多个中心管3流出的气液混合物相互撞击，均匀分配到催化剂床层。长条式溢流堰1既可以起到初步缓冲的作用，又可以把多个中心管3连成一体，提高管式气液分配器所在的分配盘5的强度；进液条缝4为矩形，当工况不稳定时进液孔面积可以进行动态调节，流通面积会相应改变，保证管式气液分配器具有极大的操作弹性。
Claims (5)
1.一种管式气液分配器，其特征在于：包括分配盘、中心管和溢流堰，中心管下端穿过分配盘上的安装孔固定于分配盘上，溢流堰通过溢流堰支撑件固定并挡在中心管上端开口上方；溢流堰下方溢流堰支撑件之间的空间作为气相进口，分配盘上方中心管管壁上设有与中心管轴线平行的条缝作为液相进口；溢流堰呈长条式矩形槽体，其与多个中心管固定连接，为多个中心管共用。
2.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于：所述溢流堰相互之间平行间隔布置。
3.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于：所述条缝下端高于分配盘上表面，条缝沿中心管周向均匀布置，条缝整体呈矩形。
4.根据权利要求1所述的管式气液分配器，其特征在于：所述条缝长度为其宽度的15～20倍。
5.根据权利要求1～4任一所述的管式气液分配器，其特征在于：所述中心管下方设置有碎流板，碎流板通过碎流板支撑件与中心管连接，碎流板为直径与中心管相同的圆形平板。
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