CN1765484A - 一种扩散器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩散器，包括筒体、底板、外锥筒、盖板和内锥筒，筒体与底板紧密联接，底板为环板结构，环板中间设置外锥筒，锥尖向下，外锥筒与底板连接为一体，内锥筒与外锥筒的轴线相同，内锥筒和外锥筒之间形成环隙，内锥筒上沿高于外锥筒上沿，内锥筒与外锥筒的锥形壳体对应位置上开设导流口；盖板置于内锥筒上部，盖板与内锥筒上沿间设有间隙。与现有技术相比，本发明扩散器具有结构简单、安装方便、可减缓流体冲力、分散流体以及使气液两相充分混合的作用。可以用于各种气液混合进料的各种反应器和其它设备，如石油烃类加氢反应器等。

Description

一种扩散器

技术领域

本发明涉及一种流体分散设备，适用于流体从小截面流域进入大截面流域时，实施消减冲力、流体分散和气液混合，尤其是一种用于流体在进入加氢反应器时，进行消减冲力、分散流体和气液混合的设备。

背景技术

进入加氢反应器的气液流体具有压力高、流速快的特点，该流体如果直接注入到分配盘上，会产生强大的冲击力，影响分配盘的安全使用。为了减缓气液流体对分配盘的冲击、将流体初步分散到整个反应器截面及扰动气液流体、促进两相混合，通常需在反应器入口处设置扩散器。常见的扩散器由喷头型、盘式扩散器、拉杆式扩散器、侧隙管型扩散器、多层锥型扩散器、多管式扩散器以及锥体双层多孔板型扩散器等，如《石油化工设备技术》1995-01“加氢反应器内构件的发展”第13～15页所述的各种入口扩散器。上述类型的扩散器具有不同的特点，但均存在不足：喷头型扩散器虽然可设置多个以实现流体较均匀分散，但存在流速快、冲击力大的缺点；盘式、多管式、侧隙管型扩散器结构简单并可满足减冲要求，但无扩散角；多层锥扩散器流体分散效果满足要求，但结构较复杂，扩散角较小，气液分散功能差。目前，应用较广泛的为多层锥扩散器。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、安装方便、可减缓流体冲力、分散流体以及使气液两相充分混合的扩散器，尤其是一种用于流体在进入加氢反应器时，进行消减冲力、分散流体和气液混合的设备。

本发明扩散器包括筒体、底板、外锥筒、盖板和内锥筒，筒体与底板紧密联接，底板为环板结构，环板中间设置外锥筒，锥尖向下，外锥筒与环板紧密联接，与底板连接为一体，外锥筒包括锥形壳体，内锥筒包括锥形壳体，内锥筒与外锥筒的轴线相同，内锥筒和外锥筒之间形成环隙，内锥筒上沿高于外锥筒上沿，内锥筒与外锥筒的锥形壳体对应位置上开设导流口；盖板置于内锥筒上部，盖板与内锥筒上沿间设有间隙。

本发明扩散器一种具体结构为：包括筒体、底板、外锥筒、盖板、内锥筒等部件。筒体与底板紧密联接，底板为环板结构，环板中间设置外锥筒，锥尖向下，外锥筒与环板紧密联接，与底板连接为一体，外锥筒主要包括锥形壳体，还可以在锥形壳体顶部设圆筒形壳体；内锥筒主要包括锥形壳体，也可以在顶部设圆筒形壳体，内锥筒与外锥筒的轴线相同，锥角一致，内锥筒和外锥筒之间形成环隙；内锥筒上沿高于外锥筒上沿，内锥筒可以通过连接件固定在外锥筒、底板或筒体上；内锥筒的外形尺寸小于外锥筒内表面几何尺寸，内锥筒与外锥筒的锥形壳体对应位置上开设导流口；盖板置于内锥筒上部，面积大于内锥筒开口面积，最好大于外锥筒体开口面积，小于筒体开口面积；盖板可以通过连接件固定在内锥筒、筒体或底板上，盖板与内锥筒上沿间设有间隙。

筒体是上面开口结构，最好为圆形筒体。外锥筒上沿最好高出底板，以便形成稳定液流。外锥筒和内锥筒的锥形壳体上开设的导流口可以是各种形状，如圆孔、多边形孔、螺旋线型缝隙等，优选螺旋线型缝隙，导流口位置为锥形壳体垂直线上对应位置。

本发明针对物流为气、液两相共存的工况特点，通过设置盖板和底板，构成抵抗流体冲击的挡板，以消减流体冲力；设置内锥筒和外锥筒，内锥筒的外形尺寸小于外锥筒内表面几何尺寸，且内锥筒壳体的上沿高于外锥筒壳体的上沿，内锥筒和外锥筒间构成液相流动通道；设置盖板，且置于内锥筒上部，盖板与内锥筒上沿设有环状间隙，为气相提供流动通道；内锥筒和外锥筒的锥形壳体上均对应的导流口，在气液两相不同流速的作用下，气相对液相产生吹拂作用，赋予液相较大的分散扬角，完成分散过程。另外，气相还使液相碎流，便于分散。本发明结构简单、安装方便、可减缓流体冲力、分散流体以及使气液两相充分混合。可满足流体在进入加氢反应器时，进行消减冲力、分散流体和气液混合的要求。

附图说明

图1为本发明一种典型设计的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。如图1所示，本发明结构由筒体1、底板2、外锥筒3、盖板4、内锥筒7、上连接件5以及下连接件6组合而成。

外锥筒3由锥形壳体和圆筒形壳体构成；其轴线与筒体1轴线相同，并与筒体1、底板2连接为一体；锥形壳体上开设螺旋线型缝隙，缝隙切割面与轴线夹角呈锐角、直角或钝角，缝隙宽度为0.1mm～50mm，优选5mm。内锥筒7由锥形壳体和圆筒形壳体构成；内锥筒7与外锥筒3的轴线相同，锥角一致，内锥筒的外形尺寸小于外锥筒内表面几何尺寸；内锥筒的锥形壳体上开设螺旋线型缝隙，其切割面与外锥筒同圈数的切割面一致，内锥筒上开设的缝隙宽度为0.1mm～40mm，优选3mm；内锥筒圆筒形壳体的上沿高于外锥筒圆筒形壳体的上沿，其高度差10mm～200mm，优选80mm。内锥筒与外锥筒间由下连接件6相连。盖板4为圆形板或有短筒节作裙与圆形板复合而成的构件结构；盖板置于内锥筒上部，两者间用上连接件5连接在一起；盖板与内锥筒上沿设有间隙，间隙距离5mm～200mm，优选110mm。盖板位置最好低于筒体上沿。上述参数并不构成对本发明的限制，具体结构和参数可以根据装置规模和流体组成性质按本领域一般知识进行具体设计确定。

盖板和底板，构成抵抗流体冲击的挡板，消减流体冲力；内锥筒的外形尺寸小于外锥筒内表面几何尺寸，且内锥筒圆筒形壳体的上沿高于外锥筒圆筒形壳体的上沿，内锥筒和外锥筒间构成液相流动通道；盖板置于内锥筒上部，与内锥筒上沿设有间隙，为气相提供流动通道；内锥筒和外锥筒的锥形壳体上均开设螺旋线型缝隙，分别构成气液流体的分散区域。

工作时，由气液两相构成的流体，以较高的流速、经筒体上端流入扩散器内，由盖板和底板构成了抵抗流体冲击的挡板，在此处，流体流向发生改变，实现消减流体冲力的目标。由于内锥筒和外锥筒的外形为相似形，内锥筒的外形尺寸小于外锥筒内表面几何尺寸，且内锥筒圆筒形壳体的上沿高于外锥筒圆筒形壳体的上沿，内锥筒和外锥筒间构成液相流动通道；液相经此通道及开设在外锥筒的锥形壳体上均开设螺旋线型缝隙流出扩散器；同时，气相通过盖板与内锥筒上部的间隙，流入内锥筒内部，由于内锥筒和外锥筒的锥形壳体上开设的螺旋线型缝隙，同圈数的切割面一致，因此，气液两相的流动通道相对应，因气液两相流速不同，气相对液相产生吹拂作用，赋予液相较大的分散扬角，完成分散过程；气相还使液相碎流，便于分散。此外，上述吹拂、碎流过程中，气液两相得到充分混合。总之，通过设置内、外锥筒，将气液两相分流；在内、外锥筒上开设螺旋线型缝隙，气液两相实现再分配，从而达到扩散目的。

Claims (10)

1、一种扩散器，其特征在于包括筒体、底板、外锥筒、盖板和内锥筒，筒体与底板紧密联接，底板为环板结构，环板中间设置外锥筒，锥尖向下，外锥筒与环板紧密联接，与底板连接为一体，外锥筒包括锥形壳体，内锥筒包括锥形壳体，内锥筒与外锥筒的轴线相同，内锥筒和外锥筒之间形成环隙，内锥筒上沿高于外锥筒上沿，内锥筒与外锥筒的锥形壳体对应位置上开设导流口；盖板置于内锥筒上部，盖板与内锥筒上沿间设有间隙。

2、按照权利要求1所述的扩散器，其特征在于所述的外锥筒壳体顶部设圆筒形壳体，内锥筒壳体顶部设圆筒形壳体。

3、按照权利要求1所述的扩散器，其特征在于所述的内锥筒与外锥筒的锥角一致。

4、按照权利要求1所述的扩散器，其特征在于所述的内锥筒通过连接件固定在外锥筒、底板或筒体上；盖板面积大于内锥筒开口面积，小于筒体开口面积；盖板通过连接件固定在内锥筒、筒体或底板上。

5、按照权利要求4所述的扩散器，其特征在于所述的盖板面积大于外锥筒体开口面积。

6、按照权利要求1所述的扩散器，其特征在于所述的筒体是上面开口的圆形筒体结构，外锥筒和内锥筒的锥形壳体上开设的导流口为圆孔、多边形孔或螺旋线型缝隙，导流口位置为锥形壳体垂直线上对应位置。

7、按照权利要求6所述的扩散器，其特征在于所述的外锥筒的锥形壳体上开设的螺旋线型缝隙宽度为0.1mm～50mm，内锥筒的锥形壳体上开设的螺旋线型缝隙宽度为0.1mm～40mm。

8、按照权利要求1所述的扩散器，其特征在于所述的内锥筒的上沿高于外锥筒上沿10mm～200mm。

9、按照权利要求1所述的扩散器，其特征在于所述的盖板为圆形板或有短筒节作裙与圆形板复合而成的构件结构；盖板与内锥筒上沿设有间隙，间隙距离5mm～200mm。

10、按照权利要求1所述的扩散器，其特征在于所述的外锥筒上沿高出底板。