CN203764228U - 一种溢流型气液分配器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种溢流型气液分配器，主要由主体管、溢流管、连接腿、碎流板和分配盘组成，主体管下端穿过分配盘上的开孔并通过设于其中下部的环形凸台固定在分配盘上，分配盘将主体管分为上下两部分，主体管上下敞口，溢流管设于分配盘上方的主体管中部，连接腿设于主体管下端端部并与其下方的碎流板相连。该分配器可以降低分配器压降，提高分配器容垢能力、操作弹性和使用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油炼制领域加氢反应器的内构件，具体地说涉及一种溢流型气液分配器。
背景技术
固定床加氢反应器内都采用气液分配盘将气液介质均匀地分配到下方的催化剂床层上。气液分配盘由塔盘板和设于塔盘板上的多个气液分配器组成，其中的气液分配器是一个重要构件。在固定床加氢反应器内，气液分配器的气液分配性能直接影响反应物与催化剂接触时间的均匀性，影响催化剂表面被液相润湿的程度。而气液分布不匀会形成偏流和局部短路等现象，最终会影响催化剂床层的温度分布和产品质量。目前加氢技术正向反应器大型化和产品精细化的方向发展，因此气液介质分布的重要性就更加突出。
现有的气液分配器按液相进入气液分配器的方式，可分为三类：溢流型、抽吸型和二者混合型。抽吸型分配器主要是泡帽型结构分配器，依靠气体在泡帽条缝处的抽吸作用，将液体带入中心管，气液在中心管强烈混合。泡帽型分配器主体结构包括同轴设置的泡帽和中心管，部分增加碎流板、容垢结构等部件，一部分采用中心管加卡板的连接结构，一部分采用卡环连接结构。美国专利US3524731提到的长短管气液分配器就属于溢流型分配器；从局部看，气液分配不均匀，但通过整个气液分配盘上多对长短管的组合，气液两相基本上能实现均匀分布。溢流型气液分配器的主要特点是尺寸小，单位面积等效分配器个数多，压降小，适用于高粘度介质，缺点是对安装水平度的要求较苛刻。后来工业装置上使用的TECHNIP型、SHELL型分配器都是溢流型分配器，较长短管分配器有较大改进，基本原理一致。在此基础上，CN200520032630.3公开了一种溢流型分配器——V型开口气液分布器，CN201220737754.1提到了一种溢流型分配器，并详细分析了几种溢流型分配器，《华东理工大学学报》2007年第4期提到华东理工大学一种文丘里气液分布管也属于溢流型分配器，《当代化工》2012年第8期提到FRIPP一种喷嘴式分配器也属于溢流型分配器，这些溢流型结构的气液分配器基本结构和工作原理都相似，各自都有自己的优点和使用范围，碎流板和溢流孔等局部结构稍有不同，普遍存在气液分布不够均匀，分配器容垢能力较差等问题。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的气液分布不够均匀，分配器容垢能力较差的技术问题，本实用新型提供了一种溢流型气液分配器，该分配器可以降低分配器压降，提高分配器容垢能力、操作弹性和使用范围。
本实用新型提供的溢流型气液分配器主要由主体管、溢流管、连接腿、碎流板和分配盘组成，主体管下端穿过分配盘上的开孔并通过设于其中下部的环形凸台固定在分配盘上，分配盘将主体管分为上下两部分，主体管上下敞口，溢流管设于分配盘上方的主体管中部，连接腿设于主体管下端端部并与其下方的碎流板相连。
所述主体管上端端部侧壁开有V形开口，V形开口沿主体管上端端部圆周均匀分布。主体管上下两部分内径相同，下半部分外径小于上半部分外径，形成一个环形凸台，主体管通过环形凸台固定于分配盘上。主体管下端倒角，主要为了扩散气液混合物。
主体管通过V形开口使流道由下至上逐步增大，充分保证分配器的操作弹性，液量较大时，V形开口下部就能满足液量的增加，液量极大时，V形开口上部流道较大，也能满足液体流量的迅增，不至于液体直接由主体管顶端漫过。液体极大时如果发生漫管现象，***压力将会迅速增加，影响操作安全。
所述溢流管为入口端开有槽口的圆管，出口端伸入主体管内部，溢流管出口端在主体管内部为由上向下由管壁向中心倾斜的斜切口。入口端部开有2～4条槽口，槽口呈矩形，贯穿入口端端部，沿入口端端部圆周均布。入口端为溢流口，槽口的设置主要是为了扩大液体在溢流口处的流通面积，同时槽口可以避免胶质灰质在溢流口端部焦化沉积，提高了溢流管口的容垢能力。溢流管出口端的斜切口一方面防止液体沿主体管内部壁流，另一方面扩大气液接触面积，强化气液混合。
所述碎流板为周边均匀地开有矩形齿缝的圆形平板，齿缝数量和布局根据工艺需要确定，碎流板厚度与主体管下半部分壁厚相等，也可以稍有差别。碎流板的矩形齿缝主要是为了强化气液混合和均布。
所述连接腿为三个径向腿和一个竖腿的组合体，三个径向腿位于同一平面内，竖腿垂直于径向腿所在平面并分别与三个径向腿相连。三个径向腿分别与主体管下端内壁倒角上沿相连，竖腿与碎流板的中心相连。
本实用新型的主体管上下敞口，顶端侧壁开口的基本形状为倒三角形(V形开口)。由于溢流式分配器主体管直径较小，不需要增加顶盲板防止液体直接进入主体管，敞口可以减小压降，同时可以保证气体进主体管的速度，强化气液雾化。主体管、溢流管、碎流板和连接腿之间采用全焊接结构，结构简单，稳定性好。本实用新型的溢流型气液分配器可使气液得到更好地扩散和混合，迅速的均布于整个反应器截面，同时压降较小。
附图说明
图1为本实用新型的溢流型气液分配器的主视图的全剖示意图；
图2为图1中连接腿的仰视示意图；
图3为图1中碎流板的俯视示意图；
图4为图1中A-A截面示意图；
图5为图1中B-B截面示意图。
图中：1-碎流板，2-连接腿，3-主体管，4-下溢流管，5-上溢流管，6-V形开口，7-分配盘，8-矩形齿缝，9-槽口，10-径向腿，11-竖腿。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，本实用新型提供的溢流型气液分配器主要由主体管3、上溢流管5、下溢流管4、连接腿2、碎流板1和分配盘7组成，主体管3下端穿过分配盘7上的开孔并通过设于其中下部的环形凸台固定在分配盘7上，分配盘7将主体管3分为上下两部分，主体管3上下敞口，上溢流管5和下溢流管4设于分配盘7上方的主体管3中部，连接腿2设于主体管3下端端部并与其下方的碎流板1相连。
主体管3为圆管，上下敞口，壁厚2～6mm，下端内侧倒角，一般为45度倒角或者圆弧角。上端端部侧壁开有V形开口6，V形开口6基本形状为倒三角形，V形开口6沿主体管3上端端部圆周均匀分布。V形开口6的数量一般为2～4个，优选2个对开，V形开口上端的弦长a一般为主体管3内径的1/4～1/2，V形开口的高度b一般为10～30毫米。
主体管3上下两部分内径相同，下半部分外径小于上半部分外径1～2mm，形成一个环形凸台，主体管3通过环形凸台固定于分配盘7上。主体管3下部分外径的具体尺寸可根据主体管壁厚确定，必须保证环形凸台的加工精度和水平度，环形凸台结构一方面可以使分配器准确定位，另一方面制造安装十分方便。
上溢流管5和下溢流管4在分配盘7上方的主体管3中部分层设置，上溢流管5和下溢流管4各设置两个，分为上下两层，每层中的两个溢流管对向设置。上溢流管5和下溢流管4结构相似，尺寸稍有差异，上溢流管5的管径小于下溢流管4的管径，上下两层溢流管呈90度交叉布置。上溢流管5和下溢流管4的入口端部开有2～4条槽口9，槽口9呈矩形，贯穿入口端端部，沿入口端端部圆周均布，如图4和图5所示。溢流管出口端伸入主体管3内部，溢流管出口端在主体管内部为由上向下由管壁向中心倾斜的斜切口。斜切口与水平方向的夹角一般为35～60度。
如图3所示，碎流板1为周边均匀地开有矩形齿缝8的圆形平板，矩形齿缝8的数量和布局可根据工艺需要确定。碎流板1厚度与主体管3下半部分壁厚相等，约2～4mm，也可以稍有差别。碎流板1的矩形齿缝8主要是为了强化气液混合和均布。
如图2所示，连接腿2为三个径向腿10和一个竖腿11的组合体，三个径向腿10位于同一平面内，竖腿11垂直于径向腿10所在平面并分别与三个径向腿相连。三个径向腿分别与主体管3下端内壁倒角上沿相连，竖腿11与碎流板1的中心相连。
本实用新型的气液分配器工作时，气液相混合物流从反应器上部下来，正常工况时，液体主要经溢流管4和溢流管5进入主体管3，液量较大时，部分液体会从V形开口进入主体管3，气体主要从主体管3上端敞口以较高的速度直接进入主体管3，气液物流在主体管3内部冲击碰撞混合流下，在主体管3下端碰撞碎流板1，带矩形齿缝8的碎流板1使气液物流均匀分配到催化剂床层。
本实用新型通过改进结构设计，采用带双层溢流管的主体管和特殊结构的碎流板，降低了分配器压降，提高了分配器的容垢能力、操作弹性和使用范围。
Claims (8)
1.一种溢流型气液分配器，其特征在于：主要由主体管、溢流管、连接腿、碎流板和分配盘组成，主体管下端穿过分配盘上的开孔并通过设于其中下部的环形凸台固定在分配盘上，分配盘将主体管分为上下两部分，主体管上下敞口，溢流管设于分配盘上方的主体管中部，连接腿设于主体管下端端部并与其下方的碎流板相连。
2.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于：所述主体管上端端部侧壁开有V形开口，V形开口沿主体管上端端部圆周均匀分布。
3.根据权利要求2所述的分配器，其特征在于：所述V形开口的数量为2～4个，V形开口上端的弦长为主体管内径的1/4～1/2，V形开口的高度为10～30毫米。
4.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于：所述溢流管分为上溢流管和下溢流管，溢流管入口端开有槽口，出口端伸入主体管内部，溢流管出口端在主体管内部为由上向下由管壁向中心倾斜的斜切口。
5.根据权利要求4所述的分配器，其特征在于：所述槽口为2～4条，槽口呈矩形，贯穿入口端端部，沿入口端端部圆周均布。
6.根据权利要求4所述的分配器，其特征在于：所述的斜切口与水平方向的夹角为35～60度。
7.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于：所述碎流板为周边均匀地开有矩形齿缝的圆形平板。
8.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于：所述连接腿为三个径向腿和一个竖腿的组合体，三个径向腿位于同一平面内，竖腿垂直于径向腿所在平面并分别与三个径向腿相连，三个径向腿分别与主体管下端内壁倒角上沿相连，竖腿与碎流板的中心相连。
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