CN203944356U - 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，主要包括主体管、中心气管和碎流板，中心气管与主体管同轴设置，通过顶板连接在一起，顶板中心开孔，中心气管从顶板中心开孔穿过伸入主体管内，主体管中部管壁上开有条缝孔，主体管下端连接碎流板。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包括主体管、中心气管和碎流板，中心气管与主体管同轴设置，通过顶板连接在一起，顶板中心开孔，中心气管从顶板中心开孔穿过伸入主体管内，主体管中部管壁上开有条缝孔，主体管下端连接碎流板。
作为进一步改进的方案，在条缝孔下方的主体管内设有文丘里喉管。
所述中心气管为两端敞口的圆管，伸入主体管内部。气体主要通过中心气管进入主体管，气体在管内加速，在主体管文丘里喉管处形成剧烈的混合。由于中心气管直径较小，不需要增加顶盲板防止液体直接进入中心气管，敞口可以减小压降，同时可以保证气体进中心气管的速度，强化气液雾化。
所述条缝孔开在主体管的中部的管壁上，条缝孔的位置可以保证分配盘上部存在一个液体层，尽量降低加工和安装导致的不平对分配器的影响，同时条缝可以使液体以薄层状进入，液面与进液量有关，上下波动，在液体没有完全淹没条缝孔时，气液物流在此位置第一次预混合，液量较大时，条缝孔完全走液体。主体管中下部设置文丘里喉管，气液物流在文丘里喉管处抽吸混合作用明显，出文丘里喉管后，由于速度和压力的变化，液体更容易形成液滴。主体管下端通过连接腿和碎流板连接。
所述主体管连接腿为四个竖腿，连接腿和主体管为一体结构，是通过在主体管管壁上开槽留下的部分形成连接腿的，连接腿在碎流板四周与碎流板相连。
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。
本实用新型采用了传统溢流型气液分配器的结构特点，增加了中心气管和文丘里喉管，强化气液混合，下部采用带矩形齿缝的碎流板，保证了气液物流的均布，主体管条缝孔提高了分配器的容垢能力，大大降低分配器压降，使高温物料与催化剂均匀接触，降低加氢反应器床层横截面内的温差，提高油品质量，延长操作周期。
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中的A-A截面示意图；
图3为图1中的B-B截面示意图。
图中，1-碎流板，11-矩形齿缝，2-主体管，21-连接腿，22-文丘里喉管，23-条缝孔，3-中心气管，4-顶板，5-分配盘。
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，本实用新型的溢流型气液分配器主要由主体管2、中心气管3、顶板4、文丘里喉管22和碎流板1构成。
主体管2为圆管，上端与顶板4连接，下端通过连接腿21与碎流板1连接，顶板4中心开孔，中心气管3从顶板4中心开孔穿过伸入主体管2内部，中心气管3两端敞口，其下端敞口位于文丘里喉管22上方，主体管2、顶板4和中心气管3之间采用全焊接结构。
主体管2壁厚2～6mm，主体管中部管壁上开有条缝孔23，条缝孔23沿主体管管壁圆周均匀分布(如图3所示)，其长度方向与主体管轴向平行，条缝孔23的数量一般为2～4个，宽度一般为2～4毫米，长度一般为30～50毫米，当然，主体管中部管壁上的开孔也可以为其它形状，如圆孔、方孔等。条形孔23下方的主体管内设有文丘里喉管22，文丘里喉管最小内径一般为主体管内径的1/2～3/4。主体管2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，在主体管上下两部分之间形成一个环形凸台，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。气液分配器通过环形凸台可以直接焊接在分配盘5上，也可以采用其他可拆卸的固定方式，分配盘5上根据工艺需要设有一定数量的气液分配器，将物料均匀的分配在催化剂床层上。
主体管下端通过连接腿21和碎流板1连接，如图2所示，连接腿21为四个竖腿，连接腿21和主体管2为一体结构，是通过在主体管管壁上开槽留下的部分形成连接腿的，连接腿21之间开的槽形成空隙，连接腿21沿主体管圆周均布，连接腿21在碎流板四周与碎流板相焊接。碎流板1为周边均匀地开有矩形齿缝11的圆形平板，矩形齿缝11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2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11主要是为了强化气液混合和均布。
本实用新型的工作原理：气液相混合物流从反应器上部下来，正常工作时，液体经主体管条缝孔23进入主体管2，气体主要从中心气管3上端敞口进入主体管2，部分从条缝孔23上段进入主体管2，液量较大时，液体淹没主体管2上所有条缝孔23，这时气体全部从中心气管3上端敞口进入。气体从中心气管3上端敞口以较高的速度直接进入主体管2，气液物流在主体管2内部文丘里喉管22处发生冲击碰撞形成混合物流后，在主体管2下端碰撞碎流板1，混合物流经连接腿21之间的空隙和碎流板1的矩形齿缝11均匀分配到催化剂床层。
Claims (6)
1.一种溢流型气液分配器，其特征在于：主要包括主体管、中心气管和碎流板，中心气管与主体管同轴设置，通过顶板连接在一起，顶板中心开孔，中心气管从顶板中心开孔穿过伸入主体管内，主体管中部管壁上开有条缝孔，主体管下端连接碎流板。
2.根据权利要求1所述的分配器，其特征在于：在所述条缝孔下方的主体管内设有文丘里喉管。
3.根据权利要求2所述的分配器，其特征在于：所述文丘里喉管最小内径为主体管内径的1/2～3/4。
4.根据权利要求1～3任一所述的分配器，其特征在于：所述条缝孔沿主体管管壁圆周均匀分布，其长度方向与主体管轴向平行，条缝孔的数量为2～4个，宽度为2～4毫米，长度为30～50毫米。
5.根据权利要求1～3任一所述的分配器，其特征在于：所述主体管下端通过连接腿和碎流板连接，连接腿为四个竖腿，连接腿和主体管为一体结构，连接腿沿主体管圆周均布，连接腿在碎流板四周与碎流板相焊接。
6.根据权利要求1～3任一所述的分配器，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。
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