CN204952859U - 气液分布器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气液分布器，该气液分布器包括泡帽和位于该泡帽下方的下降管，该下降管包括上段管和位于上段管下方的下段管，所述上段管上固定有所述泡帽，所述下段管用于安装到分配板上，所述泡帽的内壁与所述上段管的外壁之间形成有环隙，其中，所述上段管的内壁上还设置有气体喷射部，该气体喷射部上形成有孔径从上至下先逐渐变小后逐渐变大的气相喷射锐孔，所述下段管上形成有液体引流孔。因此，液体不需要由气体携带，而是通过下降管内、外侧的压差经液体引流口被抽吸至下降管的内部，从而使得气、液两相的操作弹性高，适用于低气相负荷的情况，以及适应于粘度大、流动性差的液体介质。

Description

气液分布器

技术领域

本实用新型涉及一种气液两相混合和分布的装置领域，具体地，涉及一种用于含杂质较多，高粘度的液体的气液分布器。

背景技术

气液分布器，例如广泛用于固定床加氢反应器中的气液分布器，将气体和液体均匀分布到下方的催化剂床层上，促进催化剂的充分利用和反应热量的均匀分布，而气液的不良分布会导致沟流或者短路，降低了催化剂的利用率，造成催化剂床层的局部过热和结焦从而引起催化剂的过早失活，还会影响产品的质量。目前加氢技术正向着大型化和产品高质量方向发展，这对气液分布器分配性能的要求将更加严格。

目前我国应用较多的泡罩式分布器，依靠从泡帽条缝进入的高速气流相携带液相进入分布器的下降管，再将充分混合后的气液两相分配到下层的催化剂层上，但是其需要较大的气相负荷，且对高粘度的液体适应性差。当反应器加工性质较差的重质原料时，因分配板上液相底层的液体缺少流动，其携带的杂质会在分配板上沉积，尤其在分配板泡罩以下的位置，实际中经常发现泡罩被固体沉淀物包围的现象。随着时间的积累，泡帽和下降管中间狭小的环形空间会减少，甚至堵死，导致混相物流的分配不均甚至装置被迫停工。另一方面，泡罩式分布器通常在下降管下部设置碎流板，仅通过在碎流板上开孔洞来碎化气液两相物流。当对重质油进行分配时，由于碎流板结构上的原因，其没有进一步强化气、液两相的混合和破碎，没有明显改善两相的扩散的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气液分布器，该气液分布器的气、液两相的操作弹性高，可以适用于低气相负荷，以及粘度大、流动性差的液体介质。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种气液分布器，该气液分布器包括泡帽和位于该泡帽下方的下降管，该下降管包括上段管和位于上段管下方的下段管，所述上段管上固定有所述泡帽，所述下段管用于安装到分配板上，所述泡帽的内壁与所述上段管的外壁之间形成有环隙，其中，所述上段管的内壁上还设置有气体喷射部，该气体喷射部上形成有孔径从上至下先逐渐变小后逐渐变大的气相喷射锐孔，所述下段管上形成有液体引流孔。

优选地，所述气相喷射锐孔包括相互对接的第一上圆台孔和第一下圆台孔。

优选地，所述气相喷射锐孔的最小孔径和所述下降管的内径之比为0.15-0.5，所述第一上圆台孔的锥顶角度为25°-75°，所述第一下圆台孔的锥底角度为25°-75°。

优选地，所述液体引流孔设置在所述下降管的下部，且靠近所述分配板。

优选地，所述液体引流孔为多个，且多个所述液体引流孔沿所述下段管的周向间隔设置。

优选地，每个所述液体引流孔和所述下段管的内壁相切。

通过上述技术方案，在上段管的内壁上还设置有孔径从上至下先逐渐变小后逐渐变大的气体喷射部，在所述下段管上形成有液体引流孔，因此，液体不需要由气体携带，而是通过下降管内、外侧的压差经液体引流口被抽吸至下降管的内部，从而使得气、液两相的操作弹性高，适用于低气相负荷的情况，以及适应于粘度大、流动性差的液体介质，另外，本实用新型提供的气液分布器还具有结构简单，易于加工制造、可以节省投资的优点。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型优选实施方式提供的气液分布器的剖面结构示意图；

图2是本实用新型优选实施方式提供的下降管2安装到分配板6上的结构示意图；

图3是沿图2中的D-D剖面所剖得的剖面结构示意图；

图4是本实用新型优选实施方式提供的雾化喷射部的剖面结构示意图；

图5是图4的仰视结构示意图。

附图标记说明

1泡帽2下降管21上段管

210气体喷射部2100气体喷射锐孔2101第一上圆台孔

2102第一下圆台孔22下段管220液体引流孔

3连接板4环隙5雾化喷射部

51第二上圆台孔52第二下圆台孔520导流凹槽

6分配板

A气相区B液相区C混相区

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是相对于气液分布器正常使用时的状态而言的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1至图5所示，本实用新型提供一种气液分布器，该气液分布器包括泡帽1和位于该泡帽1下方的下降管2，该下降管2包括上段管21和位于上段管21下方的下段管22，上段管21上固定有泡帽1，下段管22用于安装到分配板6上，泡帽1的内壁与上段管21的外壁之间形成有环隙4，其中，上段管21的内壁上还设置有气体喷射部210，该气体喷射部210上形成有孔径从上至下先逐渐变小后逐渐变大的气相喷射锐孔2100，下段管22上形成有液体引流孔220。

首先，需要说明的是，气相区A，液相区B，混相区C分别代表只存在气相、液相、以及气液两相的区域，另外，使用时要保证液体引流孔220位于液相区B中。

因此，如图1所示，气相区A中的气体首先从泡帽1与下降管2围成的环隙4进入并上升，直至流动至上段管21的顶端后，折返进入上段管21的内部，随后，气体从气体喷射部210中的气相喷射锐孔2100中喷射，进入混相区C中，因气体经喷射提速后，一部分静压能转化为动能，造成下段管22内部的压力较外部的压力低，下段管22上的液体引流口220位于液相区B的液面以下，下降管2外周围的液体，在下段管22的内外侧压差产生的强烈抽吸作用下，经液体引流口220被抽吸至下段管22的内部。下段管22的内部液体被高速的气体冲碎并与之混合，形成混相区C。

混相区C内的气、液两相在进入下述雾化喷射部5内，经雾化喷射部5内的混相喷射锐孔50提升流速，并在混相喷射锐孔50下部的圆锥台形空腔内充分雾化，再经第二下圆台孔52的孔壁上的导流凹槽520的引导，均匀喷向下部的催化床顶部。

需要说明的是，本实用新型提供的气液分布器的应用领域不仅仅局限于固定床加氢反应器中，还可以适用于其他气液两相并流向下流动式容器中需要进行混合和分配的装置。

为增强抽吸效果，气体喷射部210和下段管22、泡帽1的轴线重合。

为方便加工气相喷射锐孔2100，且使得气体通过气相喷射锐孔2100时速度提高至更大，气相喷射锐孔2100包括相互对接的第一上圆台孔2101和第一下圆台孔2102。在其他变形方式中，气相喷射锐孔2100还可以包括相互对接的第一上锥台孔和第一下锥台孔，对于此种变形也应属于本实用新型的保护范围之中。

作为一种优选实施方式，气相喷射锐孔2100的最小孔径和下降管2的内径之比为0.15-0.5，第一上圆台孔2101的锥顶角度为25°-75°，第一下圆台孔2102的锥底角度为25°-75°。

为避免因分配板6上液相底层的液体缺少流动，其携带的杂质沉积到分配板6上，进而造成气液分布器堵塞，液体引流孔220设置在下降管2的下部。因此，分配板6上的液体会因下降管2内、外侧压差抽吸至下降管2的内部，从而保证分配板6上的液体始终处于流动状态，能够保证气液分布器的长时间运行，适合于液体介质含杂质较多或易结焦成分如焦粉、催化剂粉末、金属机械杂质等的情况。

为增强抽吸的效果，液体引流孔220为多个，且多个液体引流孔220沿下段管20的周向间隔设置。

进一步地，为减少对流阻力，每个液体引流孔220和下段管20的内壁相切。

上面着重介绍了气体喷射部210的具体结构，下面将详细介绍雾化喷射部5的具体结构。

为强化气液两相的雾化和分配效果，气液分布器还包括雾化喷射部5，该雾化喷射部5固定在分配板6的下部，例如，雾化喷射部5可以通过焊接或螺纹连接安装到分配板6的下部，并且与下段管22相对并连通，例如，雾化喷射部5可以连接到分配板6的连通催化剂床层和下降管2的开孔的孔壁上，为便于方便装配，且提高连接的可靠性，雾化喷射部5和下段管22也可以分别连接到分配板6的上下两侧，雾化喷射部5上形成有孔径从上至下先逐渐变小后逐渐变大的混相喷射锐孔50。

因此，当气液两相经过孔径从上至下先逐渐变小后逐渐变大的混相喷射锐孔50时，由于流通的横截面积发生变化，因此会提升气液两相的流速，并在混相喷射锐孔50的下部的空腔内充分雾化，均匀地喷向下部的催化剂床层顶部，因此，有助于提高催化剂利用率，减少催化剂床层径向温差，降低反应温度，延长装置运转时间，提高产品质量及产品选择性等。

为增强雾化效果，雾化喷射部5和下段管22、泡帽1的轴线重合。

为方便加工混相喷射锐孔50，且更好地实现气液两相的雾化和分配效果，如图4所示，混相喷射锐孔50包括相互对接的第二上圆台孔51和第二下圆台孔52，在其他变形方式中，气相喷射锐孔2100还可以包括相互对接的第二上锥台孔和第二下锥台孔，对于此种变形也应属于本实用新型的保护范围之中。

为便于对混相流的扩散起导向作用，如图1和图4所示，第二下圆台孔52的孔壁上间隔形成有多条导流凹槽520，导流凹槽520的优选形状为直条形的凹槽，换言之，导流凹槽520的横截面呈U形形状。因此，当混相流在混相喷射锐孔50下部的圆锥台形空腔内充分雾化后，可以再经第二下圆台孔52的孔壁上的导流凹槽520的引导，均匀喷向下部的催化床顶部。

为了更好地实现对混相流的导向效果，使得喷向催化穿顶部的混相流分布更均匀，多条导流凹槽520沿第二下圆台孔52的母线方向延伸，且多条导流凹槽520沿第二下圆台孔52的圆周方向等间隔布置。

作为一种优选实施方式，气相喷射锐孔50的最小孔径和下降管2的内径之比为0.15-0.5，第二上圆台孔51的锥顶角度为25°-75°，第二下圆台孔52的锥底角度为25°-75°，导流凹槽520的宽度为0.5-8mm，深度为0.5-3mm，导流凹槽520的个数为4-16。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (6)

1.一种气液分布器，该气液分布器包括泡帽(1)和位于该泡帽(1)下方的下降管(2)，该下降管(2)包括上段管(21)和位于上段管(21)下方的下段管(22)，所述上段管(21)上固定有所述泡帽(1)，所述下段管(22)用于安装到分配板(6)上，所述泡帽(1)的内壁与所述上段管(21)的外壁之间形成有环隙(4)，其特征在于，所述上段管(21)的内壁上还设置有气体喷射部(210)，该气体喷射部(210)上形成有孔径从上至下先逐渐变小后逐渐变大的气相喷射锐孔(2100)，所述下段管(22)上形成有液体引流孔(220)。

2.根据权利要求1所述的气液分布器，其特征在于，所述气相喷射锐孔(2100)包括相互对接的第一上圆台孔(2101)和第一下圆台孔(2102)。

3.根据权利要求2所述的气液分布器，其特征在于，所述气相喷射锐孔(2100)的最小孔径和所述下降管(2)的内径之比为0.15-0.5，所述第一上圆台孔(2101)的锥顶角度为25°-75°，所述第一下圆台孔(2102)的锥底角度为25°-75°。

4.根据权利要求1所述的气液分布器，其特征在于，所述液体引流孔(220)设置在所述下降管(2)的下部，且靠近所述分配板(6)。

5.根据权利要求1所述的气液分布器，其特征在于，所述液体引流孔(220)为多个，且多个所述液体引流孔(220)沿所述下段管(20)的周向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的气液分布器，其特征在于，每个所述液体引流孔(220)和所述下段管(20)的内壁相切。