CN206715895U - 气体分布器及包含该气体分布器的反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及气体分布器及包含该气体分布器的反应器。本实用新型提供的气体分布器，包括气体分布板和帽罩；气体分布板上开设有多个通孔，帽罩的一端开口，另一端封闭，帽罩的开口一端与通孔连接；在帽罩的侧壁上开设有多个供气体穿过的分布孔。本实用新型的气体分布器不仅提高了单位面积的气体分布点，增加了分布孔的开孔率，使得气体分布密度增大，提高气体分布器的分布效率以及气体的均匀分布程度；而且结构简单、稳定性好、制造成本低、安装使用方便、占用空间小、耐用且检修方便、使用寿命长。

Description

气体分布器及包含该气体分布器的反应器

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种气体分布器及包含该气体分布器的反应器。

背景技术

在化工生产过程中，通常需要将装置外的气体导入到装置中与装置内的接触件(如塔盘、催化剂等)进行传质或化学反应。然而，直接将装置外气体通入到装置内常常会引起气体分布不均现象，会出现局部集中或气体死区(没有气体流入)等情况，严重影响装置内接触件的传质效果和反应效率。为避免这种情况，常常在装置内安装气体分布器，使进入到装置内的气体能够均匀地分布到接触件。气体分布器已广泛应用于石油化工、煤化工、化肥、制药等工业领域的反应器中，特别是涉及到多相流态化反应的装置中。因此，气体分布器作为均匀气体分布的重要构件，其对气体分布均匀与否将直接影响装置内气固流化状态和装置的操作稳定性，最终影响反应效果。

气体分布器可分为板式、管式、泡罩式和喷嘴式等类型，目前，国内工业上使用较多的是板式气体分布器和管式气体分布器两种类型。管式气体分布器相对于板式气体分布器存在以下优点：压降小、不易发生形变、重量轻、能够简化装置内部结构、可降低装置高度、对催化剂磨损小等。然而随着石油化工等领域的不断发展，现有的管式分布器已不能满足目前的发展需求，不能很好地将气体均匀地分布到反应器床层内，使反应器内催化剂流化均匀。此外，以上四种类型的气体分布器还存在共同的缺点，即均匀分布面积较小，分布点不足，气泡大小不一，结构复杂，制造上比较繁琐等，从而严重影响装置内的气液传质效果，导致装置内流化状态变差，降低了反应效率。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种气体分布器，具有结构简单、制造成本低、高密度分布点、高效传质的优点，能够极大提高气体分布器的分布效率，提高分布器分布点的数量以及气体的均匀分布程度。

本实用新型的第二目的在于提供一种包含上述气体分布器的反应器，具有反应器内的气体分布均匀，分布点多的优点，进而使得反应器内的流化效果佳，装置的稳定性好，运行效率高，有效提高生产效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种气体分布器，包括气体分布板和帽罩；

所述气体分布板上开设有多个通孔，所述帽罩的一端开口，另一端封闭，所述帽罩的开口一端与所述通孔连接；

在所述帽罩的侧壁上开设有多个供气体穿过的分布孔。

作为进一步优选技术方案，所述通孔为均匀分布的圆形孔，所述帽罩为圆柱形筒体结构。

作为进一步优选技术方案，所述通孔在所述气体分布板的中轴线左右两侧呈正三角形对称分布。

作为进一步优选技术方案，所述帽罩的侧壁上的分布孔呈正三角分布，任意相邻的三个所述分布孔分别位于等边三角形的三个端点位置。

作为进一步优选技术方案，所述分布孔的开孔面积是所述通孔的开孔面积的1.5～2.5倍。

作为进一步优选技术方案，所述通孔的直径是所述分布孔的直径的5～30倍。

作为进一步优选技术方案，所述分布孔的直径为5～30mm，相邻两个所述分布孔之间的间距为1～5mm。

作为进一步优选技术方案，所述帽罩的开口一端焊接在所述通孔处，或者所述帽罩的开口一端与所述通孔螺纹连接。

作为进一步优选技术方案，所述帽罩的封闭一端设置有可拆卸的盖板。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种反应器，包括以上所述的气体分布器，还包括反应器本体和催化剂床层，在所述反应器本体内部间隔的设置有所述催化剂床层和所述气体分布器；

所述反应器本体上设置有气相进口，所述气相进口与所述气体分布器相连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的气体分布器，包括气体分布板和帽罩，在气体分布板的通孔处连接有帽罩，并在帽罩的侧壁上开设有多个供气体穿过的分布孔，待分布气体首先通过气体分布板的通孔进入帽罩内，得到初分布，然后通过帽罩侧壁上的分布孔得到更充分、均匀的分布，进而达到了气相分布点多、分散性更好、均匀程度更高、开孔率高、处理量大的效果。

该气体分布器不仅提高了单位面积的气体分布点，增加了分布孔的开孔率，使得气体分布密度增大，提高气体分布器的分布效率，以及气体的均匀分布程度；而且结构简单、稳定性好、制造成本低、安装使用方便、占用空间小、耐用且检修方便、使用寿命长。

2、本实用新型提供的反应器，将上述气体分布器安装在反应器本体内的下部，使得气体分布均匀，且分布点多、分布密度大，分布器的分布效率高，反应器内催化剂流化均匀，不仅可以使反应更加充分，也提高了催化剂的使用率。而且操作简单，成本低，使用维护方便，有利于装置的稳定运行，有效提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的气体分布器结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的气体分布板结构示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的帽罩结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的帽罩平面展开后分布孔的分布结构示意图；

图5为本实用新型实施例2提供的反应器结构示意图。

图标：100－气体分布板；101－通孔；200－帽罩；201－分布孔；202－盖板；300－反应器本体；301－气相进口；400－催化剂床层。

具体实施方式

下面对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本实用新型的一个方面，本实施方式提供一种气体分布器，包括气体分布板和帽罩；所述气体分布板上开设有多个通孔，所述帽罩的一端开口，另一端封闭，所述帽罩的开口一端与所述通孔连接；在所述帽罩的侧壁上开设有多个供气体穿过的分布孔。

为缓解现有技术中的板式、管式等气体分布器存在的均匀分布面积较小，气相分布点不足等缺点，本实施方式提供的气体分布器为帽罩式气体分布器，在气体分布板的通孔处连接有帽罩，并在帽罩的侧壁上开设有多个供气体穿过的分布孔，待分布气体首先通过气体分布板的通孔进入帽罩内，得到初分布，然后通过帽罩侧壁上的分布孔得到更充分、均匀的分布，进而达到了气相分布点多、分散性更好、均匀程度更高、开孔率高、处理量大的效果。

该气体分布器不仅提高了单位面积的气体分布点，增加了分布孔的开孔率，使得气体分布密度增大，提高气体分布器的分布效率，以及气体的均匀分布程度；而且结构简单、稳定性好、制造成本低、安装使用方便、占用空间小、耐用且检修方便、使用寿命长。

在一种可选地实施方式中，所述通孔为均匀分布的圆形孔，所述帽罩为圆柱形筒体结构。

可选地，通孔为圆形孔，且直径相同，分布均匀；帽罩为一端开口另一端封闭的圆柱形筒体结构，便于连接，而且结构简单，便于加工制作，制造成本低，应用灵活。

其通孔与帽罩上的分布孔相导通，帽罩竖直放置，使得通孔的气体出射方向与帽罩上的分布孔的出射方向呈90°。

本实施方式的帽罩优选为整体为圆柱形的筒体结构，也可以采用其他形状，例如直径逐渐扩大的锥形筒结构，或者喇叭型开口的结构。帽罩筒体靠近开口端的一侧可设置有缓冲段，缓冲段上不开设分布孔，缓冲段的高度一般为筒体总高度的5％～40％。

在一种可选地实施方式中，所述通孔在所述气体分布板的中轴线左右两侧呈正三角形对称分布。

通孔在气体分布板的中轴线两侧对称分布，且在左右两侧分别呈正三角分布，所述的正三角分布是除了四周边缘的通孔外，任意相邻的三个通孔分别位于等边三角形的三个端点位置。进而使得帽罩在气体分布板的左右两侧分别呈正三角分布，且沿中轴线呈对称分布。独特的帽罩排布形式，使得相连帽罩可较好贴合，排布均匀且紧密，充分利用空间，提高了开孔率，气相分布点多，处理量大。

在一种可选地实施方式中，所述帽罩的侧壁上的分布孔呈正三角分布，任意相邻的三个所述分布孔分别位于等边三角形的三个端点位置。

帽罩上的分布孔使得气体向各个方向缓和均匀流入反应器内，实现气体分散性能更好，均匀程度更高的效果。反应器内的气体分布器的开孔调节是保证流体沿轴向均匀分布的一个重要手段。而采用正三角分布开孔的优点是，在管间距相同时，在同等面积上开孔，正三角分布开孔比正方形开孔孔数多，提高了开孔率；此外，同等条件下，正三角分布开孔比正方形分布开孔更能有效控制催化剂床层温度。

其中，开孔率被定义为开孔总面积于被开孔区域总面积的百分比。

在一种可选地实施方式中，所述分布孔的开孔面积是所述通孔的开孔面积的1.5～2.5倍。

适宜的分布孔的开孔面积与通孔的开孔面积比例，能够有助于气体均匀的分布，使反应器内催化剂流化均匀，减小阻力，使得压降在合适的范围内。通孔和分布孔的开孔数过多或过少，都可能影响装置的流化效果，若开孔数过少，孔间距过大可能会造成催化剂局部死角的发生。

在一种可选地实施方式中，所述通孔的直径是所述分布孔的直径的5～30倍。

在一种可选地实施方式中，所述分布孔的直径为5～30mm，相邻两个所述分布孔之间的间距为1～5mm。

可选地，相邻两个通孔之间的间距为1～30mm。

需要说明的是，通孔的直径和孔间距，以及分布孔的直径和孔间距可根据实际生产需要确定。

帽罩的个数和大小可根据实际应用中的气量负荷确定；分布孔的数量和大小可根据用户需求进行调整设置。

在一种可选地实施方式中，所述帽罩的开口一端焊接在所述通孔处，或者所述帽罩的开口一端与所述通孔螺纹连接。

采用焊接或螺纹连接方式，方便加工制作，成本低，而且连接稳定可靠，有利于装置的稳定运行。

在一种可选地实施方式中，所述帽罩的封闭一端设置有可拆卸的盖板。

帽罩的封闭一端优选为设置可拆卸的盖板，也可以是与筒体固定连接的盖板。设置可拆卸式的盖板，方便维修，便于对帽罩的清理维护，提高了生产效率。

根据本实用新型的另一个方面，本实施方式还提供一种反应器，包括以上所述的气体分布器，还包括反应器本体和催化剂床层，在所述反应器本体内部间隔的设置有所述催化剂床层和所述气体分布器；

所述反应器本体上设置有气相进口，所述气相进口与所述气体分布器相连通。

可选地，所述催化剂床层的下方设置有所述气体分布器；所述反应器本体的下部设置有气相进口，所述气相进口与所述气体分布器相连通。

可选地，所述催化剂床层的上方设置有所述气体分布器；所述反应器本体的上部设置有气相进口，所述气相进口与所述气体分布器相连通。

需要说明的的是，本实用新型中的反应器可以是固定床反应器，也可以是流化床反应器；气体分布器可以设置在反应器本体的上方，也可以设置在反应器本体的下方，实际应用中，可根据具体的操作情况而定。

所述的反应器本体内还包括各种支撑件，催化剂床层在反应器本体内受到位于催化剂床层下端的支撑件的支撑。

可选地，所述气体分布器与反应器本体通过法兰连接，或者与反应器本体的内壁焊接。

可选地，所述气体分布器的材质为不锈钢、有机玻璃、橡胶或塑料等。

可选地，所述反应器本体的材质为不锈钢、有机玻璃、玻璃、石英或陶瓷等。

下面将结合实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

如图1－图3所示，本实施例提供一种气体分布器，包括气体分布板100和帽罩200；气体分布板100上开设有多个通孔101，帽罩200的一端开口，另一端封闭，帽罩200的开口一端与通孔101连接；在帽罩200的侧壁上开设有多个供气体穿过的分布孔201。

本实施例中，帽罩200的开口一端焊接在通孔101处，或者帽罩200的开口一端与通孔101螺纹连接。帽罩200的封闭一端设置有可拆卸的盖板202。

通孔101为直径相等、均匀分布的圆形孔，帽罩200为圆柱形筒体结构。通孔101与帽罩200上的分布孔201相导通，帽罩200竖直放置，使得通孔101的气体出射方向与帽罩200上的分布孔201的出射方向呈90°。

通孔101在气体分布板100的中轴线左右两侧呈正三角形对称分布。即，帽罩200在气体分布板100的左右两侧分别呈正三角分布，且沿中轴线呈对称分布。

如图4所示，帽罩200的侧壁上的分布孔201呈正三角分布，即任意相邻的三个分布孔201分别位于等边三角形的三个端点位置。

分布孔201的开孔面积是通孔101的开孔面积的1.5～2.5倍。通孔101的直径是分布孔201的直径的5～30倍。分布孔201的直径为5～30mm，相邻两个分布孔201之间的间距为1～5mm。

需要说明的是，通孔101的直径和孔间距，以及分布孔201的个数、直径和孔间距可根据实际生产需要确定。帽罩200的个数和大小可根据实际应用中的气量负荷确定。

实施例2

如图5所示，本实施例提供一种反应器，包括实施例1所述的气体分布器，还包括反应器本体300和催化剂床层400，反应器本体300内设置有催化剂床层400，催化剂床层400的下方设置有气体分布器；反应器本体300的下部设置有气相进口301，气相进口301与气体分布器相连通。

反应器本体300内还包括各种支撑件，催化剂床层400在反应器本体300内受到位于催化剂床层400下端的支撑件的支撑。

本实施例的反应器为四氯化碳转化反应器，该反应器的具体结构参数如下：

反应器本体300的直径为2.6m，气体分布板100的直径为2.4m，气体分布板100上的通孔的直径为120mm，帽罩200上的分布孔直径为10mm，相邻两个分布孔之间的间距为2mm，分布孔的开孔面积是通孔101的开孔面积的2倍。

采用上述的四氯化碳转化反应器进行催化反应，产品转化率为92％～96％，更换催化剂的周期为3年。

对比例

与实施例2不同的是，对比例采用的是现有技术中常用的管式气体分布器，其他设备参数以及反应条件与实施例2均相同。

采用对比例的四氯化碳转化反应器进行催化反应，产品转化率为80％～90％，更换催化剂的周期为2年。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种气体分布器，其特征在于，包括气体分布板和帽罩；

所述气体分布板上开设有多个通孔，所述帽罩的一端开口，另一端封闭，所述帽罩的开口一端与所述通孔连接；

在所述帽罩的侧壁上开设有多个供气体穿过的分布孔。

2.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，所述通孔为均匀分布的圆形孔，所述帽罩为圆柱形筒体结构。

3.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，所述通孔在所述气体分布板的中轴线左右两侧呈正三角形对称分布。

4.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，所述帽罩的侧壁上的分布孔呈正三角分布，任意相邻的三个所述分布孔分别位于等边三角形的三个端点位置。

5.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，所述分布孔的开孔面积是所述通孔的开孔面积的1.5～2.5倍。

6.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，所述通孔的直径是所述分布孔的直径的5～30倍。

7.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，所述分布孔的直径为5～30mm，相邻两个所述分布孔之间的间距为1～5mm。

8.根据权利要求1－7任一项所述的气体分布器，其特征在于，所述帽罩的开口一端焊接在所述通孔处，或者所述帽罩的开口一端与所述通孔螺纹连接。

9.根据权利要求1－7任一项所述的气体分布器，其特征在于，所述帽罩的封闭一端设置有可拆卸的盖板。

10.一种反应器，其特征在于，包括权利要求1－9任一项所述的气体分布器，还包括反应器本体和催化剂床层，在所述反应器本体内部间隔的设置有所述催化剂床层和所述气体分布器；

所述反应器本体上设置有气相进口，所述气相进口与所述气体分布器相连通。