CN101607184A - 复合式气体分布器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合式气体分布器，它包括在其侧壁上沿其径向开有进料口的内筒、焊接在所述的内筒顶端的顶端环板，在所述的内筒内部沿所述的进料口的方向设置有其横截面从大至小变化的梯形的双列叶片导流装置，所述的双列叶片导流装置包括以所述的进料口纵轴截面为对称面对称的设置在其两侧的左右两列至少一层导流叶片，所述的相邻层的上下导流叶片之间分别通过左右连接板相连、所述的顶层和底层的导流叶片分别与上下盖板相连、所述的上下盖板以及左右连接板通过螺栓与所述的顶端环板相连，多块折流板以内筒的中心截面为对称面相互对称地连接在内筒的外壁上。本发明通过改变气体流向，达到降低压降、气体均匀分布的目的。

Description

复合式气体分布器
技术领域
本发明涉及一种复合式气体分布器，是化工领域中广泛使用的塔器的气相及气液两相的进料分布设备。
背景技术
塔器是炼油、化工等领域中广泛应用的设备。随着填料塔技术的成熟，大型填料塔已逐渐应用于精馏吸收等单元操作中，气体在塔内的均匀分布问题也越来越引起人们的重视，对于大直径、浅床层、低液气比的填料塔，气体分布器性能的优劣直接影响填料塔的分离效率和产品质量。
目前，在工业中应用广泛的气体分布器有多孔直管式、直管挡板式、双列叶片式、切向环流式等。对于管式分布器由于气体从不同的开孔流出的速率不同，所以很难达到均匀分布气体的目的。而其它的气体分布器则存在气流中液滴夹带量大、气流阻力大、分布器上方存在气体涡流而使分布不均匀等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种通过改变气体流向，达到降低压降、气体均匀分布的复合式气体分布器。
本发明的一种复合式气体分布器，它包括在其侧壁上沿其径向开有进料口的内筒、焊接在所述的内筒顶端的顶端环板，在所述的内筒内部沿所述的进料口的方向设置有其横截面从大至小变化的梯形的双列叶片导流装置，所述的双列叶片导流装置包括以所述的进料口纵轴截面为对称面对称的设置在其两侧的左右两列至少一层导流叶片，所述的相邻层的上下导流叶片之间分别通过左右连接板相连、所述的顶层和底层的导流叶片分别与上下盖板相连、所述的上下盖板以及左右连接板通过螺栓与所述的顶端环板相连，多块折流板以内筒的中心截面为对称面相互对称地连接在内筒的外壁上。
本发明具有如下优点：
1.气体在本发明中的折返流使得只有一部分气体经折流板4的导流变向，和塔底相碰撞变向通过内筒2向上流动，所以可以大幅度的降低气体流动过程产生的压降。
2.本发明中的折流板4的长度是由距进料口的远近决定的，离进料口近的折流板4短即其圆弧形叶片和顶端环板3的距离大；反之，离进料口远的折流板4长，即其圆弧形叶片和顶端环板3的距离小。这种轴向层次化分布的折流板4可以使气体在导流以后径向分布更加均匀。
3.本发明中的双列叶片导流装置内腔呈梯形，离进料口近处宽度大；反之，离进料口远处宽度小，这种梯形结构可以使得离进料口不同距离处的压力尽量相等，从而保证气流均匀。
4.本发明中的导流叶片5，其直板部分安装时沿与进料口的轴线方向呈8°-12°设置，然后经过弧形部分的导流以近似垂直与进气方向的方向流出，从而保证气流的径向均匀性。
附图说明
图1是本发明的复合式气体分布器的俯视图；
图2是本发明的复合式气体分布器的立体图；
图3是图2所示的分布器的双列叶片导流装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1-3所示的本发明的一种复合式气体分布器，它包括在其侧壁上沿其径向开有进料口的内筒2、焊接在所述的内筒2顶端的顶端环板3，在所述的内筒2内部沿所述的进料口的方向设置有其横截面从大至小变化的梯形的双列叶片导流装置，所述的双列叶片导流装置包括以所述的进料口纵轴截面为对称面对称地设置在其两侧的左右两列至少一层导流叶片5，所述的相邻层的上下导流叶片5之间分别通过左右连接板7相连、所述的顶层和底层的导流叶片5分别与上下盖板6相连、所述的上下盖板6以及左右连接板7通过螺栓与所述的顶端环板3相连，多块折流板4以内筒2的中心截面为对称面相互对称地连接在内筒2的外壁上。
所述的折流板4可以为圆弧形、矩形或者下部为矩形叶片并且在所述的矩形叶片的顶部连接有圆弧形的导流板。
优选的，离进料口越近的折流板4选择长度越小的折流板，即使得其圆弧形叶片和顶端环板3间距大；反之，离进料口越远的折流板4选择长度越大的折流板，即使得其圆弧形叶片和顶端环板3间距小，这种轴向层次化分布的折流板4可以使气体在导流以后径向分布更加均匀。所述的折流板4优选的下端平齐并延伸至内筒2下端外100-200mm，这样可以更好的导流。
所述的导流叶片5在左右连接板7上最好分别等间距排列或等比例间距排列，所述的导流叶片通常按照0.8m-1.2m的高度作为一层为宜，其间距一般为400-700mm。
所述的导流叶片最好由彼此对称设置的左右直板部分和连接在所述的左右直板部分之间的弧板部分组成，左右导流叶片的外侧最好分别伸出所述的连接板设置，这样可以更好的导流。
所述的直板部分在所述的连接板上，沿与进料口的轴线方向呈8°-12°的夹角设置，然后经过弧形部分的导流以近似垂直与进气方向的方向流出，从而保证气流的径向均匀性。
本发明复合式气体分布器在进料口处将进料气体分为两部分，一部分进入本发明的内部的双列叶片式气体分布装置，从两侧导流叶片间流出，然后向上流动；另一部分气体进入本发明的内筒外的外部环形通道，经折流板4的导流，气体变向向下流动，和塔底相碰撞变向通过内筒2向上流动。从而达到降低压降、分布均匀的目的。
所述的折流板4的位置和大小可以根据具体的工艺参数进行流体力学计算来确定：所述折流板4在内筒2周向上均匀分布，也可采用自定义夹角的方式，其数量一般为6-12；所述折流板4的高度由二次函数y＝Ax2+Bx+C来确定，其中，y是折流板的高度(mm)，x是折流板与进气口纵向对称面夹角的弧度值，A、B、C为常数，其取值区间分别为A：0.1-0.5，B：500-1000，C：400-800。
实施例1
如图1、2所示，本复合式气体分布器由内筒2、顶端环板3、折流板4、导流叶片5、上下盖板6和连接板7组成。顶端环板3的大小按照塔壁1和内筒2的要求来确定。顶端环板3是焊接在塔壁1上的。内筒2和顶端环板相焊接，使环板的内圆面和内筒的内圆面相重合。内筒2内部的双列叶片式气体分布装置有三层上下连接而成，每层中导流叶片5按相应位置焊接在连接板7上。整个三层双列叶片式导流装置和顶端环板3用螺栓连接。
折流板4按照位置的不同焊接在内筒2的外侧：离进料口越近的折流板4选择长度越小的折流板，即使得其圆弧形叶片和顶端环板3间距大；反之，离进料口越远的折流板4选择长度越大的折流板，即使得其圆弧形叶片和顶端环板3间距小。各折流板4下侧面平齐并伸出内筒下边缘150mm。折流板4共八块，均布于外层环形通道内，即每块折流板相距45°，而且折流板的长度由进料口向里依次均匀递增分别为950mm、1550mm、2150mm、2750mm，其顶部连接的弧形叶片为半径200mm的90°弧片。
内筒2内部的双列叶片式导流装置的左右对称面与内筒2的对称面重合，此导流装置由三层组成，每层结构相同，各层之间以螺栓连接，每层中导流叶片5分列在对称截面两侧。导流叶片高1000mm，直板部分长度100mm，后面连接半径100mm的90°弧板部分，之后再连接100mm直板部分；导流叶片5的直板部分与进料口的轴线方向呈成13°夹角；每侧有10块导流叶片5，从进料口向里前9块间距为570mm，第9块与第10块间距为285mm。
气体通过进料口进入分布器，分成内外两部分。进入内筒2内部的气体经过导流叶片5的导流，沿径向流出双列叶片式分布装置，而后在内筒内均匀分布；分在内筒2外部的气体，经折流板4的导流，发生变向，向下运动，和塔底发生碰撞，再发生变向，流经内筒2，进出分布器。
工艺参数：
塔径：5.8m，塔高：39.6m，进料管直径：2m，进料量：238.6t/h，进料温度：40℃，进料压强：50mmH2O，进料液含量：0
实施例2
气体分布器的基本结构与实施例1相同，与实施例1不同的是根据具体的工艺参数进行流体力学计算，而改变折流板4的长度，四块折流板的长度分别为650mm、950mm、1250mm、1550mm；内部双列叶片气体分布结构为单层，高度1500mm。
工艺参数：
塔径：8m，塔高：15m，进料管直径：1.6m，进料量：702.5t/h，进料温度：90℃，进料压强：80mmH2O，进料液含量：0
气体通过进料口进入分布器，分成内外两部分。进入内筒2内部的气体经过导流叶片5的导流，沿径向流出双列叶片式分布装置，而后在内筒内均匀分布；分在内筒2外部的气体，经折流板4的导流，发生变向，向下运动，和塔底发生碰撞，再发生变向，流经内筒2，进出分布器。
参考本发明的实施例子，已经描述了本发明，然而其他方案也是可能的。例如，相关技术人员能够明白，本发明的装置亦可适用于其它工艺流程的塔器。另外，相关技术人员也能够明白这里描述的气体分布器的某些构造可以根据实施方式的参数而变化。因此，所附的权利要求的精神和范围不应被限制于这里所包含的实施例子。

Claims (8)

1.一种复合式气体分布器，它包括在其侧壁上沿其径向开有进料口的内筒(2)、焊接在所述的内筒(2)顶端的顶端环板(3)，其特征在于：在所述的内筒(2)内部沿所述的进料口的方向设置有其横截面从大至小变化的梯形的双列叶片导流装置，所述的双列叶片导流装置包括以所述的进料口纵轴截面为对称面对称地设置在其两侧的左右两列至少一层导流叶片(5)，所述的相邻层的上下导流叶片(5)之间分别通过左右连接板(7)相连、所述的顶层和底层的导流叶片(5)分别与上下盖板(6)相连、所述的上下盖板(6)以及左右连接板(7)通过螺栓与所述的顶端环板(3)相连，多块折流板(4)以内筒(2)的中心截面为对称面相互对称地连接在内筒(2)的外壁上。
2.根据权利要求1所述的复合式气体分布器，其特征在于：所述的折流板(4)为圆弧形、矩形或者下部为矩形叶片并且在所述的矩形叶片的顶部连接有圆弧形的导流板。
3.根据权利要求2所述的复合式气体分布器，其特征在于：所述的折流板(4)按照离所述的进料口的远近，靠近进料口的折流板短；远离进料口的折流板长。
4.根据权利要求3所述的复合式气体分布器，其特征在于：所述的折流板(4)下端平齐并延伸至内筒(2)下端外100-200mm。
5.根据权利要求1所述的复合式气体分布器，其特征在于：所述的导流叶片(5)在左右连接板(7)上分别等间距排列或等比例间距排列。
6.根据权利要求5所述的复合式气体分布器，其特征在于：所述的导流叶片由彼此对称设置的左右直板部分和连接在所述的左右直板部分之间的弧板部分组成。
7.根据权利要求6所述的复合式气体分布器，其特征在于：所述的直板部分在所述的连接板上沿与进料口的轴线方向呈8°-12°的夹角设置。
8.根据权利要求5所述的复合式气体分布器，其特征在于：所述的左右导流叶片的外侧分别伸出所述的连接板设置。
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