CN101985092A - 一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器 - Google Patents
一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器，主要包括气体出口、上封头、筒体、下锥体以及下封头，在所述筒体内部设有导热油分布器、指形换热管以及气体分布器，所述气体分布器上设有多个筛孔，在所述多个筛孔中分别设有一耐磨损凸起，在所述耐磨损凸起的中心处设有一固体颗粒通行孔。本发明由于在气体分布器多个筛孔中分别设有一耐磨损凸起，高温高压下的硅粉进入气体分布器时，将直接作用于耐磨损凸起上，而不是直接作用于气体分布器的筛孔周边处，高温高压下的硅粉对筛孔周边处的磨损必须得先将耐磨损凸起磨损掉，因而延长了设有耐磨气体分布器的流化床反应器和气体分布器的使用寿命，也同时提高了设备的工作效率和产品产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种适应于化工领域的流化床反应器，尤其是涉及一种生产有机硅的流化床反应器。
背景技术
化工领域大量使用流化床反应器，而流化床反应器中通常会设有气体分布器，该气体分布器有平板状的、球冠状的以及锥形的。其主要作用之一是为让反应物均匀分布，加快反应效率以及缩短反应周期。
例如，有机硅制造领域中的流化床反应器就需要使用锥形气体分布器。如图1和图2所示，在气体分布器11上设有多个筛孔12。硅粉进入高温高压流化床后，需要通过气体分布器11上的多个筛孔12进入指形换热管处进行化学反应。
但是，粉末状的硅粉在高温高压的条件下，携带了大量的冲击能量。在进入气体分布器11上的筛孔12时，会与筛孔周边处13发生碰撞和摩擦，而筛孔周边处13也就成为容易被磨损处。时间长久之后，筛孔周边处13就会被磨损出凹陷的坑，使得气体分布器的工作效率降低以及固体颗粒分布不均匀。
因此，上述缺陷将会严重影响到的气体分布器和流化床的开车时间和检修周期。例如，气体分布器由于被磨损严重将会在半年之内被更换，更换时流化床以及整个有机硅制造设备都需要停车维修，因而会严重影响到工作效率，同时也造成了不必要的资源浪费。
发明内容
本发明设计了一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其解决了以下技术问题是：
(1)现有流化床使用的气体分布器使用寿命短，同时也严重影响了生产效率；
(2)现有设有耐磨气体分布器的流化床反应器的气体分布器的频繁更换，将对资源造成严重的浪费。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器(1)，主要包括气体出口(5)、上封头(4)、筒体(3)、下锥体(9)以及下封头(8)，在所述筒体(3)内部设有导热油分布器(6)、指形换热管(7)以及气体分布器(11)，所述气体分布器(11)上设有多个筛孔(12)，其特征在于：在所述多个筛孔(12)中分别设有一耐磨损凸起(2)，在所述耐磨损凸起(2)的中心处设有一固体颗粒通行孔(26)；所述耐磨损凸起(2)包括一根耐磨损凸起主体件(22)、上固定件(23)以及下固定件(24)，所述耐磨损凸起主体件(22)的长度大于气体分布器器壁(21)的厚度；所述耐磨损凸起主体件(22)插入所述筛孔(12)中后，所述耐磨损凸起主体件(22)的上下两端部分别通过一固定装置将所述上固定件(23)和所述下固定件(24)固定连接在气体分布器器壁(21)上。
进一步，所述固定装置为固定螺杆(25)，在所述上固定件(23)、所述下固定件(24)以及所述耐磨损凸起主体件(22)上设有与所述固定螺杆(25)相匹配的螺纹槽。
进一步，所述在每一所述耐磨损凸起主体件(22)上连接三根固定螺杆(25)，任意两根所述固定螺杆(25)之间的形成的角度为120度。
进一步，所述耐磨损凸起主体件(22)的直径等于所述筛孔(12)的直径。
进一步，所述耐磨损凸起主体件(22)的长度大于所述上固定件(23)、所述下固定件(24)以及所述气体分布器器壁(21)的厚度总和，所述耐磨损凸起主体件(22)两端超出所述上固定件(23)和所述下固定件(24)的区域各为一凸台(27)。
进一步，所述多个筛孔(12)在所述气体分布器上的数量分布方式为内密外疏的结构。
一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器(1)，主要包括气体出口(5)、上封头(4)、筒体(3)、下锥体(9)以及下封头(8)，在所述筒体(3)内部设有导热油分布器(6)、指形换热管(7)以及气体分布器(11)，所述气体分布器(11)上设有多个筛孔(12)，在所述多个筛孔中分别设有一耐磨损凸起，在所述耐磨损凸起的中心处设有一固体颗粒通行孔；所述耐磨损凸起包括一根耐磨损凸起主体件、上固定件以及下固定件，所述耐磨损凸起主体件的长度大于气体分布器器壁的厚度；所述下固定件与所述耐磨损凸起为一体件，并形成一T型耐磨损凸起主体件，所述T型耐磨损凸起主体件插入所述筛孔中后，所述T型耐磨损凸起主体件通过一固定装置将上固定件固定连接在所述气体分布器器壁上。
进一步，所述固定装置为固定螺杆(35)，在所述上固定件(33)和所述T型耐磨损凸起主体件(32)上设有与所述固定螺杆(35)相匹配的螺纹槽。
进一步，所述在每一所述T型耐磨损凸起主体件(32)上连接三根所述固定螺杆(35)，任意两根所述固定螺杆(35)之间的形成的角度为120度。
进一步，所述多个筛孔(12)在所述气体分布器上的数量分布方式为内密外疏的结构。
该设有耐磨气体分布器的流化床反应器与传统的流化床反应器相比，具有以下有益效果：
(1)本发明由于在气体分布器多个筛孔中分别设有一耐磨损凸起，高温高压下的硅粉进入气体分布器时，将直接作用于耐磨损凸起上，而不是直接作用于气体分布器的筛孔周边处，高温高压下的硅粉对筛孔周边处的磨损必须得先将耐磨损凸起磨损掉，因而延长了气体分布器的使用寿命，也同时提高了设备的工作效率和产品产量。
(2)本发明由于通过固定螺杆将耐磨损凸起主体件、上固定件和/或下固定件固定在气体分布器器壁上，固定螺杆安装部位位于上固定件和/或下固定件的两侧，不处于固体颗粒容易或强烈磨损到的部位，因而固定螺杆的使用寿命延长，使得容易将耐磨损凸起从气体分布器上拆除和更换。
(3)本发明中使用的耐磨损凸起由于是采用耐磨损凸起主体件、上固定件以及下固定件的结构，或者T型耐磨损凸起主体件、上固定件和固定螺杆的结构，使得整个耐磨损凸起的制造、安装以及更换上十分简单，并且制造成本也非常低廉。
(4)本发明由于在耐磨损凸起主体件两端超出上固定件和下固定件的区域各为一凸台，因而可以进一步增加进出气体分布器的硅粉与耐磨损凸起磨损接触的区域和时间，从而进一步延长了气体分布器的使用寿命。
(5)本发明由于采用T型耐磨损凸起主体件、上固定件和固定螺杆的结构，由于气体分布器的入口处是固体颗粒磨损最为强烈的区域，T型耐磨损凸起主体件的T型头处于该固体颗粒磨损最为强烈的区域，由于减少了下固定件和固定螺杆的使用，使得T型耐磨损凸起主体件将来的拆卸和安装尽可能少受固体颗粒磨损影响，同时也减少了部件的使用。
(6)本发明多个筛孔在气体分布器分布的方式为内密外疏的结构，这种结构符合流化床的指形换热管的分布方式和床内热量的分布方式，气体分布器中间区域上方的指形换热管较多以及热量集中，为了使得更多的硅粉进入该区域进行充分反应，因而在气体分布器中间区域开设更多的筛孔，而在周边区域由于指形换热管数量较少以及热量相对低一些，因而在气体分布器周边区域开设的筛孔数量有限，以确保最佳的反应状态。
附图说明
图1是现有气体分布器的结构示意图；
图2是现有气体分布器的剖面图；
图3是本发明设有耐磨气体分布器的流化床反应器的结构示意图；
图4是本发明中气体分布器的剖面结构示意图；
图5是本发明中气体分布器的耐磨损凸起的第一种剖面结构示意图；
图6是本发明中气体分布器的耐磨损凸起的第二种结构示意图；
图7是本发明中气体分布器的耐磨损凸起的第三种结构示意图；
图8是本发明中气体分布器的耐磨损凸起的俯视图；
图9是本发明中气体分布器的耐磨损凸起的第四种的结构示意图。
附图标记说明：
1-设有耐磨气体分布器的流化床反应器；3-筒体；4-上封头；5-气体出口；6-导热油分布器；7-指形换热管；8-下封头；9-下锥体；
11-气体分布器；12-筛孔；13-筛孔周边处；
2-耐磨损凸起；21-气体分布器器壁；22-耐磨损凸起主体件；23-上固定件；24-下固定件；25-固定螺杆；26-固体颗粒通行孔；27-凸台；
31-气体分布器器壁；32-T型耐磨损凸起主体件；33-上固定件；34-固体颗粒进入方向；35-固定螺杆；36-固体颗粒通行孔。
具体实施方式
下面结合图3至图9，对本发明做进一步说明：
如图3所示，一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器，主要包括气体出口5、上封头4、筒体3、下锥体9以及下封头8，在筒体3内部设有导热油分布器6、指形换热管7以及气体分布器11，气体分布器11上设有多个筛孔12，在多个筛孔12中分别设有一耐磨损凸起2，在所述耐磨损凸起2的中心处设有一固体颗粒通行孔26。由于在气体分布器多个筛孔12中分别设有一耐磨损凸起2，高温高压下的硅粉进入气体分布器时，将直接作用于耐磨损凸起上，而不是直接作用于气体分布器的筛孔周边处，高温高压下的硅粉对筛孔周边处的磨损必须得先将耐磨损凸起磨损掉，因而延长了气体分布器的使用寿命，也同时提高了设备的工作效率和产品产量。
如图4所示，气体分布器11为锥形结构，在气体分布器11的筛孔12中设有耐磨损凸起2，该耐磨损凸起2中间部位设有固体颗粒通行孔26。
如图5所示，所述耐磨损凸起2包括一根耐磨损凸起主体件22、上固定件23以及下固定件24，耐磨损凸起主体件22的长度大于气体分布器器壁21的厚度；耐磨损凸起主体件22插入筛孔12中后，耐磨损凸起主体件22的上下两端部分别通过一固定装置将上固定件23和下固定件24固定连接在气体分布器器壁21上。
固定装置为固定螺杆25，在上固定件23、下固定件24以及耐磨损凸起主体件22上设有与固定螺杆25相匹配的螺纹槽。固定螺杆25安装部位位于上固定件23和下固定件24的两侧，不处于固体颗粒容易或强烈磨损到的部位，因而固定螺杆25的使用寿命延长，使得容易将耐磨损凸起从气体分布器上拆除和更换。
在每一耐磨损凸起主体件22上连接三根固定螺杆25，任意两根固定螺杆25之间的形成的角度为120度。因而三个连接点形成等边三角形，使得每一耐磨损凸起主体件22能够稳定的固定在气体分布器器壁21上。
耐磨损凸起主体件22的直径等于筛孔12的直径，该结构也使得耐磨损凸起主体件22与气体分布器器壁21具有更好的匹配性。
如图6所示，整根固定螺杆25的直径相同，不设置螺杆头，因而使得整个固定螺杆25全部嵌入上固定件23、下固定件24以及耐磨损凸起主体件22中，完全避免了固定螺杆25被磨损，为将来的拆卸提供了保障。此外，固定螺杆25与上固定件23、下固定件24以及耐磨损凸起主体件22连接点位于靠近气体分布器器壁21，该结构可以拖延或延长固定螺杆25被磨损到的时间，间接的延长了气体分布器的使用寿命。
如图7所示，耐磨损凸起主体件22的长度大于上固定件23、下固定件24以及气体分布器器壁21的厚度总和，耐磨损凸起主体件22两端超出上固定件23和下固定件24的区域各为一凸台27。因而可以进一步增加进出气体分布器的硅粉与耐磨损凸起磨损接触的区域和时间，从而进一步延长了气体分布器的使用寿命。
多个筛孔12在气体分布器上的数量分布方式为内密外疏的结构。这种结构符合流化床的指形换热管的分布方式和床内热量的分布方式，气体分布器中间区域上方的指形换热管较多以及热量集中，为了使得更多的硅粉进入该区域进行充分反应，因而在气体分布器中间区域开设更多的筛孔，而在周边区域由于指形换热管数量较少以及热量相对低一些，因而在气体分布器周边区域开设的筛孔数量有限，以确保最佳的反应状态。
如图8所述，耐磨损凸起2的耐磨损凸起主体件22、上固定件23以及固体颗粒通行孔26成一同心圆结构。
如图9所示，本发明耐磨损凸起2还存在第四种结构，一种气体分布器，包括多个筛孔，在所述多个筛孔中分别设有一耐磨损凸起，在耐磨损凸起的中心处设有一固体颗粒通行孔；耐磨损凸起包括一根耐磨损凸起主体件、上固定件以及下固定件，耐磨损凸起主体件的长度大于气体分布器器壁的厚度；下固定件与耐磨损凸起为一体件，并形成一T型耐磨损凸起主体件，T型耐磨损凸起主体件插入筛孔中后，T型耐磨损凸起主体件通过一固定装置将上固定件固定连接在气体分布器器壁上。该固定装置为固定螺杆35，在上固定件33和T型耐磨损凸起主体件32上设有与固定螺杆35相匹配的螺纹槽。
在每一T型耐磨损凸起主体件32上连接三根所述固定螺杆35，任意两根所述固定螺杆35之间的形成的角度为120度。因而三个连接点形成等边三角形，使得每一T型耐磨损凸起主体件32能够稳定的固定在气体分布器器壁31上。
所述多个筛孔12在气体分布器上的数量分布方式为内密外疏的结构。这种结构符合流化床的指形换热管的分布方式和床内热量的分布方式，气体分布器中间区域上方的指形换热管较多以及热量集中，为了使得更多的硅粉进入该区域进行充分反应，因而在气体分布器中间区域开设更多的筛孔，而在周边区域由于指形换热管数量较少以及热量相对低一些，因而在气体分布器周边区域开设的筛孔数量有限，以确保最佳的反应状态。
T型耐磨损凸起主体件32的直径等于所述筛孔12的直径。该结构也使得T型耐磨损凸起主体件32与气体分布器器壁31具有更好的匹配性。
该设有耐磨气体分布器的流化床反应器与传统的设有耐磨气体分布器的流化床反应器相比，具有以下有益效果：
(1)本发明由于在气体分布器多个筛孔中分别设有一耐磨损凸起，高温高压下的硅粉进入气体分布器时，将直接作用于耐磨损凸起上，而不是直接作用于气体分布器的筛孔周边处，高温高压下的硅粉对筛孔周边处的磨损必须得先将耐磨损凸起磨损掉，因而延长了气体分布器的使用寿命，也同时提高了设备的工作效率和产品产量。
(2)本发明由于通过固定螺杆将耐磨损凸起主体件、上固定件和/或下固定件固定在气体分布器器壁上，固定螺杆安装部位位于上固定件和/或下固定件的两侧，不处于固体颗粒容易或强烈磨损到的部位，因而固定螺杆的使用寿命延长，使得容易将耐磨损凸起从气体分布器上拆除和更换。
(3)本发明中使用的耐磨损凸起由于是采用耐磨损凸起主体件、上固定件以及下固定件的结构，或者T型耐磨损凸起主体件、上固定件和固定螺杆的结构，使得整个耐磨损凸起的制造、安装以及更换上十分简单，并且制造成本也非常低廉。
(4)本发明由于在耐磨损凸起主体件两端超出上固定件和下固定件的区域各为一凸台，因而可以进一步增加进出气体分布器的硅粉与耐磨损凸起磨损接触的区域和时间，从而进一步延长了气体分布器的使用寿命。
(5)本发明由于采用T型耐磨损凸起主体件、上固定件和固定螺杆的结构，由于气体分布器的入口处是固体颗粒磨损最为强烈的区域，T型耐磨损凸起主体件的T型头处于该固体颗粒磨损最为强烈的区域，由于减少了下固定件和固定螺杆的使用，使得T型耐磨损凸起主体件将来的拆卸和安装尽可能少受固体颗粒磨损影响，同时也减少了部件的使用。
(6)本发明多个筛孔在气体分布器分布的方式为内密外疏的结构，这种结构符合流化床的指形换热管的分布方式和床内热量的分布方式，气体分布器中间区域上方的指形换热管较多以及热量集中，为了使得更多的硅粉进入该区域进行充分反应，因而在气体分布器中间区域开设更多的筛孔，而在周边区域由于指形换热管数量较少以及热量相对低一些，因而在气体分布器周边区域开设的筛孔数量有限，以确保最佳的反应状态。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种设有耐磨气体分布器的流化床反应器(1)，主要包括气体出口(5)、上封头(4)、筒体(3)、下锥体(9)以及下封头(8)，在所述筒体(3)内部设有导热油分布器(6)、指形换热管(7)以及气体分布器(11)，所述气体分布器(11)上设有多个筛孔(12)，其特征在于：在所述多个筛孔(12)中分别设有一耐磨损凸起(2)，在所述耐磨损凸起(2)的中心处设有一固体颗粒通行孔(26)；所述耐磨损凸起(2)包括一根耐磨损凸起主体件(22)、上固定件(23)以及下固定件(24)，所述耐磨损凸起主体件(22)的长度大于气体分布器器壁(21)的厚度；所述耐磨损凸起主体件(22)插入所述筛孔(12)中后，所述耐磨损凸起主体件(22)的上下两端部分别通过一固定装置将所述上固定件(23)和所述下固定件(24)固定连接在气体分布器器壁(21)上。
2.根据权利要求1所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述固定装置为固定螺杆(25)，在所述上固定件(23)、所述下固定件(24)以及所述耐磨损凸起主体件(22)上设有与所述固定螺杆(25)相匹配的螺纹槽。
3.根据权利要求2所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述在每一所述耐磨损凸起主体件(22)上连接三根固定螺杆(25)，任意两根所述固定螺杆(25)之间的形成的角度为120度。
4.根据权利要求2或3所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述耐磨损凸起主体件(22)的直径等于所述筛孔(12)的直径。
5.根据权利要求4所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述耐磨损凸起主体件(22)的长度大于所述上固定件(23)、所述下固定件(24)以及所述气体分布器器壁(21)的厚度总和，所述耐磨损凸起主体件(22)两端超出所述上固定件(23)和所述下固定件(24)的区域各为一凸台(27)。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述多个筛孔(12)在所述气体分布器上的数量分布方式为内密外疏的结构。
7.根据权利要求1所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述下固定件与所述耐磨损凸起(2)为一体件，并形成一T型耐磨损凸起主体件(32)，所述T型耐磨损凸起主体件(32)插入所述筛孔(12)中后，所述T型耐磨损凸起主体件(32)通过一固定装置将上固定件(33)固定连接在所述气体分布器器壁(31)上。
8.根据权利要求7所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述固定装置为固定螺杆(35)，在所述上固定件(33)和所述T型耐磨损凸起主体件(32)上设有与所述固定螺杆(35)相匹配的螺纹槽。
9.根据权利要求7或8所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述在每一所述T型耐磨损凸起主体件(32)上连接三根所述固定螺杆(35)，任意两根所述固定螺杆(35)之间的形成的角度为120度。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述设有耐磨气体分布器的流化床反应器，其特征在于：所述多个筛孔(12)在所述气体分布器上的数量分布方式为内密外疏的结构。
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- 2010-10-26 CN CN2010105271887A patent/CN101985092B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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