CN102553495B - 一种流化床反应器及用于流化床反应器的气体分布板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于流化床反应器的气体分布板，该气体分布板包括板体(1)和设置在所述板体(1)上的开孔(2)，其中，所述板体(1)为厚度均匀的回转体，该回转体的母线为曲率从底部到顶部逐渐增大的弧形。本发明还提供一种流化床反应器，该流化床反应器包括气室(4)和气体分布板，所述气体分布板为本发明提供的气体分布板，所述气室(4)位于所述气体分布板的下方。本发明提供的气体分布板的形状顺应了气室中的气体流速分布，将其应用与流化床反应器中能够使反应时布气更均匀。

Description

一种流化床反应器及用于流化床反应器的气体分布板

技术领域

本发明涉及化工领域，更具体地，涉及一种流化床反应器及用于流化床反应器的气体分布板。

背景技术

气体分布板是流化床反应器中的关键部件，它的功能主要表现在以下三个方面：1、均匀分布气体、使气体分布板孔道两端气体压降一致；2、支承物料；3、整流稳定，使流化床反应器有一个良好的起始流化状态，在分布板附近形成一个好的气固接触氛围。

现有技术中的气体分布板多为平面圆形板，但在流化床反应器的气室中，流速最快的气体位于整个流束的中央，气室中的气体整体流动呈类蛋壳形流层。通过平面圆形的气体分布板进入到流化床反应器的固体物料室参与反应的气体总是中间的气体流速大于流化床边缘的气体流速，气体流速不均匀，很容易在流化床反应器中产生沟流、腾涌等现象，不利于气固反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体分布板，使用这种气体分布板使进气更加均匀。

本发明的另外一个目的在于提供一种流化床反应器，使用该流化床反应器进行气固反应时，进气更加均匀、稳定。

作为本发明的一个方面，本发明提供一种用于流化床反应器的气体分布板，该气体分布板包括板体和设置在所述板体上的开孔，其中，所述板体为厚度均匀的回转体，该回转体的母线为曲率从底部到顶部逐渐增大的弧形。

优选地，所述板体的母线顶点切线与母线上的最低点的切线之间的夹角为7～25度。

优选地，所述开孔均匀地分布在所述板体上。

优选地，所述开孔的开孔率为13～15％。

优选地，相邻两个所述开孔2之间的孔间距为一个所述开孔2的孔径的1.6～1.8倍。

通常，所述气体分布板的开孔上方设有风帽。

优选地，所述风帽包括风帽头、导杆和挡板，所述导杆穿过所述开孔，所述风帽头固定在所述导杆的上端，所述挡板固定在所述导杆的下端，且所述风帽头下端面与所述挡板上端面之间的距离大于所述板体的厚度，所述导杆的直径小于所述开孔的直径。

作为本发明的另外一个方面，本发明提供一种流化床反应器，该流化床反应器包括气室和本发明所述的气体分布板，所述气室位于所述气体分布板的下方。

优选地，所述气室中间部分的直径小于该气室上下两端部分的直径。

优选地，所述气室的侧壁纵截面轮廓线为近似S形。

本发明通过将气体分布板的母线设置为曲率从底部到顶部逐渐增大弧形，该形状能够很好的适应气室中的气场流速分布，解决了流化床反应器进气不均匀的问题。通过在流化床反应器的气体分布板下方设置中间部分直径小于上下两端部分的直径的气室，使流化床反应器在进行气固反应时进气更加稳定。

附图说明

图1所示的是本发明所述气体分布板的一种实施方式；

图2所示的是本发明所述的风帽的一种实施方式；

图3所示的是本发明所述流化床反应器局部结构图(只示出了其中的一个风帽)。

附图标记

1    板体    2    开孔

3    风帽    31   风帽头

32   导杆    33   挡板

4    气室    5    进气管

具体实施方式

以下结合附图对本发明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发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一个方面，提供一种气体分布板。如图1所示的是本发明所述的气体分布板的优选实施方式。该气体分布板包括板体2和设置在板体1上的开孔2，其中，板体1为厚度均匀的回转体，该回转体的母线为曲率从底部到顶部逐渐增大的弧形。

在流化床反应器的气室中，流速最快的气体位于整个流束的中央，气室中的气体整体流动呈类蛋壳形流层，即，中间部分的气体流速快，四周部分的气体流速慢。本发明所述的板体1为厚度均匀的回转体，该回转体的母线为曲率从底部到顶部逐渐增大的弧形，将本发明所述的气体分布板应用于流化床反应器中进行反应时，中间流速较快的气体需要上升的高度比四周流速较慢的气体上升的高度高，相当于对流速较快的气体起到了缓冲的作用，降低其流动速度，这样就能使得进入流化床反应器反应室内的气体流速更均匀，减轻了由进气不均匀导致的沟流、腾涌等现象。

优选地，板体1的母线顶点处的切线与板体1母线上的最低点处的切线之间的夹角为7～25度。将气体分布板加工成这种形状能更好的顺应气体流速分布。

当气体分布板上的开孔2在板体1上均布时能够使流化床反应器获得最佳的流化效果。将气体分布板的板体1设置成上述形状的另外一个优势还在于，在这种形状的气体分布板中能够达到开孔2的均匀分布。而这一点是在平面圆形气体分布板中无法达到的效果。

优选地，开孔2的开孔率为13～15％。实验表明，使用本发明所述的气体分布板，当开孔2的开孔率小于13％时会导致分布板阻力大，易产生飞温、烧床现象，而当气体开孔2的开孔率大于15％时，则会导致流化床反应器中沟流、腾涌现象严重，流化质量差，且容易造成气体分布板堵塞。

优选地，相邻两个开孔2之间的孔间距为开孔2孔径的1.6～1.8倍。

为了使进入流化床的空气产生第二次分流并具有一定的动能，以减少初始气泡的生成并使流化床反应器固体物料室底部的固体物料粗颗粒产生强烈扰动、避免粗颗粒沉积，一般情况下要在气体分布板的开孔2上方设置风帽3。

如图2所示，风帽3优选地包括风帽头31、导杆32和挡板33，导杆32穿过开孔2，风帽头31固定在导杆32的上端，挡板33固定在导杆32的下端，且风帽头31下端面与挡板33上端面之间的距离大于板体1的厚度，导杆32的直径小于开孔2的直径。

当使用流化床反应器进行反应时，正常工况下，在流化床反应器的气室内的气体压力以及流化床反应器固体物料室内参加反应的固体物料的压力的共同作用下能够使风帽3处于平衡状态，即风帽头31与挡板33均不与板体1接触，流化床反应器的气室内的气体顺着导杆32与开孔2的孔壁之间的缝隙进入固体物料室参加气固反应。

当流化床反应器的气室内部的气体压力过大时，气体会推着风帽3向上移动，通过开孔2进入到流化床反应器的固体物料室参与反应的气体逐渐减少，直至挡板33将开孔2封住，反应停止；而当加入到流化床反应器的固体物料室内的固体物料过多时，会压着风帽3向下移动，反应速度降低，直至风帽头31将开孔2封住，反应停止。

应当指出的是，风帽3的挡板33上表面的形状应当与气体分布板的形状贴合，如图1中所示。

将风帽3设置成这种包括风帽头31、导杆32和挡板33的形式能够在产生工况异常(即，气室通入气体压力过大和加入固体物料室固体物料过多)的情况下第一时间阻断反应的进行，有利于安全生产。

如图3所示，作为本发明的另外一个方面，提供一种流化床反应器，该流化床反应器包括气室4和本发明所述的气体分布板，气室4位于气体分布板的下方。

优选地，气室4中间部分的直径小于该气室4上下两端部分的直径。将气室4设置为这种形状的优势在于，从进气管5通入到气室4内的气体经过气室4中间直径较小的缩口区之后进入气室4上部直径较大的区域会有一个膨胀的过程，气体得到充分膨胀后变得更加稳定，通过气体分布板进行布气时也变得更加均匀。

为了使从进气口5中进入气室4内的气流流速变化更加平缓、膨胀更充分，优选地，气室4的纵截面轮廓线为近似S形。

本发明通过将用于流化床反应器的分布板设置成母线为曲率从下方到上方逐渐增大的圆弧，能够使得对流化床反应器的固体物料室供气更加均匀，减少了现有技术中因供气不均匀导致的沟流、腾涌、气固接触效率低等缺点。本发明将所述气体分布板用于流化床反应器，并将流化床反应器的气室设为中间部分的直径小于该气室上下两端部分的直径，使气室内的气体在进入固体物料室参加反应器得到更充分的膨胀，是进入到固体物料室内部的气体更均匀。

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

Claims (8)

1.一种用于流化床反应器的气体分布板，该气体分布板包括板体（1）和设置在所述板体（1）上的开孔（2），其特征在于，所述板体（1）为厚度均匀的回转体，该回转体的母线为曲率从底部到顶部逐渐增大的弧形，所述气体分布板的开孔（2）中安装有风帽（3），该风帽（3）包括风帽头（31）、导杆（32）和挡板（33），所述导杆（32）穿过所述开孔（2），所述风帽头（31）固定在所述导杆（32）的上端，所述挡板（33）固定在所述导杆（32）的下端，且所述风帽头（31）下端面与所述挡板（33）上端面之间的距离大于所述板体（1）的厚度，所述导杆（32）的直径小于所述开孔（2）的直径。

2.根据权利要求1所述的气体分布板，其特征在于，所述板体（1）的母线顶点切线与该板体（1）母线上的最低点的切线之间的夹角为7～25度。

3.根据权利要求1所述的气体分布板，其特征在于，所述开孔（2）均匀地分布在所述板体（1）上。

4.根据权利要求3所述的气体分布板，其特征在于，所述开孔（2）的开孔率为13～15%。

5.根据权利要求3所述的气体分布板，其特征在于，相邻两个所述开孔（2）之间的孔间距为所述开孔（2）的孔径的1.6～1.8倍。

6.一种流化床反应器，该流化床反应器包括气室（4）和气体分布板，其特征在于，所述气体分布板为根据权利要求1-5中任意一项所述的气体分布板，所述气室（4）位于所述气体分布板的下方。

7.根据权利要求6所述的流化床反应器，其特征在于，所述气室（4）中间部分的直径小于该气室（4）上下两端部分的直径。

8.根据权利要求7所述的流化床反应器，其特征在于，所述气室（4）的侧壁纵截面轮廓线为近似S形。

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