CN102824817A - 一种无导流板的环流进料分布器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型塔器进料分布器，所述的无导流板的环流进料分布器由进料管、入口导流板、内套筒、导流盖板、防旋流挡板构成，其中：进料管为扩散管；入口导流板设置在入口管与内套筒之间，成流线型；内套筒为无阻碍环形通道；盖板位于内套筒顶部，一端固定在塔壁上，另一端连接内套筒，为喇叭形导流板；防旋流挡板设置在内套筒内侧，固定在内套筒上。该挡板的作用是阻止上升气体的涡流，并兼具扑集夹带液滴的功用。本发明的有益效果是高速气液两相流体流经无阻碍内套筒的环形通道，压降低，且有效减小振动造成的破坏；喇叭形盖板消除了上升气体在水平盖板后形成的后台阶现象，避免了气体在塔壁附近的涡旋，气体分布更加均匀。

Description

一种无导流板的环流进料分布器

技术领域

本发明涉及的是一种大型塔器及气液两相进料分布装置，具体地说属于一种适用于大型塔器的气液两相进料无导流板的环流分布器。

背景技术

塔器是石油和化工工业中广泛应用的一种气液、液液接触传质设备。近十几年来，填料塔的大型化和新型填料的应用意味着塔径和填料直径比增大和填料径向分布系数减小，因此初始不良分布转化为自然流分布将更为困难，这也正是现代填料塔技术更依赖于良好气液初始分布的一个重要原因。

大量的科学研究和工程应用都说明良好的气液初始分布是保证大型填料塔高效稳定操作的关键因素之一。因此，进料分布器的设计成为了大型塔器开发的核心问题。

为了满足新型填料塔大型化的良好气体初始分布要求，近十几年来，国内外许多学者都致力于这方面的研究。目前，最常用的进料分布器有双切向环流式、单切向环流式、双列叶片式等。其中，双切向环流式分布器因气体分布效果好、液沫夹带少等优点，是大型减压塔进料分布器的首选。目前应用的环流式分布器在内套筒的环形通道内都设置多个导流板，其目的在于实现气液分离。如专利CN 2273216Y流线式进料分布器，在环形流道内设置6~18个弧形导流板；专利CN 100404106C带防旋流挡板的进料分布器、CN201558566U一种进料分布器和CN 101837268A气体环流分布器，都在环形通道内设置数量不等的导流板。但对于高速运动的气液两相流(如炼油减压塔的高速转油线气液两相流)，流体依次被导流板剖分成多股流体，并被导向塔底，液体被导下塔底或沿塔壁流下，气体再折向上由内套筒流出，进入分布器上方空间。在这一过程中，高速运动的流体经过导流板时，多次改变流动方向，流体的湍动能在这一区域变化很大，流体在有导流板的环形通道内的能量损失，占整体能量耗散的90%以上，特别是靠近进口的前两块导流板，由于进料口和前两块导流板所处区域内流体流动形态复杂多变，不利于流体经过导流板后的流场均布，当流体速度比较高时，这种影响十分明显，而且高速流体冲击导流板常常引起振动破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种无导流板的环流进料分布器，其特点是在内套筒的环形通道内不设置导流板，高速气液两相进料通过无阻碍环形通道，在离心力作用下，实现气液分离。内套筒内侧加设防旋流挡板，该挡板的作用是阻止上升气体形成涡旋，同时进一步均化气体分布，并兼具捕集夹带液滴的功用。喇叭形导流盖板消除了上升气体在平盖板后形成的后台阶现象，避免了气体在塔壁附近的涡流，气体分布更加均匀。

本发明的目的通过以下措施来达到：

一种无导流板的环流进料分布器，包括进料管1、入口导流板2、内套筒3、导流盖板4、防旋流挡板5；导流盖板4与内套筒3和塔壁6形成一个顶部封闭、底部敞开的环形空间，防旋流挡板5设置在内套筒的内侧，与内套筒焊接，顶部与盖板喇叭口下端平齐，防旋流挡板5的数量不少于3个；进料管1为扩散管，在直管段出口加一个扩散管，扩张角为6°~8°的扩散段，扩散端出口与塔壁相焊接；入口导流板2为一对流线型导流板，在内套筒3和塔壁6之间焊接成人字形结构。

所述的内套筒3高度H比进料口1直径高200～400mm，内套筒3的宽度为其高度的1/2或略少，但不少于进料口直径的1/2。

所述的防旋流挡板在套筒内侧的宽度L为内套筒高H的三分之一到三分之二，挡板底部与内套筒平齐，或略高于内套筒，底边为直边或斜边，斜边角度为60°以内，斜边高度为内套筒高度H的三分之一到二分之一。

所述的导流盖板4为喇叭形导流板，导流盖板的导流角在30°~60°之间,导流盖板与塔壁的连接点高于与套筒的连接点。

所述的进料分布器是双切向进料分布器，所应用的进料口是单进料口或是双进料口。

所述的防旋流挡板在进料口两侧均匀分布为3～12个，上端与导流盖板下端平齐，下端与水平方向成0°～60°的夹角，与内套筒连接。

所述的防旋流挡板的形状是矩形或多边形。

高速气液两相混合物由进料管经入口导流板分成两股流体进入由塔壁、内套筒和盖板形成的环形通道，在离心力作用下，液体被导向塔底或沿塔壁流向塔釜，气体在分布器之下的塔底部空间转而向上，实现气液分离，由于高速气液两相流体在无阻碍的环形通道做离心运动，能量损失比有导流板的进料分布器降低40%左右。内套筒内侧加设防旋流挡板，该挡板的作用是阻止上升气体的旋流，同时进一步均化气体分布，并兼具捕集夹带液滴的功用。喇叭形的导流盖板消除了上升气体在平盖板后形成的后台阶现象，避免了气体在塔壁附近形成回流，气体分布更加均匀。

本发明的有益效果是高速气液两相流体流经无阻碍内套筒的环形通道，降低了压降，且能有效减小振动造成的破坏；喇叭形的导流盖板消除了上升气体在水平盖板后形成的后台阶现象，避免了气体在塔壁附近的涡流，气体分布更加均匀。

附图说明

图1一种无导流板的环流进料分布器结构示意图；

图2防旋流挡板安装位置示意图；

图3内套筒和盖板的结构尺寸图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例对本发明作进一步说明。

本发明的无导流板的环流进料分布器，主要结构包括进料管1、入口导流板2、内套筒3、导流盖板4、防旋流挡板5。上部盖板与内套筒形成一个顶部封闭、底部敞开的环形空间，防旋流挡板设置在内套筒的内侧，固定在内套筒上，同时也起到加强筋的作用。

如图1所示进料管1为扩散管，在扩散管的直管段出口加一个扩张角为6°~8°的扩散段，扩散端出口与塔壁相焊接。入口导流板2为一对流线型导流板，焊接成人字形结构。盖板5为喇叭形导流板，位于内套筒3的顶部，一端固定在塔壁6上，另一端固定在内套筒3上。防旋流挡板5设置在内套筒3的内侧，与内套筒焊接，顶部与盖板喇叭口下端平齐，防旋流挡板5的数量不少于3个，一般为3～12，对于双切向进料分布器，各挡板的尺寸相同，在进料口两侧均匀、对称分布。

如图2所示。防旋流挡板的形状可以是矩形，也可以是多边形等多种形式。

图3所示为内套筒和盖板的基本结构型式，内套筒3高度H比进料口1直径高200～400mm，内套筒3的宽度为其高度的1/2或略少，但不少于进料口直径的1/2。

防旋流挡板在套筒内侧的宽度L为内套筒高H的三分之一到三分之二，不小于300mm，挡板底部与内套筒平齐，或略高于内套筒，底边为直边或斜边，斜边角度为0°~60°，斜边高度为内套筒高度H的三分之一到二分之一。防旋流挡板5顶部与导流盖板4平齐。

从进料口1经入口导流板2分成两股流体进入由塔壁和内套筒、导流盖板形成的环形通道，在离心力作用下，液体被导向塔底或沿塔壁流向塔底，气体在分布器下部塔底空间转而向上，实现气液分离，由于高速气液两相流体在无阻碍的环形通道做离心运动，能量损失较有导流板的分布器降低40%左右。内套筒3内侧加设防旋流挡板5，该挡板的作用是阻止上升气体的旋流，同时进一步均化气体分布，并兼具捕集夹带液滴的功用。喇叭形的导流盖板4消除了上升气体在平盖板后形成的后台阶现象，避免了气体在塔壁附近形成回流，气体分布更加均匀。

本发明提出的无导流板的环流进料分布器，已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的结构和制造进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (8)

1.一种无导流板的环流进料分布器，包括进料管、入口导流板、内套筒、导流盖板、防旋流挡板；其特征是导流盖板与内套筒和塔壁形成一个顶部封闭、底部敞开的环形空间，防旋流挡板设置在内套筒的内侧，与内套筒焊接，顶部与盖板喇叭口下端平齐，防旋流挡板的数量不少于3个；进料管为扩散管，在直管段出口加一个扩散管，扩张角为6°~8°的扩散段，扩散端出口与塔壁相焊接；入口导流板为一对流线型导流板，在内套筒和塔壁之间焊接成人字形结构。

2.如权利要求1所述的分布器，其特征是所述的内套筒高度比进料口直径高200～400mm，内套筒的宽度为其高度的1/2或略少，但不少于进料口直径的1/2。

3.如权利要求1所述的分布器，其特征是所述的防旋流挡板在套筒内侧的宽度L为内套筒高H的三分之一到三分之二，挡板底部与内套筒平齐，或略高于内套筒，底边为直边或斜边，斜边角度为60°以内，斜边高度为内套筒高度H的三分之一到二分之一。

4.如权利要求1所述的分布器，其特征是所述的导流盖板为喇叭形导流板，导流角在30°~60°之间,导流盖板与塔壁的连接点高于与套筒的连接点。

5.如权利要求1所述的分布器，其特征是所述的进料分布器是双切向进料分布器，所应用的进料口是单进料口或是双进料口。

6.如权利要求1所述的分布器，其特征是所述的防旋流挡板上端与导流盖板下端平齐，下端与水平方向成0°～60°的夹角，与内套筒连接。

7.如权利要求1述的无导流板的环流进料分布器，其特征是所述的防旋流挡板的形状是矩形或多边形。

8.如权利要求1述的无导流板的环流进料分布器，其特征是所述的防旋流挡板在进料口两侧均匀分布，优选为3～12个。

Images