CN105363391B - 用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，涉及流化床反应器。它包括多管式气体分布器，多管式气体分布器由主进气管和多路支进气管、导流杆组成。多路支进气管相互并列排列，每路支进气管与主进气管垂直交叉连接，并与主进气管相互贯通。导流杆设置在支进气管内部，导流杆上部呈倒圆锥形，导流杆下部穿过主进气管与螺栓相连，螺栓与支进气管通过螺纹相连。导流杆顶部采用倒圆锥形设计，可有效防止漏料；导流杆可自由升降，可解决气体分布板局部物料堵塞；导流杆可自由拆卸，清洗与改造方便，灵活性增强；导流杆设置于分布器进气管内部，耐磨性增强；分布器处于流化床反应器外部，在氯气作用下的耐腐蚀性增强。

Description

用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构
技术领域
本发明涉及流化床反应器，具体涉及一种用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构。
背景技术
分布器又称分布板、布风板，是流态化装置的基本部件之一。它的主要作用是使进入流化床中心的流体沿床断面均匀分布，不致使床层出现死床区，同时它还能在停止操作时，支撑床中物料，使不致漏入预分布器或风箱中。分布器设计的是否合适，是流态化操作成败的关键之一。
现今低温氯化氯化炉的分布板采用多孔板型设计，这是一种最简单的结构形式，易于操作，但其最大的问题是当床层停止操作时，颗粒会经小孔落入预分布器或风箱中，且该种结构分布板不利于装备大型化的操作。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术中的不足，提供一种用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，以解决流化过程中漏料和堵料的问题，并可降低出口流速，减少磨损，增强分布板的耐磨性和耐腐蚀性。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，它包括多管式气体分布器，所述多管式气体分布器由主进气管和多路支进气管、导流杆组成。所述多路支进气管相互并列排列，每路支进气管与主进气管垂直交叉连接，并与主进气管相互贯通。所述导流杆设置在支进气管内部，导流杆上部呈倒圆锥形，导流杆下部穿过主进气管与螺栓相连，螺栓与支进气管通过螺纹相连。
作为优选，用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，它还包括流化床反应器，所述支进气管直接与流化床反应器的底部相连，物料直接与流化床反应器底部接触，多管式气体分布器不承担物料重量。
作为优选，所述导流杆上部倒圆锥形顶角α为15°～25°，导流杆倒圆锥形底部距支进气管内壁的水平距离为1～1.5mm。
作为优选，所述导流杆倒圆锥形底部距流化床反应器的底部的垂直距离为10-20mm。
作为优选，所述主进气管的内径为Db，所述支进气管的内径为Ds，所述主进气管内径Db与支进气管内径Ds之比Db/Ds＝5:1。
作为优选，所述倒圆锥形底部的内径为Dm，所述导流杆的内径为Dn，倒圆锥形底部内径Dm与导流杆内径Dn之比Dm/Dn＝2:1～5:1。
作为优选，所述多管式气体分布器的开孔率为0.75％～1％，开孔率是指所有支进气管与流化床反应器底部接触的开孔面积占流化床反应器底部的整个面积的比值。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
1)本发明的分布器主要针对氯化炉使用，氯化炉中氯气在高温下有很强的腐蚀性，现有技术的分布器因处于氯化炉内部，在氯气腐蚀及物料磨损下，使用寿命有限，无法满足连续生产的需要；而本发明的分布器采用多管式结构，进气管直接与炉底相连，分布器主体处于氯化炉外部，大大增强了分布板的耐磨性和耐腐蚀性。
2)多管式分布器的主要优点是不支撑床层重量，因此机械强度较高，在高温床中，热膨胀的问题容易解决，不存在预分布器与床层之间的密封问题。
3)分布器进气管内部导流杆采用倒圆锥形设计，使分布器进气管内部存在速度梯度，可有效防止漏料。
4)通过旋转下部螺栓可调节导流杆高度，可解决气体分布器局部物料堵塞。
5)导流杆不与分布器进气管相连，可自由拆卸，清洗与改造方便，灵活性增强。
6)本发明的分布器，通过调节倒圆锥形的锥度可改变分布器的开孔率，使设计柔韧性增强。
7)本发明的分布器能广泛适用于气固流化床、气液固流化床，尤其适用于存在腐蚀性气体的流化床。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构剖视示意图；
图2是本发明实施例一的立体结构示意图；
图3是本发明实施例一的局部俯视图。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例一：
如图1-3所示，用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，它包括：多管式气体分布器，所述多管式气体分布器由主进气管2和多路支进气管3、导流杆4组成。所述多路支进气管3相互并列排列，每路支进气管3与主进气管2垂直交叉连接，并与主进气管2相互贯通。所述导流杆4设置在支进气管3内部，导流杆4上部呈倒圆锥形，所述倒圆锥形顶角α为15°～25°，倒圆锥形底部距支进气管3内壁的水平距离为1～1.5mm，倒圆锥形底部内径Dm与导流杆4内径Dn的比值为Dm/Dn＝2:1～5:1。所述导流杆4下部穿过主进气管2与螺栓6相连，螺栓6与支进气管3通过螺纹相连。
作为优选，本实施例它还包括流化床反应器1，所述支进气管3直接与流化床反应器1的底部相连。物料5直接与流化床反应器1底部接触，多管式气体分布器不承担物料5重量。所述导流杆4倒圆锥形底部距流化床反应器1的底部的垂直距离为10-20mm。
作为优选，所述主进气管2的内径为Db，所述支进气管3的内径为Ds，所述主进气管2内径Db与支进气管3内径Ds之比Db/Ds＝5:1，在实际生产应用中可根据需要进行变动。所述多管式气体分布器的开孔率为0.75％～1％。
本实施例采用多管式并列进气结构，确保气流分布更加均匀，同时在多管式气体分布器的支进气管3内设置导流结构，以解决流化过程中漏料和堵料的问题。多管式分布器由主进气管2、支进气管3和导流杆4组成，主进气管2与支进气管3的排列方式为方形排列。多管式气体分布器的主要优点是不支撑床层重量，因此机械强度较高，在高温床中，热膨胀的问题容易解决，不存在预分布器与床层之间的密封问题，这在高温操作时尤为重要。还有漏料少、压降低，流体能以不同方向进入床层中，适于在不同层面加入流体以及颗粒可以穿过分布器运动等优点。导流杆4采用倒圆锥形结构设计，以防止漏料，并可降低出口流速，减少磨损。
实施例二：
本实施例是才采用实施例一所述的装置进行流化反应，流化床反应器1的床内径为260mm的，在底部安装实施例一所述的多管式气体分布器，在高温状态下，进行氯化反应生产四氯化钛。
1)氯化过程所用原料。高钛渣(粒度：40～120目)、石油焦(粒度：10～40目)、氯气、氮气。
2)氯化过程实验条件。实验过程调节石油焦与高钛渣配比为1/4～1/3，氮气与氯气配比为1/5～1/3；实验温度为900～1000℃；流化床反应器表观气速控制在0.45～0.55m/s。
3)连续运行8～24小时情况。通过压差变送器及U型压力计观察发现压差仅存在小范围波动，无明显增长现象，始终保持在4kPa～5kPa之间，表明分布板无堵塞现象；停炉后观察，分布板所有进气管无堵塞现象，仅有少量物料漏入进气管，且进气管及导流杆不存在磨损及腐蚀现象。
结果表明，在多管式气体分布器进气管内设置导流结构后未观测到生产运行的操作问题和对产品的不利影响。在保证流化床反应器表观气速相对稳定的条件下均可安全稳定运行，并且提高了分布板在高温下的耐磨性和耐腐蚀性。同时表明在使用本发明的分布板后，防漏料与抗堵塞能力大大增强，氯化炉停炉检查时未发现分布板进气管堵塞。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，其特征在于它包括：多管式气体分布器，所述多管式气体分布器由主进气管(2)和多路支进气管(3)、导流杆(4)组成；所述多路支进气管(3)相互并列排列，每路支进气管(3)与主进气管(2)垂直交叉连接，并与主进气管(2)相互贯通；所述导流杆(4)设置在支进气管(3)内部，导流杆(4)上部呈倒圆锥形，导流杆(4)下部穿过主进气管(2)与螺栓(6)相连，螺栓(6)与支进气管(3)通过螺纹相连，通过旋转下部螺栓(6)可调节导流杆(4)的高度；它还包括流化床反应器(1)，所述支进气管(3)直接与流化床反应器(1)的底部相连，所述导流杆(4)倒圆锥形顶角α为15°～25°，导流杆(4)倒圆锥形底部距支进气管(3)内壁的水平距离为1～1.5mm。
2.根据权利要求1所述的用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，其特征在于：所述导流杆(4)倒圆锥形底部距流化床反应器(1)的底部的垂直距离为10-20mm。
3.根据权利要求1所述的用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，其特征在于：所述主进气管(2)的内径为Db，所述支进气管(3)的内径为Ds，所述主进气管(2)内径Db与支进气管(3)内径Ds之比Db/Ds＝5:1。
4.根据权利要求1所述的用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，其特征在于：所述倒圆锥形底部的内径为Dm，所述导流杆(4)的内径为Dn，倒圆锥形底部内径Dm与导流杆内径Dn之比Dm/Dn＝2:1～5:1。
5.根据权利要求1所述的用于流化床反应器的多管式气体分布器的导流结构，其特征在于：所述多管式气体分布器的开孔率为0.75％～1％。
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