CN111215009A - 流体分布器及径向反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体分布器及径向反应器。流体分布器包括分布筒，所述分布筒的筒壁上形成有多个连通所述分布筒外部与所述分布筒内腔的流体分布通道；所述流体分布通道用于引导流体沿第一方向和与所述第一方向相交的第二方向流动。本发明提供的流体分布器及径向反应器，流体经流体分布通道的作用，沿第一方向和第二方向导向流动进入分布筒内腔或分布筒外部，因此，可实现流体在相交的两个方向上的分布，可加快流体分布速度，提高流体分布效率，从而使流体能更加均匀、快速地与催化填充物进行反应，进而提高了反应器的反应效率。

Description

流体分布器及径向反应器

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，特别是涉及一种流体分布器及径向反应器。

背景技术

反应器依据流体流动方向可分为轴向反应器和径向反应器，其中，径向反应器的流体流动方向与反应器的径向方向一致，径向反应器因具有流通截面面积大、流速小、流道短且具有压力降小的优势而被广泛应用。

径向反应器通常设置分布器来促使流体在反应器内分布均匀，现有径向反应器的分布器有鱼鳞片式和桥片式两种结构，均可以改善流体分布的均匀性，但是该两种方式在分布速度、分布效率上欠佳，从而影响了径向反应器的反应效率。

发明内容

基于此，有必要针对现有径向反应器的分布器在分布速度、分布效率上欠佳，从而影响径向反应器的反应效率的问题，提供一种改善上述问题的流体分布器及径向反应器。

一种流体分布器，包括分布筒，所述分布筒的筒壁上形成有多个连通所述分布筒外部与所述分布筒内腔的流体分布通道；所述流体分布通道用于引导流体沿第一方向和与所述第一方向相交的第二方向流动。

上述流体分布器，当流体进入分布筒外部或分布筒内腔时，流体经流体分布通道的作用，沿第一方向和第二方向导向流动进入分布筒内腔或分布筒外部，因此，可实现流体在相交的两个方向上的分布，可加快流体分布速度，提高流体分布效率，从而使流体能更加均匀、快速地与催化填充物进行反应，进而提高了反应器的反应效率。

在其中一个实施例中，所述第一方向为所述分布筒的轴向方向，所述第二方向为所述分布筒的周向方向。

在其中一个实施例中，所述流体分布器还包括多个翘片，所述分布筒开设有多个通孔；所述翘片包括固定端和自由端，每一所述固定端固定连接于对应一所述通孔的至少部分内壁，所述翘片与所述分布筒的筒壁之间具有切向夹角，每一所述自由端与对应一所述通孔的内壁之间形成所述流体分布通道。

在其中一个实施例中，所述翘片的所述自由端沿所述第一方向或第二方向的两侧，与对应一所述通孔的内壁之间形成所述流体分布通道的至少部分。

在其中一个实施例中，所述翘片和所述通孔通过在所述分布筒的筒壁的第一预设位置处共同冲压成型。

在其中一个实施例中，所述切向夹角角度范围为15°～75°。

在其中一个实施例中，所述翘片的所述自由端的形状为弧形；

优选的，所述翘片的所述自由端的形状为半圆形或椭圆形。

在其中一个实施例中，所述流体分布器还包括内多孔筒，所述内多孔筒套设于所述分布筒靠近所述翘片的所述自由端的一侧。

在其中一个实施例中，所述翘片的所述自由端设有抵接平台，所述抵接平台与所述内多孔筒的筒壁抵接。

在其中一个实施例中，所述抵接平台由所述自由端的至少部分折弯形成。

在其中一个实施例中，所述分布筒上还设有多个凸部，多个凸部与多个所述翘片间隔设置；所述凸部向所述内多孔筒一侧凸起，且所述凸部的顶部与所述内多孔筒的筒壁抵接。

在其中一个实施例中，所述凸部通过在所述分布筒的筒壁的第二预设位置处冲压成型。

在其中一个实施例中，所述流体分布器还包括外筒，所述外筒套设于所述分布筒背离所述翘片的所述自由端的一侧。

一种径向反应器，包括上述的流体分布器。

附图说明

图1为现有一径向反应器的部分结构示意图；

图2为现有另一径向反应器的部分结构示意图；

图3为本发明一实施例中的径向气流分布器的结构示意图；

图4为图1所示的径向气流分布器的部分结构示意图；

图5为图1所示的径向气流分布器中的部分结构剖视图；

图6为图1所示的径向气流分布器的另一视角的结构示意图；

图7为本发明另一实施例中的径向气流分布器的的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。

还应当理解的是，在解释元件时，尽管没有明确描述，但元件解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

为了便于理解本发明的技术方案，在详细展开说明之前，首先对现有径向反应器进气说明。

如图1所示，该径向反应器包括外筒体1、多孔筒2、鱼鳞筒3及丝网4，丝网4内部设有催化填充物。其中，鱼鳞筒3上开设有多个条状鱼鳞孔31，流体在进入条状鱼鳞孔31后，切向流入丝网3内的催化填充物中，相对于设置径向通孔，流体直接冲入催化填充物还没来得及散开就通过了催化填充物，基本消除了催化剂的气流死角区，改善了流体分布的均匀性。

如图2所示，另一种径向反应器包括桥板5，桥板5开设有通孔6，通孔6上覆盖有凸出的折弯片7，气流在经过通孔6时需要进行转弯，气流在转弯过程中，会进行二次分布，且相邻的通孔6流出的气流会进行相互撞击，使气流相互混合，以改善流体分布的均匀性。

上述两种方式均能改善流体分布的均匀性，但研究人员在实际应用中发现，受鱼鳞孔31及通孔6的形状限制，上述两种方式在分布速度、分布效率上欠佳，从而影响了反应器的反应效率。

因此，需要提供一种不仅能提升气体分布均匀性且能提高分布效率的径向反应器。

图3示出了本发明一实施例中的流体分布器的结构示意图；图4示出了图1所示的的流体分布器的部分结构示意图；为便于描述，附图仅示出了与本发明实施例相关的结构。

流体分布器100包括分布筒10，分布筒10的筒壁11上形成有多个连通分布筒10外部与分布筒10内腔的流体分布通道12，流体分布通道12用于引导流体沿第一方向和与第一方向相交的第二方向流动。

如此，当流体进入分布筒10外部或分布筒10内腔时，流体经流体分布通道12的作用，沿第一方向和第二方向导向流动进入分布筒10内腔或分布筒10外部，因此，可实现流体在相交的两个方向上的分布，加快了流体分布速度，提高了流体分布效率，从而使流体能更加均匀、快速地与催化填充物进行反应，进而提高了反应器的反应效率。

在具体一实施例中，流体从分布筒10外部通过流体分布通道12流进分布筒10内腔。在其他实施例中，流体也可以从分布筒10内腔通过流体分布通道12流进分布筒10外部，在此不作限制。

在一些实施例中，第一方向为分布筒10的轴向方向，第二方向为分布筒10的周向方向。如此，可更进一步地加快流体径向进入催化填充物中。

请参阅图4和图5，进一步地，流体分布器100还包括多个翘片20，分布筒10开设有多个通孔13，翘片20包括固定端21和自由端22，每一固定端21固定连接于对应一通孔13的至少部分内壁，翘片20与分布筒10的筒壁11之间具有切向夹角α，每一自由端22与对应一通孔13的内壁之间形成流体分布通道12。通过在分布筒10的通孔13处设置翘片20，以翘片20与分布筒10的通孔13之间的设置形式形成流体分布通道12的结构简单稳定。

需要指出的是，翘片20的自由端22可包括除固定端21以外的所有翘片20的部分。

还需要指出的是，翘片20与分布筒10的筒壁11之间的切向夹角是指，翘片20的固定端21与分布筒10的筒壁11的圆弧交接处的切线与翘片20之间的夹角。在一些实施例中，该切向夹角α的角度分为为15°～75°。

在一些实施例中，翘片20的自由端22沿第一方向或第二方向的两侧与对应一通孔13的内壁之间形成流体分布通道12的至少部分。

具体地，翘片20的自由端22沿分布筒10的轴向方向的两侧及沿周向方向的一侧与通孔13的内壁之间共同形成流体分布通道12。也就是说，流体经翘片20可实现在轴向方向或周向方向上的两个相反的方向上流动，可加快流体分布。

在一些实施例中，翘片20和通孔13通过在分布筒10的筒壁11的第一预设位置处共同冲压成型。使用冲压成型的方式简单，且翘片20与分布筒10的筒壁11之间连接可靠，提升了翘片20的强度。在具体实施过程中，如图6所示，分布筒10是由分布板卷制成型，在卷制成型之前，先在分布板上的第一预设位置处进行冲压成型翘片20和通孔13。

在一些实施例中，翘片20的自由端22的形状为弧形。优选的，翘片20的自由端22的形状为半圆形或半椭圆形。如此，流体在经过翘片20后因流体方向的间隔，而进行相互撞击，使气流相互混合，以分布的更加均匀。在一些实施例中，翘片20的形状可以为半腰形。

到具体一实施例中，可设置分布筒10的厚度范围为0.5毫米～20毫米，翘片20沿纵长方向的尺寸范围为1毫米～15毫米，翘片20与分布筒10的筒壁11之间的间隙尺寸范围为0.5毫米～10毫米。相邻两个翘片20之间沿周向方向的间距范围为30毫米～500毫米，相邻两个翘片20之间沿轴向方向的间距范围为30毫米～200毫米。

如图7所示，在一些实施例中，流体分布器100还包括内多孔筒30，内多孔筒30套设于分布筒10靠近翘片20的自由端22的一侧。如此，可在内多孔筒30与分布筒10之间形成环隙空间，该环形空间对流体起到二次分布的作用。另外，由于翘片20的自由端22位于分布筒10与内多孔筒30之间，故对环隙空间中的流体起到了扰动作用，特别是在自由端22呈弧形时，更有利于扰动使流体分布均匀。

请再次参阅图5，进一步地，翘片20的自由端22设有抵接平台221，抵接平台221与内多孔筒30的筒壁抵接。如此，可对内多孔筒30起到支撑作用，提高了内多孔筒30的强度。

具体地，抵接平台221由至少部分自由端22折弯形成。如此，可简化翘片20的结构，并且翘片20的自由端22折弯，可使气流在通过该处时转弯，在转弯过程中，会进行二次分布，故有利于流体分布均匀。

请再次参阅图4，在一些实施例中，分布筒10上还设有多个凸部14，多个凸部14与多个翘片20间隔设置，凸部14向内多孔筒30一侧凸起，且凸部14的顶部与内多孔筒30的筒壁抵接。设置凸部14可对内多孔筒30起到支撑作用，进一步提高了内多孔筒30的强度。具体地，凸部14可呈圆柱型。更具体地，凸部14的直径尺寸范围为8毫米～30毫米，高度范围范围为1毫米～30.5毫米。

进一步地，凸部14通过在分布筒10的筒壁11的第二预设位置处冲压成型。此设置方式简单，且凸部14强度高。

请再次参阅图7，在一些实施例中，流体分布器100还包括外筒40，外筒40套设于分布筒10背离翘片20的自由端22的一侧。外筒40与分布筒10之间形成流通通道，以促使流体快速且集中地向分布筒10流动。

在一优选的实施例中，流体分布器100包括由内向外依次设置的内多孔筒30、分布筒10及外筒40。此设置方式简单、阻力小且制造成本低，同时因占用空间小，故相应提高了催化填充物的装填系数。在其他实施例中，内多孔筒30、分布筒10及外筒40也可以由外向内依次设置。

基于上述流体分布器100，本发明还提供一种径向反应器，包括上述的流体分布器100。

在一些实施例中，径向反应器还包括催化填充物，该催化填充物填充于分布筒10设有翘片20的自由端22的一侧。进一步地，催化填充物填充于内多孔筒30背离分布筒10的一侧。

如此，当流体进入至径向反应器的分布筒10外部或分布筒10内腔时，流体经流体分布通道12的作用，沿第一方向和第二方向导向流动进入分布筒10内腔或分布筒10外部，因此，可实现流体在相交的两个方向上的分布，加快了流体分布速度，提高了流体分布效率，从而使流体能更加均匀、快速地与催化填充物进行反应，进而提高了反应器的反应效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种流体分布器，其特征在于，包括分布筒，所述分布筒的筒壁上形成有多个连通所述分布筒外部与所述分布筒内腔的流体分布通道；

所述流体分布通道用于引导流体沿第一方向和与所述第一方向相交的第二方向流动。

2.根据权利要求1所述的流体分布器，其特征在于，所述第一方向为所述分布筒的轴向方向，所述第二方向为所述分布筒的周向方向。

3.根据权利要求1所述的流体分布器，其特征在于，所述流体分布器还包括多个翘片，所述分布筒开设有多个通孔；

所述翘片包括固定端和自由端，每一所述固定端固定连接于对应一所述通孔的至少部分内壁，所述翘片与所述分布筒的筒壁之间具有切向夹角，每一所述自由端与对应一所述通孔的内壁之间形成所述流体分布通道。

4.根据权利要求3所述的流体分布器，其特征在于，所述翘片的所述自由端沿所述第一方向或第二方向的两侧，与对应一所述通孔的内壁之间形成所述流体分布通道的至少部分。

5.根据权利要求3所述的流体分布器，其特征在于，所述翘片和所述通孔通过在所述分布筒的筒壁的第一预设位置处共同冲压成型。

6.根据权利要求3所述的流体分布器，其特征在于，所述切向夹角角度范围为15°～75°。

7.根据权利要求3所述的流体分布器，其特征在于，所述翘片的所述自由端的形状为弧形；

优选的，所述翘片的所述自由端的形状为半圆形或椭圆形。

8.根据权利要求1所述的流体分布器，其特征在于，所述流体分布器还包括内多孔筒，所述内多孔筒套设于所述分布筒靠近所述翘片的所述自由端的一侧。

9.根据权利要求8所述的流体分布器，其特征在于，所述翘片的所述自由端设有抵接平台，所述抵接平台与所述内多孔筒的筒壁抵接。

10.根据权利要求9所述的流体分布器，其特征在于，所述抵接平台由所述自由端的至少部分折弯形成。

11.根据权利要求8所述的流体分布器，其特征在于，所述分布筒上还设有多个凸部，多个凸部与多个所述翘片间隔设置；

所述凸部向所述内多孔筒一侧凸起，且所述凸部的顶部与所述内多孔筒的筒壁抵接。

12.根据权利要求11所述的流体分布器，其特征在于，所述凸部通过在所述分布筒的筒壁的第二预设位置处冲压成型。

13.根据权利要求1所述的流体分布器，其特征在于，所述流体分布器还包括外筒，所述外筒套设于所述分布筒背离所述翘片的所述自由端的一侧。

14.一种径向反应器，其特征在于，包括如权利要求1～13任一项所述的流体分布器。

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