CN111701540A - 鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，包括进口径向流分布器和出口径向流分布器，进口径向流分布器和出口径向流分布器至少一个为组合式径向流分布器；组合式径向流分布器包括鼓泡板、槽孔板、支撑环；鼓泡板设有若干鼓泡，在同一行相邻两个鼓泡之间设有分布小孔，槽孔板设有多行槽孔；鼓泡板与槽孔板卷制成同心圆的圆柱状，槽孔板一侧与鼓泡板的鼓泡接触使每一行槽孔位于鼓泡板相邻两行鼓泡之间，另一侧与催化剂或其它固体粒子接触。本发明还公开了一种设有鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器的径向流反应器。本发明鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器可应用于径向流(或轴径向流)固体催化反应器中，操作弹性大，流体分布效果好。

Description

鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器

技术领域

本发明涉及径向流或轴径向流固定床反应器流体流动控制的关键部件，具体涉及一种鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，该径向流分布器零部件少、结构简单、流体分布效果好、通流截面积大、阻力低。

背景技术

流体分布器一般有两种结构，一种是轴向流分布器，另一种是径向流分布器。相对于轴向流分布器，径向流分布器流体通过床层的路径短、流通面积大、阻力低、能耗低。氨合成、甲醇合成、一氧化碳变换、加氢等固定床反应器中，常采用径向流分布器，采取小粒度高活性催化剂，提高催化剂的利用率和反应进程，有利于降低系统的能耗。

目前常见的径向流(或轴径向流)分布器结构较复杂，一般与催化剂或其它固体粒子接触面采取丝网隔离，避免催化剂或其它固体粒子漏入分布器，如两段径向并联换热式氨合成塔(CN1060636A)、轴径向增产节能型氨合成塔(CN2067707U)、多向侧流径向固定床反应器(CN201493098U)、托普索S-100型氨合成塔，但丝网安全可靠性差，长周期高温运行工况下存在风险；有的径向流(或轴径向流)分布器采取约翰逊网与催化剂或其它固体粒子隔离，如托普索S-200/S-300型氨合成塔，但约翰逊网结构精细，与流体分布孔板的结合难度高，设备投资、制造成本高；有的径向流(或轴径向流)分布器分布小孔直接与催化剂接触，分布小孔所开的孔为圆孔，易被大颗粒催化剂或其它固体粒子将孔堵死，造成分布效果差、流动阻力高、能耗高的不利结果。

发明内容

鉴于上述技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构合理、安全可靠、径向流行分布均匀、通流面积大的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，包括进口径向流分布器和出口径向流分布器，所述的进口径向流分布器和出口径向流分布器至少一个为组合式径向流分布器；所述的组合式径向流分布器包括鼓泡板1、槽孔板2、支撑环3，所述的鼓泡板1和槽孔板2通过多个支撑环3连接以提高组合式径向流分布器的强度，增强分布器承受流体的冲击能力；所述的鼓泡板1设有若干鼓泡4，在同一行相邻两个鼓泡之间设有分布小孔5，所述的槽孔板2设有多行槽孔6；所述的鼓泡板1与槽孔板2卷制成同心圆的圆柱状，槽孔板2的一侧与鼓泡板1的鼓泡4接触使每一行槽孔6位于鼓泡板1相邻两行鼓泡4之间或位于鼓泡与支撑环之间，另一侧与催化剂或其它固体粒子接触。

优选的，所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器包括进口径向流分布器和出口径向流分布器，所述的进口径向流分布器和出口径向流分布器均为组合式径向流分布器；流体首先径向(或轴径向)通过进口径向流分布器中鼓泡板的分布小孔5、鼓泡板1与槽孔板2的空间、槽孔板上的槽孔6，随之径向进入催化剂床层或其它粒子床层，然后径向离开组合式出口径向流分布器槽孔板上的槽孔6、槽孔板与鼓泡板的空间、鼓泡板上的分布小孔5。

或所述的进口径向流分布器为组合式径向流分布器，所述的出口径向流分布器为槽孔板卷制成的圆柱状分布器；流体通过进口径向流分布器鼓泡板上的分布小孔、槽孔板上的槽孔，径向进入催化剂床层或其它粒子床层，然后径向离开出口径向流分布器槽孔板上的槽孔。

或所述的进口径向流分布器为槽孔板卷制成的圆柱状分布器，所述的出口径向流分布器为组合式径向流分布器。流体通过进口径向流分布器槽孔板上的槽孔，径向进入催化剂床层或其它粒子床层，然后径向离开出口径向流分布器槽孔板上的槽孔、鼓泡板上的分布小孔。

所述的槽孔板卷制成的圆柱状分布器是先将槽孔板通过焊接拼接成一个短节圆筒，短节圆筒与短节圆筒之间通过环向焊缝或者通过支撑环的焊接焊接成一体。

组合式径向流分布器中，所述的鼓泡板1和槽孔板2上、下端之间分别通过支撑圈、封头、平板等焊接固定，鼓泡板1和槽孔板2中间通过若干支撑环3匹配性焊接固定，相邻两个支撑环3的间距为300～3000mm。

所述的进口径向流分布器和出口径向流分布器底端之间通过封头或平板固定，顶部一般开口或通过平板固定。

所述的出口径向流分布器内侧为由鼓泡板或槽孔板卷制成用于汇集流体的中心管11，中心管11上端封闭避免流体走近路，中心管11上部不开孔，不开孔的长度为催化剂床层或其他粒子层高度的5～10％，避免由于催化剂或其他粒子沉降或其它因素导致流体走近路，中心管11下端伸出出口径向流分布器，伸出出口径向流分布器部分的中心管11侧壁不开孔。

作为本发明所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器的进一步优选技术方案，所述的支撑环3设有加强圈7，加强圈7伸入催化剂层或其他粒子层接触催化剂或其他粒子通过支撑环增设加强圈，能够增强分布器的强度，从而适应不同工况的苛刻波动要求。

所述的鼓泡板1的鼓泡4、分布小孔5采取冲压成型。

所述的鼓泡4呈圆泡状或椭圆泡状，鼓泡4的高度为2～10mm，考虑鼓泡板与槽孔板之间空腔内流体的流速、加工合理性以及成本，鼓泡4的高度优选为3～6mm。相邻两行鼓泡的距离可以根据对应槽孔的长度调整，确保槽孔板的槽孔位于鼓泡板相邻两行鼓泡之间避免鼓泡直接与槽孔接触；同行相邻两个鼓泡之间的距离没有严格要求，一般为20～200mm。

若分布小孔5直径越大，则小孔数量越少，则会影响流体的分布；若分布小孔5直径越小，则小孔数量越多，虽然利于流体的分布，但是不易加工，且小孔分布太密也会导致无法避开鼓泡的位置。因此，所述的分布小孔5的直径为1～15mm，优选为2～10mm。鼓泡板的分布小孔位于槽孔板对应相邻两行槽孔之间。

所述的槽孔板2的槽孔6采用冲压成型。

所述的槽孔6为长条形槽孔，槽孔6的径向切面呈方形或V形，V形开口窄面接触催化剂或其它固体粒子。长方形孔槽通流面积大、流体阻力小，且槽孔板与催化剂或其它固体粒子摩擦力小，有效避免因操作波动摩擦力高带来的危险，结构安全可靠。

所述的长条形槽孔6的长度一般为20～200mm，与接触催化剂或其它粒子接触一侧的槽孔宽度小于催化剂或其它粒子粒径，优选为0.4～0.6倍粒径，通流面积大，流体阻力低，且槽孔板与催化剂或其它固体粒子间的摩擦力小，有效避免因操作波动摩擦力高带来的危害。

本发明的另一个目的是提供一种径向流反应器，包括承压壳体8，在所述的承压壳体8顶部设有进口管9，进口管9出料端设有分布器10，在所述的承压壳体8底部设有出口管12；在承压壳体8内设有本发明所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，进口径向流分布器13与承压壳体8内壁之间留有环隙，在进口径向流分布器13和出口径向流分布器14之间装填催化剂或其他粒子；所述的出口径向流分布器14内侧形成汇集流体的中心管11，中心管11上端封闭避免流体走近路，中心管11下端伸出鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器并与出口管12连接，伸出鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器部分的中心管11侧壁不开孔。

所述的中心管11上部不开孔，不开孔的长度为催化剂床层或其他粒子层高度的5～10％，避免由于催化剂或其他粒子沉降或其它因素导致流体走近路。

本发明的有益效果：

本发明组合式径向流分布器中，鼓泡板与槽孔板之间提供流体的流动空间，有效降低了分布器的流动阻力。鼓泡板上的分布小孔位于对应槽孔板的相邻两行槽孔之间，流体平稳通过槽孔进入催化剂床层或其它粒子床层，提高流体的分布均匀度，同时避免分布小孔的高速气流直接冲击催化剂床层或其它粒子床层带来的如催化剂或粒子粉化等现象。

本发明鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器使用范围宽，可应用于径向流(或轴径向流)固体催化反应器中，操作弹性大，流体分布效果好，设备结构简单，运行安全可靠。

本发明鼓泡板的鼓泡和分布小孔、槽孔板的槽孔均冲压成型，精度高，两部件尺寸匹配性强，通过加工的支撑环相连，制造加工方便，尺寸误差小，能够满足流体设计计算的高标准要求。

附图说明

图1为鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器的结构示意图；

图2为进口径向流分布器的结构示意图；

图3为出口径向流分布器的结构示意图；

图4为实施例1组合式径向流分布器的结构示意图；

图5为鼓泡板的结构示意图；

图6为槽孔板的结构示意图；

图7为图6的A-A向剖面图；

图8为实施例3组合式径向流分布器的结构示意图；

图9为径向流反应器的结构示意图。

图中：1-鼓泡板；2-槽孔板；3-支撑环；4-鼓泡；5-分布小孔；6-槽孔；7-加强圈；8-承压壳体；9-进口管；10-分布器；11-中心管；12-出口管；13-进口径向流分布器；14-出口径向流分布器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

如图1-图7所示，一种鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，包括进口径向流分布器13和出口径向流分布器14，所述的进口径向流分布器13和出口径向流分布器14均为组合式径向流分布器；所述的组合式径向流分布器包括鼓泡板1、槽孔板2、支撑环3，所述的鼓泡板1和槽孔板2之间通过多个支撑环3焊接连接，相邻两个支撑环3的间距为300～3000mm；所述的鼓泡板1设有若干鼓泡4，在同一行相邻两个鼓泡之间设有分布小孔5，所述的槽孔板2设有多行槽孔6；所述的鼓泡板1与槽孔板2卷制成同心圆的圆柱状，槽孔板2的一侧与鼓泡板1的鼓泡4接触使每一行槽孔6位于鼓泡板1相邻两行鼓泡4之间或位于鼓泡与支撑环之间，另一侧与催化剂或其它固体粒子接触。所述的出口径向流分布器14内侧为由鼓泡板卷制成用于汇集流体的中心管11，中心管11上端封闭，中心管11上部不开孔，不开孔的长度为催化剂床层或其他粒子层高度的5～10％，中心管11下端伸出出口径向流分布器，伸出出口径向流分布器部分的中心管11侧壁不开孔。

具体的，进口径向流分布器13中鼓泡板位于同心圆的外侧，槽孔板位于同心圆的内侧；出口径向流分布器14中鼓泡板位于同心圆的内侧，槽孔板位于同心圆的外侧；进口径向流分布器13和出口径向流分布器14之间装填催化剂或其它固体粒子，槽孔板直接接触催化剂或其它固体粒子。

鼓泡板和槽孔板采用标准宽度为1220mm钢板冲压成型。鼓泡板和槽孔板分别通过焊接拼接成短节圆筒，短节圆筒与短节圆筒之间通过环向焊缝焊接成一体，

所述的槽孔6为长条形槽孔，槽孔6的径向切面呈方形，即槽孔6为矩形孔，长条形槽孔6的长度为20～200mm，可以根据实际工况调整槽孔长度，与接触催化剂或其它粒子接触一侧的槽孔宽度为0.4～0.6倍粒径。

所述的鼓泡4呈圆泡状或椭圆泡状，鼓泡4的高度为6mm；所述的分布小孔5的直径为6mm。相邻两行鼓泡的距离根据对应槽孔的长度调整，确保槽孔板的槽孔位于鼓泡板相邻两行鼓泡之间或位于鼓泡与支撑环之间避免鼓泡直接与槽孔接触；同行相邻两个鼓泡之间的距离没有严格要求，一般为20～200mm。

本实施例鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器采用床层进出口分布小孔双侧补偿压差的方式对流体进行控制，流体的流动方向：流体首先径向(或轴径向)通过进口径向流分布器中鼓泡板的分布小孔5、鼓泡板1与槽孔板2的空间、槽孔板上的槽孔6，随之径向进入催化剂床层或其它粒子床层，然后径向离开组合式出口径向流分布器槽孔板上的槽孔6、槽孔板与鼓泡板的空间、鼓泡板上的分布小孔5。

实施例2

在实施例1的基础上，调整槽孔板的槽孔：槽孔6为长条形槽孔，槽孔6的径向切面呈V形，V形开口窄面接触催化剂或其它固体粒子。

本实施例鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器中，流体的流动方向：流体首先径向(或轴径向)通过进口径向流分布器中鼓泡板的分布小孔5、鼓泡板1与槽孔板2的空间、槽孔板的槽孔V形开口宽面径向进入催化剂或其它固体粒子床层，然后径向从出口径向流分布器槽孔板的槽孔V形开口窄面离开催化剂或其它固体粒子床层。

流体经过进口径向流分布器中槽孔板的V型通道，流体的流速递增，最后经出口径向流分布器中槽孔板的V型通道，流体的流速递减，通过槽孔V形设计，使流体有序流动，减少了流体的紊乱状态，从而降低了流体的阻力降。

采用本实施例槽孔，不仅流体流通面积大，而且结构强度更高，适应不同工况下的波动要求。

实施例3

在实施例1的基础上，如图8所示，在所述的支撑环3上增设加强圈7；其中，进口径向流分布器中的加强圈、出口径向流分布器中的加强圈均伸入催化剂层或其他粒子层接触催化剂或其他粒子。

本实施例通过增设加强圈，可以增强分布器的强度，使其能够适应不同工况的苛刻波动要求。

实施例4

在实施例1的基础上，调整鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器的进口径向流分布器14为槽孔板卷制成的圆柱状分布器。

所述的槽孔板采用标准宽度为1220mm钢板冲压成型。

所述的槽孔板卷制成的圆柱状分布器是先将槽孔板通过焊接拼接成一个短节圆筒，短节圆筒与短节圆筒之间通过环向焊缝或者通过支撑环的焊接焊接成一体。

本实施例鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器采取床层进出口分布小孔单侧补偿压差的方式对流体进行控制，流体的流动方向：流体首先径向(或轴径向)通过进口径向流分布器中槽孔板上的槽孔6，随之径向进入催化剂床层或其它粒子床层，然后径向离开组合式出口径向流分布器槽孔板上的槽孔6、槽孔板与鼓泡板的空间、鼓泡板上的分布小孔5。

实施例5

在实施例1的基础上，调整鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器的出口径向流分布器14为槽孔板卷制成的圆柱状分布器，出口径向流分布器内侧为由槽孔板卷制成用于汇集流体的中心管11，中心管11上端封闭，中心管11上部不开孔，不开孔的长度为催化剂床层或其他粒子层高度的5～10％，中心管11下端伸出出口径向流分布器，伸出出口径向流分布器部分的中心管11侧壁不开孔。

本实施例鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器采取床层进出口分布小孔单侧补偿压差的方式对流体进行控制，流体的流动方向：流体首先径向(或轴径向)通过进口径向流分布器中鼓泡板的分布小孔5、鼓泡板1与槽孔板2的空间、槽孔板上的槽孔6，随之径向进入催化剂床层或其它粒子床层，然后径向离开组合式出口径向流分布器槽孔板上的槽孔6。

实施例6

如图9所示，一种径向流反应器，包括承压壳体8，在所述的承压壳体8顶部设有进口管9，进口管9出料端设有分布器10，在所述的承压壳体8底部设有出口管12；在承压壳体8内设有实施例1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，进口径向流分布器13与承压壳体8内壁之间留有环隙，在进口径向流分布器13和出口径向流分布器14之间装填催化剂或其他粒子；所述的出口径向流分布器14内侧形成汇集流体的中心管11，中心管11上端封闭避免流体走近路，中心管11上部不开孔，不开孔的长度为催化剂床层或其他粒子层高度的5～10％，避免由于催化剂或其他粒子沉降或其它因素导致流体走近路；中心管11下端伸出鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器并与出口管12连接，伸出鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器部分的中心管11侧壁不开孔。

工艺流体从径向流反应器顶部的进口管9进入，通过分布器10对流体进行初步分布，避免出现较大的轴向流偏流，然后从上向下进入反应器承压壳体8和进口径向流分布器13的环隙，依次径向(或轴径向)通过进口径向流分布器鼓泡板上的分布小孔5、鼓泡板1与槽孔板2的空间、槽孔板上的槽孔6，催化剂床层或其它粒子床层，出口径向流分布器槽孔板上的槽孔、槽孔板2与鼓泡板1的空间鼓泡板上的分布小孔，通过有机结合，控制流体的径向均匀流动，最后汇集到中心管11，最后通过出口管12排出。

Claims (10)

1.一种鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于包括进口径向流分布器和出口径向流分布器，所述的进口径向流分布器和出口径向流分布器至少一个为组合式径向流分布器；所述的组合式径向流分布器包括鼓泡板、槽孔板、支撑环，所述的鼓泡板和槽孔板通过支撑环连接；所述的鼓泡板设有若干鼓泡，在同一行相邻两个鼓泡之间设有分布小孔，所述的槽孔板设有多行槽孔；所述的鼓泡板与槽孔板卷制成同心圆的圆柱状，槽孔板的一侧与鼓泡板的鼓泡接触使每一行槽孔位于鼓泡板相邻两行鼓泡之间或位于鼓泡与支撑环之间，另一侧与催化剂或其它固体粒子接触。

2.根据权利要求1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器包括进口径向流分布器和出口径向流分布器，所述的进口径向流分布器和出口径向流分布器均为组合式径向流分布器；

或所述的进口径向流分布器为组合式径向流分布器，所述的出口径向流分布器为槽孔板；

或所述的进口径向流分布器为槽孔板，所述的出口径向流分布器为组合式径向流分布器。

3.根据权利要求1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于相邻两个支撑环的间距为300～3000mm。

4.根据权利要求1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于所述的支撑环设有加强圈，加强圈伸入催化剂层或其他粒子层接触催化剂或其他粒子。

5.根据权利要求1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于所述的鼓泡呈圆泡状或椭圆泡状，鼓泡的高度为2～10mm，优选为3～6mm；同行相邻两个鼓泡之间的距离为20～200mm。

6.根据权利要求1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于所述的分布小孔的直径为1～15mm，优选为2～10mm。

7.根据权利要求1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于所述的槽孔为长条形槽孔，槽孔的径向切面呈方形或V形。

8.根据权利要求1所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，其特征在于所述的槽孔的长度为20～200mm，与接触催化剂或其它粒子接触一侧的槽孔宽度小于催化剂或其它粒子粒径，优选为0.4～0.6倍粒径。

9.一种径向流反应器，包括承压壳体，在所述的承压壳体顶部设有进口管，进口管出料端设有分布器，在所述的承压壳体底部设有出口管；其特征在于在承压壳体内设有权利要求1-8任一项所述的鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器，进口径向流分布器与承压壳体内壁之间留有环隙，在进口径向流分布器和出口径向流分布器之间装填催化剂或其他粒子；所述的出口径向流分布器内侧形成汇集流体的中心管，中心管上端封闭，中心管下端伸出鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器并与出口管连接，伸出鼓泡板槽孔板组合式径向流分布器部分的中心管侧壁不开孔。

10.根据权利要求9所述的径向流反应器，其特征在于所述的中心管上部不开孔，不开孔的长度为催化剂床层或其他粒子层高度的5～10％。

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