CN115624920B - 用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件及流化床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋装备的技术领域，具体涉及一种用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件及流化床。本发明提供的内构件，包括多个隔板。沿流化床的径向方向，形成有多个间隔设置的隔层，每个隔层均由多个隔板组成，且位于同一隔层内的隔板间隔设置，位于相邻两个隔层内的隔板交错设置，每个隔板上均开设有多个第一通孔。使用时，轮船或者海洋浮动平台摆动，流化床一起摆动，流化床内的气相和固相除轴向运动外，还穿过第一通孔径向传递，同时，同一隔层内相邻的两块隔板之间间隔设置，也能够为气相和固相进行径向传递提供条件，通过使气相和固相径向运动，增强了气相和固相之间的径向混合，提高了气相在流化床内的停留时间，促进了气固接触效率。

Description

用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件及流化床

技术领域

本发明涉及海洋装备技术领域，具体涉及一种用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件及流化床。

背景技术

流态化床，简称流化床，是一种利用气体或者液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。

现有技术中，为了增强气固接触，在流化床内设置有内构件，通常情况下，内构件包括多个网板，且沿流化床内气体的流动方向，多个网板间隔设置。虽然上述的内构件结构对于增强气固接触有一定的作用，但对于非静止状态下的流化床，如海上资源开采或者加工时，船体会在海浪的作用下不停的摆动，如此，导致气固相向聚集而分离，造成气固接触效率下降的问题。

发明内容

（一）本发明所要解决的问题是：现有的横向内构件应用在船上或海洋浮动平台上时，无法有效增强气固接触。

（二）技术方案

为了解决上述问题，本发明一方面实施例提供了一种用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，所述内构件包括多个隔板；

沿流化床的径向方向，形成有多个间隔设置的隔层，每个所述隔层均由多个所述隔板组成，且位于同一所述隔层内的所述隔板间隔设置，位于相邻两个所述隔层内的所述隔板交错设置，每个所述隔板上均开设有多个第一通孔。

进一步的，所述第一通孔的开孔率为0.1%-10%。

进一步的，沿所述流化床的轴向方向，全部所述第一通孔呈层状分布于所述隔板上，且每层均开设有多个所述第一通孔，相邻两层的所述第一通孔交错设置。

进一步的，所述隔板上还设置有多个导流罩，所述导流罩与所述第一通孔一一对应，所述导流罩设于所述第一通孔处，并用于将混合的气相和固相引入所述第一通孔内。

进一步的，所述导流罩包括设置于所述隔板上的凸起，所述凸起上开设有开口，所述开口与所述第一通孔连通；

所述开口的朝向与所述流化床内气流的流向相背。

进一步的，所述隔板具有相对设置的第一面和第二面，部分所述导流罩设于所述第一面上，其余部分所述导流罩设于所述第二面上。

进一步的，还包括固定板，所述固定板上设有固定部，所述固定部与所述隔层对应；

所述隔板的设于所述固定板上，且与所述固定部相连。

进一步的，所述固定板上还设有第二通孔，所述第二通孔的两端分别与所述流化床内气流的流向对应设置。

进一步的，所述固定板包括连接环、多个挡板和多个加强环；

全部所述挡板沿所述连接环的外缘间隔设置，且沿所述连接环的径向方向延伸，全部所述加强环沿所述挡板的延伸方向间隔设置，且每个所述挡板均与所述加强环连接；

所述固定部为设置于所述挡板上的凹槽，所述隔板插接于所述凹槽内；所述挡板与所述加强环之间，以及所述挡板、所述加强环与所述连接环之间形成所述第二通孔。

本发明另一方面实施例还提供了一种流化床，包括上述任一实施例所述的内构件。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，所述内构件包括多个隔板。沿流化床的径向方向，形成有多个间隔设置的隔层，每个所述隔层均由多个所述隔板组成，且位于同一所述隔层内的所述隔板间隔设置，位于相邻两个所述隔层内的所述隔板交错设置，每个所述隔板上均开设有多个第一通孔。使用时，流化床随着轮船或者海洋浮动平台摆动，流化床内的气相和固相除轴向运动外，还能够做径向运动。伴随着流化床摆动，气相和固相穿过第一通孔进行径向传递，同时，同一隔层内相邻的两块隔板之间间隔设置，也能够为气相和固相进行径向传递提供条件，通过使气相和固相径向运动，增强了气相和固相之间的径向混合，提高了气相在流化床内的停留时间。并且相邻两隔层之间的隔板交错设置，能够避免因流化床摇摆导致固相堆积在流化床内的某一侧，造成局部死区。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的内构件的立体图；

图2为本发明实施例提供的内构件的平面图；

图3为图2的A-A视角的剖视图；

图4为固定板的结构示意图。

图标：1-隔板；11-第一通孔；12-导流罩；

2-固定板；21-第二通孔；22-连接环；23-挡板；24-加强环；25-凹槽。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明一方面实施例提供了一种用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件。所述内构件包括多个隔板1。沿流化床的径向方向，形成有多个间隔设置的隔层，每个所述隔层均由多个所述隔板1组成，且位于同一所述隔层内的所述隔板1间隔设置，位于相邻两个所述隔层内的所述隔板1交错设置，每个所述隔板1上均开设有多个第一通孔11。

本发明实施例提供了一种内构件，内构件设置于流化床内，用于提高气固接触效率。在本实施例中，使用时，流化床设置在船舶或者海洋浮动平台上。流化床的下侧设置有进气孔，上侧设置有出气孔，反应气在流化床内沿进气孔至出气孔的方向流动，流化床的轴向即流化床的轴线方向，径向即在流化床任一垂直于轴向的截面上，由截面的中心指向截面的边缘的方向。内构件包括多个隔板1，隔板1设置于流化床内，隔板1具有相对的第一端和第二端，第一端靠近流化床的下侧，第二端靠近流化床的上侧。沿流化床的径向方向形成有多个间隔设置的隔层，每个隔层均有多块间隔设置的隔板1组成，且相邻的两隔层之间的隔板1还交错设置，并且，在隔板1上还开设有多个第一通孔11，混合的气相和固相能够穿过第一通孔11，由隔板1的一侧运动至隔板1的另一侧。使用时，流化床在轮船上随着轮船摆动，或者在海洋浮动平台上随着海洋浮动平台一起摆动，流化床内的气相和固相除轴向运动外，还能够做径向运动，伴随着流化床摆动，气相和固相穿过第一通孔11进行径向传递，增强了气相和固相之间的径向混合，提高了气相和固相之间的接触效率，同时，同一隔层内相邻的两块隔板1之间间隔设置，也能够为气相和固相进行径向传递提供条件，相邻两隔层之间的隔板1交错设置，能够避免因流化床摇摆导致固相堆积在流化床内的某一侧，造成局部死区。

可选的，在本实施例中，任意相邻两隔层之间的距离，以及同一隔层内相邻的两块隔板1之间的距离可根据实际使用情况自行设定。

在本实施例中，隔板1为曲面板，与流化床的结构对应设置，即隔板1优选与流化床的内壁平行设置。

根据本发明一个实施例，在所述隔板1上，第一通孔11的开孔率为0.1%-10%。

本实施例中，开孔率，是指筛板上筛孔的总面积与开孔区面积的比值。在本实施例中，开孔区为整个隔板1，如，隔板1的面积为100cm²，开孔率为5%，则第一通孔11的总面积为5cm²。

通过将开孔率限制在0.1%-10%，伴随着床体摆动，能够使部分气相和固相穿过第一通孔11径向传递，增强气相和固相之间的混合，提高气固接触效率。

可选的，本实施例中，任意两个隔板1上的开孔率可以相同，可以不同。

如图1至图3所示，沿所述流化床的轴向方向，全部所述第一通孔11呈层状分布于所述隔板1上，且每层均开设有多个所述第一通孔11，相邻两层的所述第一通孔11交错设置。

在本实施例中，为了便于描述，沿流化床的轴向方向，垂直于轴向的方向为左右方向。

本实施例中，设置于隔板1上的第一通孔11，沿上下方向呈N型列、沿左右方向呈M层分布，以使第一通孔11能够均匀的覆盖隔板1，使气相和固相能够穿过第一通孔11径向传递，增强气相和固相之间的混合，提高气固接触效率。

如图1至图3，本实施例提供的内构件，所述隔板1上还设置有多个导流罩12，所述导流罩12与所述第一通孔11一一对应，所述导流罩12设于所述第一通孔11处，并用于将混合的气相和固相引入所述第一通孔11内。

在本实施例中，导流罩12用于将上升的气相和固相引入到第一通孔11内，使用时，在导流罩12的作用下，气相和固相能够进入到导流罩12内，同时配合流化床的摆动，能够使气相和固相穿过第一通孔11径向传递，增强气相和固相之间的混合，提高气固接触效率。

如图1至图3，具体的，所述导流罩12包括设置于所述隔板1上的凸起，所述凸起上开设有开口，所述开口与所述第一通孔11连通。所述开口的朝向与所述流化床内气流的流向相背。

在本实施例中，凸起内部形成有流道，凸起上设置有开口，流道一端与开口连通，另一端与第一通孔11连通，气相和固相经开口和流道进入到第一通孔11内。本实施例中，气相和固相沿着由下至上的方向流动，开口的朝向与流化床内气相和固相的流向相背，也即开口朝向下端。

可选的，在本实施例中，第一通孔11呈扇形孔，相应的，凸起为半锥形结构，并且，凸起内部中空形成流道，凸起具有一条底边和两条侧边，两条侧边与第一通孔11的边缘相连，底边与隔板1之间形成所述开口。

可选的，在本实施例中，第一通孔11还可以为圆形、方形或者长条形等，导流罩12可根据第一通孔11形状对应调整结构。

如图1至图3，所述隔板1具有相对设置的第一面和第二面，部分所述导流罩12设于所述第一面上，其余部分所述导流罩12设于所述第二面上。

在本实施例中，隔板1的两面均有气相和固相流过，通过将导流罩12分别在隔板1的两面，使隔板1两面的气相和固相均能够在导流罩12的作用下进入到第一通孔11，并随着流化床的摆动，气相和固相穿孔第一通孔11进行径向传递，增强气相和固相的径向混合，提高气相和固相接触效率。

根据本发明实施例提供的内构件，任取相邻两层的第一通孔11，其中一层的导流罩12设置于第一面上，则另一层的导流罩12设置于第二面上。

根据本发明实施例提供的内构件，如图1至图4所示，还包括固定板2，所述固定板2上设有固定部，所述固定部与所述隔层对应。所述隔板1的设于所述固定板2上，且与所述固定部相连。

在本实施例中，固定板2用于固定隔板1，使内构件呈一整体结构，方便内构件的安装，同时，在生产过程中，可根据实际使用情况，确定固定部的位置，避免装入流化床内后再进行调整。

本实施例中，固定部与隔层对应，即固定部的延伸方向与隔层相同，如上述内容提及的，隔板1为具有一定曲率的曲面板，则隔层为环形隔层，固定部也呈环形设置，以能够将隔板1固定。

如图1至图4所示，所述固定板2上还设有第二通孔21，所述第二通孔21的两端分别与所述流化床内气流的流向对应设置。

本实施例提供的内构件，当气体进入到流化床内后，流化床的底部设置有气体分布板，气体分布板用于使气体分布均匀，之后，气体向上运动，到达固定板2位置，在第二通孔21的作用下，能够使气体二次分布，将大气泡破碎成多个小气泡。

可选的，在本实施例中，固定板2可以为网板，第二通孔21为开设于网板上的网孔。

本发明实施例提供的内构件，如图1至图4所示，所述固定板2包括连接环22、多个挡板23和多个加强环24。全部所述挡板23沿所述连接环22的外缘间隔设置，且沿所述连接环22的径向方向延伸，全部所述加强环24沿所述挡板23的延伸方向间隔设置，且每个所述挡板23均与所述加强环24连接。所述固定部为设置于所述挡板23上的凹槽25，所述隔板1插接于所述凹槽25内；所述挡板23与所述加强环24之间，以及所述挡板23、所述加强环24与所述连接环22之间形成所述第二通孔21。

在本实施例中，连接环22用于连接挡板23，加强环24用于提高固定板2的强度。具体为，挡板23的端部与连接环22的外缘相连，并且沿连接环22的周向，全部挡板23间隔设置，同时，挡板23沿连接环22的径向方向延伸，即，将挡板23和连接环22同时向水平面上投影，挡板23中线的延长线过连接环22的圆心。多个加强环24的半径呈递增设置，全部的加强环24和连接环22同心，连接环22连接在挡板23上，用于提到挡板23的强度。

本实施例中，每个挡板23上开设有多个凹槽25，凹槽25呈弧形，且到连接环22圆心的距离相同的连接环22对应设置，隔板1的一端插设于连接环22内。

本实施例中，部分第二通孔21由相邻的两个挡板23以及相邻的两个加强环24围成，部分第二通孔21由连接环22、相邻的两个挡板23以及与连接环22相邻设置的加强环24围成。

可选的，在本实施例中，固定部还可以为孔，或者为设置于挡板23上的焊点等。

在本实施例中，固定板2的数量可以为一个，当固定板2的数量为一个时，固定板2设置在靠近流化床下侧的位置。固定板2数量也可以为多个，多个固定板2沿流化床的轴向间隔设置。本实施例中的内构件包括两个固定板2，两个固定板2的结构相同，分别设置在隔板1的两端。

本发明实施例提供的内构件，如图1至图4所示，以标准空气和FCC催化剂颗粒混合为例，设置气体进气速度为0.35m/s，平均颗粒直径为0.00008m其中， FCC催化剂颗粒的主成分是氧化铝、氧化硅，一定量的稀土和极少量其他元素，其为本领域的公知技术。流化床的床径为0.3m，床高1.21m，静床高度为0.4m，内构件高度为0.35m，曲面板分内外两层，每层分布三个90°的曲面板，每片曲面板分布有大小相同的第一通孔11个，位于外圈的曲面板的开孔率为3.3%，位于内圈的曲面板的开孔率为1.9%，内构件包括两个固定板2，分别位于曲面板的两端，内构件安装于距流化床底部0.1m的位置处。首先打开气泵，调节转子流量计至所需气量，此时标准空气通过气体分布板均匀进入床体底部，随着气体的不断上升，伴随着标准空气一起运动的FCC催化剂颗粒量逐渐增多，当到达位于下方的固定板2的位置时，部分汇聚的大气泡经由此固定板2处发生破碎，此时部分FCC催化剂颗粒被气体托起，床层高度有了一定的抬升，在FCC催化剂颗粒被托起的过程中，除了竖直方向的运动，FCC催化剂颗粒和标准空气也通过曲面板之间的空隙以及其表面的第一通孔11发生径向位移与混合，在整个过程中床体伴随着一定的摆动。气体经由几次轴径向混合之后，通过位于上方的固定板2再次破碎，最终从流化床顶部流出。通过加入本实施例中的内构件，整个流化床在非静止工作条件下的气固相混合更加均匀，显著提高了气固接触，增强了反应效率，减弱了由于床体摆动造成的负面影响，达到了强化气固混合的目的。

本发明另一方面实施例还提供了一种流化床，包括上述任一实施例所述的内构件。

本实施例中的流化床包括内构件的全部优点，此处不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，所述内构件包括多个隔板（1）；

沿流化床的径向方向，形成有多个间隔设置的隔层，每个所述隔层均由多个所述隔板（1）组成，且位于同一所述隔层内的所述隔板（1）间隔设置，位于相邻两个所述隔层内的所述隔板（1）交错设置，每个所述隔板（1）上均开设有多个第一通孔（11）；

所述隔板（1）上还设置有多个导流罩（12），所述导流罩（12）与所述第一通孔（11）一一对应，所述导流罩（12）设于所述第一通孔（11）处，并用于将混合的气相和固相引入所述第一通孔（11）内。

2.根据权利要求1所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，所述第一通孔（11）的开孔率为0.1%-10%。

3.根据权利要求1所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，沿所述流化床的轴向方向，全部所述第一通孔（11）呈层状分布于所述隔板（1）上，且每层均开设有多个所述第一通孔（11），相邻两层的所述第一通孔（11）交错设置。

4.根据权利要求1所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，所述导流罩（12）包括设置于所述隔板（1）上的凸起，所述凸起上开设有开口，所述开口与所述第一通孔（11）连通；

所述开口的朝向与所述流化床内气流的流向相背。

5.根据权利要求1所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，所述隔板（1）具有相对设置的第一面和第二面，部分所述导流罩（12）设于所述第一面上，其余部分所述导流罩（12）设于所述第二面上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，还包括固定板（2），所述固定板（2）上设有固定部，所述固定部与所述隔层对应；

所述隔板（1）的设于所述固定板（2）上，且与所述固定部相连。

7.根据权利要求6所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，所述固定板（2）上还设有第二通孔（21），所述第二通孔（21）的两端分别与所述流化床内气流的流向对应设置。

8.根据权利要求7所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件，其特征在于，所述固定板（2）包括连接环（22）、多个挡板（23）和多个加强环（24）；

全部所述挡板（23）沿所述连接环（22）的外缘间隔设置，且沿所述连接环（22）的径向方向延伸，全部所述加强环（24）沿所述挡板（23）的延伸方向间隔设置，且每个所述挡板（23）均与所述加强环（24）连接；

所述固定部为设置于所述挡板（23）上的凹槽（25），所述隔板（1）插接于所述凹槽（25）内；所述挡板（23）与所述加强环（24）之间，以及所述挡板（23）、所述加强环（24）与所述连接环（22）之间形成所述第二通孔（21）。

9.一种流化床，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的用于船舶及海洋浮动平台的气固流化床内构件。

Images