CN117414770B - 一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件及流化床 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件及流化床，用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，包括：支撑圈，所述支撑圈围绕形成有安装区域；至少一个环体，所述环体至少部分位于所述安装区域，所述环体与所述支撑圈相对固定；可摆动的安装在所述环体上的扰动结构，所述扰动结构的摆动范围为10°‑20°；所述扰动结构包括吊杆和切割部，所述吊杆的端部与所述环体可拆卸连接，所述吊杆的延长线方向与所述环体围成的平面垂直，所述切割部螺旋排布在所述吊杆的外表面上。用于减小在流化床气固分布不均和削弱气泡的生成。

Description

一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件及流化床

技术领域

本发明实施例涉及流化床技术领域，尤其涉及一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件及流化床。

背景技术

国家大力发展海洋远洋船舶和浮动平台等，用于海上采油直接炼化、尾气处理等，能够节约运输成本等。过程中需要用到气固流化床，固体作为催化剂，气体用来输送固体。

海上设备会随海洋波动，呈非周期性摆动，摆动造成流化床几个问题：一是固体催化剂不均匀分布，随摆动幅度和频率倾斜乱晃。二是流化床内本身容易产生气泡，竖直条件下，气泡较小，气泡间不容易聚集。但在摆动条件下容易聚集形成大气泡，进而形成空腔，严重影响催化、接触、炼化、传质等效果。三是由于摆动倾斜，大气泡容易随摆动向边壁移动，加剧流化床内分布不均等。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件及流化床，用于减小在流化床气固分布不均和削弱气泡的生成。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，包括：

支撑圈，所述支撑圈围绕形成有安装区域；

至少一个环体，所述环体至少部分位于所述安装区域，所述环体与所述支撑圈相对固定；

可摆动的安装在所述环体上的扰动结构，所述扰动结构的摆动范围为10°-20°；所述扰动结构包括吊杆和切割部，所述吊杆的端部与所述环体可拆卸连接，所述吊杆的延长线方向与所述环体围成的平面垂直，所述切割部螺旋排布在所述吊杆的外表面上。

本发明实施例提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，内构件是通过支撑圈实现安装的，具体支撑圈围绕形成安装区域，并将至少一个环体设置在安装区域内，环体与支撑圈相对固定，为了减小在流化床中气固分布不均和削弱气泡的生成，在环体上安装有扰动结构，通过扰动结构在一定程度上削弱气泡和分布不均，并且伴随着海上波浪的流动，扰动结构进行摆动，扰动结构的摆动范围为10°-20°，这样的摆动范围不但不会造成扰动结构对流化床的撞击产生损伤，还有效避免了流化床中存在的死区；具体扰动结构包括吊杆和切割部，吊杠是活动的，可以在一定角度和范围内活动，在流化床摆动时，活动的吊杆受重力作用，始终会有竖直向下运动的趋势，类似于勒夏特列原理和楞次定律似的，大幅削弱摆动的影响。同时吊杆具有较大活动范围，避免有死区，在吊杆上的切割部螺旋排布，用于切割气泡和固体催化剂，避免气泡聚集，改善分布不均，促进均匀混合。

可选地，所述切割部包括多个翅片，所述多个翅片间隔设置在所述吊杆的外表面，所述多个翅片中的每个翅片与所述吊杆的延长线方向不垂直。

可选地，所述多个翅片中的每个翅片与所述环体围成的平面所成的角度为钝角。

可选地，当所述吊杆为多个时，同一所述吊杆的所述多个翅片中存在至少两个表面平行的翅片。

可选地，多个所述吊杆中至少两个所述吊杆的所述切割部形状不同。

可选地，多个所述吊杆中的每个所述吊杆长度相同；

或者，多个所述吊杆中的至少两个所述吊杆的长度不同。

可选地，所述环体设置有吊孔，所述吊孔与所述吊杆一一对应，所述吊孔的第一内表面为圆弧形，且朝向所述吊孔的中心突出。

可选地，所述吊杆的端部形成有吊环，所述吊环贯穿所述吊孔且与所述环体可拆卸连接；

所述吊环的第二内表面为圆弧形，且朝向所述吊环中心突出。

可选地，所述环体与所述支撑圈通过肋板连接。

第二方面，本发明提供的一种流化床，包括第一方面任一项所述的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件的侧视图一；

图3为本发明实施例提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件的侧视图二；

图4为本发明实施例提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件的俯视图；

图5为本发明实施例提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件的仰视图；

图6为本发明实施例提供的扰动结构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的环体的部分区域示意图；

图8为本发明实施例提供的吊环的结构示意图。

附图标记：1-支撑圈；2-环体；21-吊孔；21a-第一内表面；22-外环；23-内环；3-扰动结构；31-吊杆；311-吊环；311a-第二内表面；311b-连接面；32-切割部；321-翅片；4-肋板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，第一方面，本发明实施例提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，包括：

支撑圈，支撑圈围绕形成有安装区域；由于内构件是通过支撑圈安装在流化床内，因此支撑圈需要与流化床相适配，也就是支撑圈的形状与流化床的形状相同，支撑圈的尺寸与流化床的尺寸相同；支撑圈的外表面与流化床壳体的内表面连接；例如，支撑圈的形状为圆环；关于支撑圈的厚度可以根据需要进行选择，在能保证支撑强度的基础上，尽可能做薄，以避免因为重量过大导致整体结构过重，使得内构件的摆动受到影响。

至少一个环体2，环体2至少部分位于安装区域，环体2与支撑圈相对固定；关于环体2的个数可以根据需要进行设计，例如，以图1为例，环体2可以为外环22、环体2可以为内环23，环体2还可以为内环23和外环22，外环22的直径大于内环23的直径，并且外环22的形状与内环23的形状相同，内环23、外环22和支撑圈三个圆环为同心圆。当然，环体2的个数可以根据需要进行选择，环体2是用来是安装扰动结构3，由此可以根据需要进行选择，环体2中的个数越多，则安装的扰动结构3就会越多，从而提高对切割气泡和固体催化剂，避免气泡聚集，改善分布不均，促进均匀混合。

可摆动的安装在环体2上的扰动结构3，扰动结构3的摆动范围为10°-20°；例如，扰动结构3的摆动范围可以为10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°或是20°。扰动结构3包括吊杆31和切割部32，吊杆31的端部与环体2可拆卸连接，吊杆31的延长线方向与环体2围成的平面垂直，切割部32螺旋排布在吊杆31的外表面上。吊杆31设置在环体2上，如果环体2为两个，即内环23和外环22，则吊杆31在内环23和外环22上，在内环23和外环22上的吊杆31交错排布，也就是，内环23上的排布的吊杆31形成有圆柱面，外环22上安装的吊杆31在该内环23的圆柱面上的正投影与内环23上的吊杆31无交叠，这样在吊杆31静止时，外环22和内环23上的吊杆31彼此不会干扰，从而可以更好的进行切割气泡和固体催化剂，避免气泡聚集，改善分布不均，促进均匀混合。

当然，关于吊杆31的排布位置可以有多种选择，例如，在内环23上的吊杆31彼此都均匀间隔排布，这样的排布方式使得对流化床中切割气泡和固体催化剂更加均匀，避免气泡聚集，改善分布不均，促进均匀混合。例如，在内环23上的吊杆31为均匀间隔设置，在外环22上的吊杆31并不完全均匀间隔设置，由于流化床在海上晃动，使得在流化床中的气泡排布不均匀，这样的安装设计方式，使得对流化床不同空间位置的气泡切割更加充分。例如，在外环22上的吊杆31为均匀间隔设置，在内环23上的吊杆31并不完全均匀间隔设置，由于流化床在海上晃动，使得在流化床中的气泡排布不均匀，这样的安装设计方式，使得对流化床不同空间位置的气泡切割更加充分。当然针对不同的海上风浪，对流化床内的气泡和催化剂排布会造成不同影响，进而根据流化床中的气泡的排布规律和大小对吊杆31的个数和排布位置进行调节，因此吊杆31的端部与环体2可拆卸连接。

吊杆31一方面由于平台摆动而摆动，这里的摆动倾斜，水平、垂直方向都有位移，但是由于重力自适应（重力惯性），吊杆31的横向摆动比平台摆动是滞后的，幅度也要小，这是重力自适应的作用优势之一。另一方面，吊杆31沿周向也可以转动，既可以顺时针转动，也可以逆时针转动，这个顺逆转动角度，根据吊环311直径，粗细，吊孔21大小可以调整，例如，吊杆31可以顺时针旋转在120°以内，可以逆时针旋转120°以内为较优，吊杆31这样的旋转角度，既保证了吊杆31上的翅片321在周向方向对气泡的切割，也能够避免相邻吊杆31旋转角度过大导致吊杆31上的翅片321干扰碰撞，从而影响对气泡的切割。同时所有吊环311整体在水平方向也是周向分布，各吊环311周向也是存在夹角，所以水平方向上，翅片321也是错位分布的。也是为了避免死区。

本发明实施例提供的一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，内构件是通过支撑圈实现安装的，具体支撑圈围绕形成安装区域，并将至少一个环体2设置在安装区域内，环体2与支撑圈相对固定，为了减小在流化床中气固分布不均和削弱气泡的生成，在环体2上安装有扰动结构3，通过扰动结构3在一定程度上削弱气泡和分布不均，并且伴随着海上波浪的流动，扰动结构3进行摆动，扰动结构3的摆动范围为10°-20°，这样的摆动范围不但不会造成扰动结构3对流化床的撞击产生损伤，还有效避免了流化床中存在的死区；具体扰动结构3包括吊杆31和切割部32，吊杠是活动的，可以在一定角度和范围内活动，在流化床摆动时，活动的吊杆31受重力作用，始终会有竖直向下运动的趋势，类似于勒夏特列原理和楞次定律似的，大幅削弱摆动的影响。同时吊杆31具有较大活动范围，避免有死区，在吊杆31上的切割部32螺旋排布，用于切割气泡和固体催化剂，避免气泡聚集，改善分布不均，促进均匀混合。

在一些具体的实施方式中，切割部32包括多个翅片321，多个翅片321间隔设置在吊杆31的外表面，多个翅片321中的每个翅片321与吊杆31的延长线方向不垂直。当然，切割部32还可以为锥形针，或者蛇形环绕的条状结构，为了保证对气泡的切割效果，在切割部32远离吊杆31的一侧边较为尖利。

例如，如图6所示，多个翅片321中的每个翅片321与环体2围成的平面所成的角度α为钝角；例如，α可以为100°、110°或是120°等，也就是吊杆31螺旋向下分布倾斜翅片321。水平方向看，周向排布三个翅片321，在周向排布的三个翅片321可以是均匀分布的，也就是相邻翅片321水平方向夹角120°。当然翅片321排布数量和角度可以根据设备尺寸、吊杠直径设置，翅片321数量宜在3-6个。例如，翅片321的数量是4个，则相邻翅片321水平方向夹角90°；例如，翅片321的数量是5个，则相邻翅片321水平方向夹角72°；例如，翅片321的数量是6个，则相邻翅片321水平方向夹角60°。螺旋排布的好处是相邻吊杆31间翅片321分布在竖直方向上都错位的，在吊杆31随平台摆和周向小幅度转动的过程中，在竖直方向，能够形成一个很好的交叉切割，避免翅片321分布在同一水平位置时，造成翅片321间隙切割不到，形成死区。当然竖直方向相邻翅片321的间距也可根据设备具体尺寸适当调整。

在一些具体的实施方式中，当吊杆31为多个时，同一吊杆31中的多个翅片321中存在至少两个表面平行的翅片321。由于在流化床中气泡的形态和大小较为复杂，因此同一吊杆31中的翅片321的位置越多，越能对不同气泡进行切割，从而提高对气泡的切割效率。

当然为了考虑到成本问题，多个吊杆31中的可以选择尽可能多的切割部32形状相同的吊杆31，但是这样对气泡的切割效率将会造成影响，为此将多个吊杆31中至少两个吊杆31中的切割部32形状不同。这样有效减小在流化床中切割部32切割不到的死区。

例如，如图2所示，多个吊杆31中的每个吊杆31长度相同；

或者，如图3所示，多个吊杆31中的至少两个吊杆31的长度不同；例如，中间区域的吊杆31长度长，而外圈的吊杆31长度短。在流化床中的吊杆31可能也会对气泡产生影响，也就是吊杆31的长度可以影响气泡的形成和分布。较长的吊杆31可能会在液体中产生更细小的气泡，而较短或较粗的吊杆31可能会产生更大或更少的气泡。由此关于吊杆31的长短和直径大小的选择，对气泡产生量也会造成一定影响。吊杆31的长度可能会影响液体在流化床中的流动模式。较长的吊杆31可能会引导液体以更均匀的方式流动，而较短或较粗的吊杆31可能会改变液体的流动方向或速度。吊杆31的长度还可能会影响气体和液体之间的接触面积和接触时间。较长的吊杆31可能会增加气体和液体之间的接触面积并延长接触时间，从而提高气液传质效率。

如图4和图5，环体2与支撑圈通过肋板4连接。如果流化床尺寸比较大，可以多设置环体2，即设计多个内环23和外环22，也可以在内环23和外环22上多开孔，当然肋板4上也能开孔，以增加扰动结构3的个数。

在图4和图5中，可以看出，关于肋板4的排布方式可以是图4中所示的发散式的结构，也就是肋板4只要是贯穿式的连接有内环23、外环22和支撑圈1，实现将内环23、外环22和支撑圈1相对固定和连接的效果即可；图3和图4中肋板4的设置方式，既提高了内环23、外环22和支撑圈1三者的支撑强度，同时还避免了肋板4占据太多位置，从而影响了内环23和外环22上吊孔21的设置个数；例如，肋板4与内环23的连接位置将内环23均分为N等份，N大于等于2，在图3和图4中N为6。例如，肋板4与外环22的连接位置将外环22均分为N等份，N大于等于2，在图3和图4中N为6。这里的肋板4与外环22的连接方式可以为焊接，同样肋板4与内环23的连接方式可以为焊接。当然关于肋板4的排布方式可以有多种，例如，在内环23和外环22之间的肋板4，与在外环22和支撑圈1之间的肋板4共平面，这样的设计既节约了空间，又保证了肋板4对内环23、外环22和支撑圈1的支撑强度。

如图6和图7，为了方便固定吊杆31，在环体2设置有吊孔21，吊孔21与吊杆31一一对应，吊孔21的第一内表面21a为圆弧形，且朝向吊孔21中心突出。吊杆31的端部形成有吊环311，吊环311贯穿吊孔21且与环体2可拆卸连接；吊环311的第二内表面311a为圆弧形，且朝向吊环311中心突出。通过上述吊孔21和吊环311中的两个圆弧凸面相连，减小摩擦，增大吊杆31活动范围。

如图8所示，吊环311可以做成活动式的，也就是可以摘下来的那种，便于拆装和维护。继续参考图6，为了防止吊环311掉落，吊环311使用时，吊环311形成一个闭环，并形成有连接面311b。当然为了保证吊环311可以安装到吊孔21内，吊环311的环直径小于吊孔21的内径。

在本发明实施例提供的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，支撑圈直径为120mm、外环直径100mm、内环直径50mm，支撑圈、外环和内环的厚度可以相同也可以不同，如果厚度相同，则支撑圈、外环和内环的厚度都是2mm，吊孔21和吊环311的直径都是6mm，吊孔21的第一内表面21a的弧为2mm，吊环311的第二内表面311a的弧3mm。吊杆长可以为100mm、110mm或是120mm，直径3mm。翅片相隔5mm，长6mm，厚度2mm。上述尺寸仅作为示例，尺寸都可以根据实际流化床尺寸调整。

第二方面，本发明实施例提供的一种流化床，包括第一方面任一项的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，其特征在于，包括：

支撑圈，所述支撑圈围绕形成有安装区域；

至少一个环体，所述环体至少部分位于所述安装区域，所述环体与所述支撑圈相对固定；

可摆动的安装在所述环体上的扰动结构，所述扰动结构的摆动范围为10°-20°；所述扰动结构包括吊杆和切割部，所述吊杆的端部与所述环体可拆卸连接，所述吊杆的延长线方向与所述环体围成的平面垂直，所述切割部螺旋排布在所述吊杆的外表面上；

所述切割部包括多个翅片，所述多个翅片间隔设置在所述吊杆的外表面，所述多个翅片中的每个翅片与所述吊杆的延长线方向不垂直；

所述多个翅片中的每个翅片与所述环体围成的平面所成的角度为钝角；

当所述吊杆为多个时，同一所述吊杆的所述多个翅片中存在至少两个表面平行的翅片；

多个所述吊杆至少两个所述吊杆中的所述切割部形状不同。

2.如权利要求1所述的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，其特征在于，多个所述吊杆中的每个所述吊杆长度相同；

或者，多个所述吊杆中的至少两个所述吊杆的长度不同。

3.如权利要求1所述的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，其特征在于，所述环体设置有吊孔，所述吊孔与所述吊杆一一对应，所述吊孔的第一内表面为圆弧形，且朝向所述吊孔的中心突出。

4.如权利要求3所述的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，其特征在于，所述吊杆的端部形成有吊环，所述吊环贯穿所述吊孔且与所述环体可拆卸连接；

所述吊环的第二内表面为圆弧形，且朝向所述吊环中心突出。

5.如权利要求4所述的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件，其特征在于，所述环体与所述支撑圈通过肋板连接。

6.一种流化床，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的用于船舶及海洋浮动平台的流化床内构件。