CN200952000Y - 旋流式冷氢箱 - Google Patents

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李�浩
孙丽丽
吴德飞
张迎恺
高晖
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Abstract

本实用新型旋流式冷氢箱是一种用于石油炼制与化工加氢装置的加氢反应器内构件，由冷氢管、挡板、半圆形混合道、切向导流管、混合箱和筛孔板等构成；该冷氢箱的两个半圆形混合道的入口径向对称地设置在挡板上，其出口与切向导流管的一端相连，切向导流管的另一端与混合箱相连，混合箱的底部中心设有节流孔，筛孔板位于混合箱下部；其特点在于增设有助混结构和导流锥，助混结构安装在半圆形混合道内，导流锥安装在筛孔板的中央、节流孔的下方。本实用新型由于增设了助混结构和开孔导流锥，强化了冷氢箱内的混合与换热，在提高旋流式冷氢箱性能的前提下有效地降低了冷氢箱的高度，同时能避免发生对筛孔板的严重垂直冲击。

Description

旋流式冷氢箱
技术领域
本实用新型属于石油炼制与化工设备。更具体地说是一种用于石油炼制与化工加氢装置的加氢反应器内构件。
背景技术
冷氢箱的作用是使冷氢气与热物流的混合与换热更加充分，使混合物的温度分布更加均匀，适用于石油炼制与化工行业中的固定床反应器。
经检索，与本实用新型最接近的现有技术是本申请人2001年9月19日已授权的名称为“旋流式冷氢箱”的中国实用新型专利ZL00253961.6。而本实用新型专利申请正是对上述专利的进一步改进。
ZL00253961.6公布的旋流式冷氢箱的结构特点是：由冷氢管、挡板、半圆形混合道、切向导流管、混合箱、筛孔板构成；两个半圆形混合通道的入口径向对称地设置在挡板上，其出口与切向导流管的一端相连，切向导流管的另一端与混合箱相连，混合箱的底部中心设有节流孔，筛孔板位于混合箱下部。其优点是该冷氢箱可使冷氢气与热物流的混合更充分，使混合物流的温度分布更均匀。
工业应用实践表明，这种旋流式冷氢箱同时存在空间高度大和对筛孔板垂直冲击比较严重的缺点。ZL00253961.6公布的旋流式冷氢箱的半圆形混合通道是空腔结构，该结构为保证混合换热效果采用了增大流通面积而延长停留时间的方法，必须占用较大的高度才能保证冷氢气与热物流的混合与换热效果，因此导致冷氢箱高度增大。空间高度大的缺点降低了反应器的空间利用率，增加了建设投资。随着炼油与化工装置向大型化发展，反应器直径迅速增大；由于反应器内高温高压的空间十分昂贵，需要力求充分利用其空间装填催化剂；特别是在装置大型化的趋势下，空间高度大的缺点将更加突出。而对筛孔板垂直冲击严重的缺点易导致冷氢箱发生结构损坏，不利于反应器的长周期、安全稳定的运行。
发明内容
本实用新型的目的就在于针对上述问题，通过改进冷氢箱的结构设计，在提高旋流式冷氢箱性能的前提下有效降低冷氢箱的高度，同时避免发生严重的对筛孔板的垂直冲击。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：这种旋流式冷氢箱由冷氢管、档板、半圆形混合道、切向导流管、混合箱和筛孔板构成，该冷氢箱的两个半圆形混合道的入口径向对称地设置在挡板上，其出口与切向导流管的一端相连，切向导流管的另一端与混合箱相连，混合箱的底部中心设有节流孔，筛孔板位于混合箱下部，其特点在于增设有助混结构和导流锥，助混结构安装在半圆形混合道内，导流锥安装在筛孔板的中央、节流孔的下方。
助混结构是三角形、或梯形、或旋流片式结构、或是它们的组合，在每个半圆形混合道内可以安装一个或多个；导流锥上开有分流孔，允许流体通过分流孔流出；
在半圆形混合通道内设置一个或多个助混结构，能增大半圆形混合通道内的湍流程度，强化混合与换热；特别是助混结构的设置将由于离心作用被甩到半圆形混合通道外侧的高温液体重新引至通道中心，有效强化了气液两相之间的混合换热作用，促进了气液两相流体充分地混合换热。
在筛孔板中央设置的开孔导流锥结构能够引导从混合箱节流孔高速流出的物流向径向扩散，有效减轻了高速物流对筛孔板的垂直冲击。并且导流锥上的开孔在进一步减轻垂直冲击的同时，还能够允许适量的物流通过，避免筛孔板中央发生物流严重偏多或偏少的不利情况。
因此，本实用新型结构通过在半圆形混合通道内设置一个或多个助混结构能够有效降低旋流式冷氢箱的高度，降低建设投资；通过在筛孔板中央设置开孔的导流锥结构避免了对筛孔板产生严重的垂直冲击，有利于反应器长周期、安全稳定的运行。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。
附图说明
图1是本实用新型旋流式冷氢箱的结构示意图
图2是本实用新型旋流式冷氢箱的A-A视图
图3是本实用新型梯形、三角形助混结构的示意图
图4是本实用新型旋流片式助混结构的示意图
图5是本实用新型旋流式冷氢箱开孔导流锥的结构示意图
具体实施方式
如图1和图2所示，这种旋流式冷氢箱由冷氢管1、档板2、半圆形混合道3、切向导流管4、混合箱5和筛孔板6构成，该冷氢箱的两个半圆形混合道3的入口7径向对称地设置在挡板2上，其出口与切向导流管4的一端相连，切向导流管4的另一端与混合箱5相连，混合箱5的底部中心设有节流孔8，筛孔板6位于混合箱5的下部；同时增设有助混结构9和导流锥10，助混结构9安装在半圆形混合道3内，导流锥10安装在筛孔板6的中央、节流孔8的下方。
如图3和图4所示，助混结构9是三角形、或梯形、或旋流片式结构、或是它们的组合；助混结构9在每个半圆形混合道3内可以安装一个或多个。
如图5所示，导流锥10上开有分流孔11，允许流体通过分流孔11流出。
本实用新型旋流式冷氢箱的工作过程如图1和图2所示：来自上催化剂床层的高温气液混合物料与自冷氢管1喷出的低温氢气首先在挡板2上方进行预混合，然后经过挡板2上对称布置的两个入口7进入半圆形混合道3。在混合道3中气液两相物料受到助混结构9的扰流作用，紊流度能够保持在较高水平，助混结构9的设置将由于离心作用被甩到半圆形混合通道3外侧的高温液体重新引至通道中心，有效强化了气液两相之间的混合换热作用，经过半圆形混合道3后物流经切向导流管4进入混合箱5，在混合箱5内进一步旋流混合后从节流孔8流出。在节流孔8下方的导流锥10的引导下，从节流孔8高速流出的物流向径向扩散，有效减轻了高速物流对筛孔板6的垂直冲击。并且导流锥10上的开孔，即分流孔11在进一步减轻垂直冲击的同时，还能够允许适量的物流通过，避免筛孔板6中央发生物流严重偏多或偏少的不利情况。最后混合物流通过筛孔板6分布均匀地流出冷氢箱。
本实用新型旋流式冷氢箱由于增设了助混结构9和开孔导流锥10，强化了冷氢箱内的混合与换热，在提高旋流式冷氢箱性能的前提下有效地降低了冷氢箱的高度，同时能避免发生对筛孔板的严重垂直冲击。

Claims (4)

1.一种旋流式冷氢箱由冷氢管(1)、档板(2)、半圆形混合道(3)、切向导流管(4)、混合箱(5)和筛孔板(6)构成，该冷氢箱的两个半圆形混合道(3)的入口(7)径向对称地设置在挡板(2)上，其出口与切向导流管(4)的一端相连，切向导流管(4)的另一端与混合箱(5)相连，混合箱(5)的底部中心设有节流孔(8)，筛孔板(6)位于混合箱(5)的下部，其特征在于增设有助混结构(9)和导流锥(10)，助混结构(9)安装在半圆形混合道(3)内，导流锥(10)安装在筛孔板(6)的中央、节流孔(8)的下方。
2.根据权利要求1所述的旋流式冷氢箱，其特征在于所述的助混结构(9)是三角形、或梯形、或旋流片式结构、或是它们的组合。
3.根据权利要求1或2所述的旋流式冷氢箱，其特征在于所述的助混结构(9)在每个半圆形混合道(3)内可以安装一个或多个。
4根据权利要求1所述的旋流式冷氢箱，其特征在于所述的导流锥(10)上开有分流孔(11)，允许流体通过分流孔(11)流出。
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