CN201959779U - 气液分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气液分配器，以解决现有的抽吸型气液分配器所存在的气液分布不均的问题。本实用新型同轴设置有泡帽(4)、中心管(3)，泡帽(4)与中心管(3)之间形成环形空间(7)。泡帽(4)的下部设有泡帽条缝(41)。中心管(3)设有顶部入口和底部出口，中心管(3)的上部通过连接件(6)和紧固件(5)与泡帽(4)的顶盖相连。中心管顶部入口边缘(32)为波纹边或多边形齿边。中心管(3)的下部设有上定位件(21)和下定位件(22)，底部出口水平设置有碎流板(1)，碎流板(1)上设有碎流孔。本实用新型主要用于石油炼制与化工行业中的固定床加氢反应器。

Description

气液分配器

技术领域

本实用新型涉及石油炼制与化工行业中固定床加氢反应器所用的一种气液分配器。

背景技术

气液分配器是固定床加氢反应器的重要构件，用于将气液相原料均匀地喷洒到下方的催化剂床层表面，以充分发挥整个床层中催化剂的作用，从而保证反应产物的质量和收率。液相与气相分布得不均匀，会使宏观反应速率、产品收率以及催化剂失活速度等受到影响，导致催化剂使用率降低、催化剂床层中温度分布不均、产品质量下降等。特别是由于加氢反应多数是强烈的放热过程，在催化剂床层中反应原料油的分布不均匀会导致床层局部过热和催化剂结焦。目前加氢技术正向反应器大型化和产品精细化的方向发展，因此气液分布的重要性就更加突出。

多个气液分配器按一定规律设于塔盘板上，组成气液分配盘。每个气液分配器为一个分配单元，气液两相共同通过气液分配器，均匀地分布到催化剂床层上。现有的气液分配器按液相进入气液分配器的方式可分为三类：溢流型、抽吸型和二者混合型。美国专利US3524731提到的长短管气液分配器就属于溢流型分配器；从局部看，气液分配不均匀，但通过整个气液分配盘上多对长短管的组合，气液两相基本上能实现均匀分布。溢流型气液分配器的主要特点是压降小，适用于高粘度介质，缺点是对安装水平度的要求较苛刻；通常用于小直径反应器内，或用于分配高粘度介质的场合。抽吸型气液分配器可以解决上述溢流型气液分配器存在的问题，例如中国专利CN2756309Y所述的抽吸旋流型气液分配器。这种气液分配器设有泡帽、中心管、旋流结构等部件；工作时，气相携带液相冲击旋流片产生旋流，旋流液相因离心力作用及气相的冲击被破碎为液滴。这种气液分配器虽然通过旋流在一定程度上强化了碎流雾化效果，但是中心管下方的液体流量依然较大，造成气液分布不均。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种气液分配器，以解决现有的抽吸型气液分配器所存在的气液分布不均的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种气液分配器，同轴设置有泡帽、中心管，泡帽与中心管之间形成环形空间，泡帽的下部设有泡帽条缝，中心管设有顶部入口和底部出口，中心管的上部通过连接件和紧固件与泡帽的顶盖相连，其特征在于：中心管顶部入口边缘为波纹边或多边形齿边，中心管的下部设有上定位件和下定位件，底部出口水平设置有碎流板，碎流板上设有碎流孔。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：本实用新型采用多级碎流雾化，泡帽条缝、中心管顶部入口边缘以及碎流板都具有碎流雾化作用；碎流雾化效果好，有利于气液相的均匀分布。碎流板还可以对中心管底部出口流出的气液相原料进行分配，消除中心管下方液体流量较大的现象。因此，本实用新型能够使气液较为均匀地分布。

此外，本实用新型还具有液相喷洒面积大、压降小、操作稳定性高、操作弹性大、使用范围广、结构简单、制造方便、牢固稳定等优点。

本实用新型主要用于石油炼制与化工行业中的固定床加氢反应器。与塔盘板组装成气液分配盘后，可将气液相原料均匀地分配到固定床加氢反应器内的催化剂床层上，使之与催化剂充分接触，以降低催化剂床层横截面内的温差，从而提高油品质量，降低生产成本。

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的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型气液分配器的结构示意图；该气液分配器固定于塔盘板上。

图2是图1所示气液分配器中连接件的俯视图。

图3是图1所示气液分配器中碎流板的俯视图。

图4是呈三角形锯齿边的中心管顶部入口边缘的示意图。

图5是呈矩形齿边的中心管顶部入口边缘的示意图。

图6是本实用新型气液分配器使用另外一种下定位件固定于塔盘板上的示意图。

图1至图6中，相同附图标记表示相同的技术特征。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的气液分配器同轴设置有泡帽4、中心管3。泡帽4为圆泡帽，与中心管3之间形成均匀的环形空间7(即环形空间7各处的径向宽度相等)；泡帽4的下部设有泡帽条缝41。中心管3设有顶部入口和底部出口，中心管3的上部通过连接件6和紧固件5与泡帽4的顶盖相连。中心管顶部入口边缘32为波纹边，还可以为多边形齿边(参见下文)，以强化碎流雾化效果。中心管3的下部设有上定位件21和下定位件22，底部出口水平设置有碎流板1，碎流板1上设有碎流孔。

参见图2和图1，本实用新型的优选方案是，连接件6由一个圆环板61和沿圆环板61的外边缘均匀设置的3条支腿62组成。支腿62的下部与中心管3的上部相连(一般采用焊接)，圆环板61通过紧固件5与泡帽4的顶盖相连。图1、图2所示的支腿62，由水平段和垂直段组成；圆环板61的上表面以及支腿62水平段的上表面，应处于同一个水平面上。上述的结构，有利于保证泡帽4的水平度及其工作时的稳定性，并且有利于保证泡帽4与中心管3之间形成均匀的环形空间7。采用这种结构，气液分配器比较牢固稳定，能够抵抗气液冲击碎流所引起的较大的振动。中心管3的上部、与每条支腿62相对的方位各开设一个中心管条缝31，共开设3个。这样开设的中心管条缝31具有如下作用：①使气液进行二次抽吸碎流。气液的一次抽吸碎流在泡帽条缝41处；②可以弥补3条支腿62对气液的阻挡作用，进一步强化气液的混合；③可以降低气液分配器的压降。

泡帽4下部和中心管3上部同时开设条缝，可以为气液相原料提供更大的相互作用空间，强化液相雾化效果、提升气液分配性能，同时又可以降低气液分配器的压降。

上述的紧固件5可以是螺栓螺母，如图1所示。螺栓穿过泡帽4顶盖的中心孔和圆环板61的中心孔，用螺母紧固。紧固件5还可以使用卡子等常用的紧固件。中心管条缝31一般为直条形(如图1、图4、图5所示)或螺旋形(图略)，都是现有气液分配器所常用的。

中心管顶部入口边缘32为多边形齿边时，多边形齿边可以为三角形锯齿边(如图4所示)，或矩形齿边(如图5所示)。

本实用新型最好是使用图3所示的碎流板1。参见图3以及图1，沿碎流板1的外边缘设有多条连接腿14，连接腿14的端部与中心管3底部出口的边缘相连(一般是焊接连接)。连接腿14通常为2至4条，图3所示为3条。碎流板1上所设的碎流孔，由中心圆孔13、环向开孔11和径向开孔12组成。中心圆孔13设于碎流板1的中心，设置1个。环向开孔11围绕中心圆孔13、设于与连接腿14的方位相对应的位置，设置多个。径向开孔12沿碎流板1的外边缘设置，设置多个，均匀分布。在气液分配器工作时，上述碎流板1上的液相可以由中心圆孔13流下，以保证气液分配器下方中心区域的气液流量；环向开孔11可以减少碎流板1上冲向各条连接腿14的液相，从而减少向各条连接腿14方位的过量偏流；径向开孔可以起到扩散液相分布范围、进一步强化碎流雾化效果的作用。所以，上述的碎流板1可以使液相在多个方向分流，有利于气液的均匀分布。

泡帽4下部所设的泡帽条缝41一般为直条形(如图1所示)或螺旋形(图略)，数量一般为4至12个。

图1所示的气液分配器，中心管3的底部出口为喇叭状扩口，作为下定位件22；上定位件21为卡环。中心管3的底部出口采用喇叭状扩口的益处是，除了定位以外，还可以扩大液相的喷洒面积。中心管3的底部出口还可以为直管形，以焊接凸台作为下定位件22；上定位件21仍为卡环(如图6所示)。

参见图1和图6，本实用新型气液分配器在使用时，将中心管3的下部置于塔盘板8上的开孔内，依靠上定位件21和下定位件22定位并将气液分配器固定于塔盘板8上。塔盘板8上按要求安装多个气液分配器，即组成气液分配盘。

下面以图1所示的气液分配器为例说明本实用新型的工作原理。气相经泡帽条缝41进入环形空间7，再经中心管顶部入口边缘32和中心管条缝31进入中心管3内；液相由气相携带，也进入中心管3。在泡帽条缝41、环形空间7、中心管顶部入口边缘32和中心管条缝31处，气液剧烈地相互作用，液相被碎流雾化。在中心管3的底部出口处，液相在气相动能的作用下流经碎流板1，进一步碎流雾化。最终，气液相原料被均匀地分配到固定床加氢反应器内的催化剂床层上。

Claims (7)

1.一种气液分配器，同轴设置有泡帽(4)、中心管(3)，泡帽(4)与中心管(3)之间形成环形空间(7)，泡帽(4)的下部设有泡帽条缝(41)，中心管(3)设有顶部入口和底部出口，中心管(3)的上部通过连接件(6)和紧固件(5)与泡帽(4)的顶盖相连，其特征在于：中心管顶部入口边缘(32)为波纹边或多边形齿边，中心管(3)的下部设有上定位件(21)和下定位件(22)，底部出口水平设置有碎流板(1)，碎流板(1)上设有碎流孔。

2.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于：连接件(6)由一个圆环板(61)和沿圆环板(61)的外边缘均匀设置的3条支腿(62)组成，支腿(62)的下部与中心管(3)的上部相连，圆环板(61)通过紧固件(5)与泡帽(4)的顶盖相连，中心管(3)的上部、与每条支腿(62)相对的方位各开设一个中心管条缝(31)。

3.根据权利要求2所述的气液分配器，其特征在于：紧固件(5)为螺栓螺母，中心管条缝(31)为直条形或螺旋形。

4.根据权利要求1或2所述的气液分配器，其特征在于：中心管顶部入口边缘(32)为多边形齿边，多边形齿边为三角形锯齿边或矩形齿边。

5.根据权利要求1或2所述的气液分配器，其特征在于：沿碎流板(1)的外边缘设有连接腿(14)，连接腿(14)的端部与中心管(3)底部出口的边缘相连，碎流板(1)上所设的碎流孔，由中心圆孔(13)、环向开孔(11)和径向开孔(12)组成，中心圆孔(13)设于碎流板(1)的中心，环向开孔(11)围绕中心圆孔(13)、设于与连接腿(14)的方位相对应的位置，径向开孔(12)沿碎流板(1)的外边缘设置。

6.根据权利要求1或2所述的气液分配器，其特征在于：泡帽(4)下部所设的泡帽条缝(41)为直条形或螺旋形，数量为4至12个。

7.根据权利要求1或2所述的气液分配器，其特征在于：中心管(3)的底部出口为喇叭状扩口，作为下定位件(22)，上定位件(21)为卡环。

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