CN202478906U - 气体分布器及气－液－固三相反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体分布器及气-液-固三相反应器，其中包括连通设置的气体分布器本体和气体分布管，还包括升降锥和升降杆，所述气体分布器本体的底部开设有通孔，所述升降锥设置在所述气体分布器本体内部，且活动封堵在所述通孔处；所述升降锥和升降杆固定连接，所述升降杆的升降运动带动所述升降锥相对于通孔升降运动，以开启或关闭所述升降锥与所述气体分布器本体之间的间隙。本实用新型提供的气体分布器，优化了现有气体分布器的结构，且便于进行清洗。

Description

气体分布器及气-液-固三相反应器

技术领域

本实用新型涉及三相反应器的结构技术，尤其涉及一种气体分布器及气-液-固三相反应器。 

背景技术

我国的煤炭资源相对丰富，而天然气和石油较缺乏。上世纪初，德国科学家Frans Fischer等人发现了费托合成(Fischer-Tropsch Sythesis，以下简称F-T合成)反应，为煤基合成烃类物质开辟了广阔的前景。F-T合成反应是以合成气体为原料，在催化剂和适当反应条件下，合成以石蜡胫为主的液体燃料的工艺过程。从上世纪到现在，F-T合成反应有了飞速发展。气-液-固反应器用于实现F-T合成反应，反应器中最关键的部件是设置在床体下部的气体分布器。床体的底部开设有主进气口，原料气经由主进气口，进入到床体底部，再经由气体分布器进入到反应器内的浆状液固溶液中。 

现有的气体分布器的安装示意图参见图1。现有的气体分布器包括气体分布管1，气体分布管1为环状结构，其上开设有多个进气孔(图未示出)，进气孔的尺寸为Φ5-Φ8。气体分布管1放置在反应器封头21上，与进气孔连通。 

现有技术至少存在以下问题：在使用过程中，因故障停车后，气体分布器的进气中断，床层中的浆液及催化剂颗粒从分布器的开孔返流入分布管，在管中集聚。再开车时，进入的原料气在催化剂作用下，在气体分布管发生剧烈反应，使催化剂烧结，被迫使反应器停车进行大检修。 

实用新型内容

本实用新型提供一种气体分布器及气-液-固三相反应器，用以优化现有的气体分布器结构，降低气体分布器被堵塞的几率。 

本实用新型提供了一种气体分布器，包括连通设置的气体分布器本体和气体分布管，其中，还包括： 

升降锥，所述气体分布器本体的底部开设有通孔，所述升降锥设置在所述气体分布器本体内部，且活动封堵在所述通孔处； 

升降杆，所述升降锥和升降杆固定连接，所述升降杆的升降运动带动所述升降锥相对于通孔升降运动，以开启或关闭所述升降锥与所述气体分布器本体之间的间隙。 

如上所述的气体分布器，优选的是： 

所述气体分布器本体包括连通的锥体和接管，所述接管设置在所述锥体下方，形成所述通孔，所述升降杆穿设在所述接管中；所述锥体上开设有进气孔，所述气体分布管固定设置在所述分布器本体的内表面上，且与所述进气孔连通，所述接管用于与气-液-固三相反应器的床体固定。 

如上所述的气体分布器，优选的是： 

所述气体分布管由不锈钢金属丝绕制而成。 

如上所述的气体分布器，优选的是： 

所述气体分布管的中轴线平行于所述分布器本体的中轴线，或垂直于所述分布器本体的内表面。 

如上所述的气体分布器，优选的是： 

还包括衬筒，所述衬筒滑设在所述接管的内壁上，所述接管靠近所述锥体的端部设置有凸块，所述凸块用于密封所述衬筒的端面。 

如上所述的气体分布器，优选的是： 

还包括密封填料筒，所述密封填料筒固定设置在所述衬筒远离所述锥体的端部，所述升降杆伸出所述密封填料筒。 

如上所述的气体分布器，优选的是： 

所述衬筒的侧壁上连接有排放管和冲洗气体入口管，伸出所述接管的侧壁，连通所述衬筒的内部。 

如上任一所述的气体分布器，优选的是： 

所述气体分布器本体的上部边缘处为波形结构。 

如上任一所述的气体分布器，优选的是： 

所述气体分布管的直径为25-65mm，高度为100-250mm。 

本实用新型还提供一种气-液-固三相反应器，至少包括床体，所述床体上开设有主进气口，其中： 

还包括本实用新型任一所述的气体分布器，所述气体分布器的分布器本体位于所述床体底部；且所述分布器本体的上部边缘切线方向与所述床体的内表面夹角为30°-45°； 

所述床体上设置有接管孔，所述气体分布器的升降杆伸出所述接管孔。 

如上所述的气-液-固三相反应器，优选的是： 

所述主进气口开设在所述床体的底部，且所述主进气口位于所述床体内部的一侧设有均气罩。 

如上任一所述的气-液-固三相反应器，优选的是： 

所述主进气口的数量为1-4个。 

本实用新型提供的气体分布器及气-液-固三相反应器，气体分布管布置在分布器本体上，且设置了升降锥和升降杆，停车时首先用手轮将升降锥向下压紧，以防止浆状溶液从通孔流出，然后关闭冲洗气。正常使用时，先向分布器本体中注入冲洗气体，然后抬升升降杆，使升降锥处于向上，离开分布器本体，冲洗气体从缝隙吹出，可冲刷分布器本体面，防止固体颗粒沉积。 

附图说明

图1为现有的气体分布器的安装示意图。 

图2A为本实用新型实施例一提供的气体分布器结构示意图。 

图2B为本实用新型实施例一提供的气体分布器的气体分布管结构示意图。 

图2C为图2B的俯视示意图。 

图3A为本实用新型实施例二提供的气体分布器结构示意图。 

图3B为图3A的A局部放大示意图。 

图4A为本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器的局部结构示意图。 

图4B为图4A的俯视示意图。 

图5为本实用新型实施例四提供的气-液-固三相反应器的局部结构示 意图。 

附图标记： 

1-气体分布管；       4-气体分布器本体；5-气体分布管； 

6-升降锥；           7-升降杆；        8-衬筒； 

9-密封填料筒；       10-波形结构；     11-冲洗气体入口管； 

12-排放管；          13-人孔；         14-床体； 

15-主进气口；        16-接管孔；       17-均气罩； 

21-反应器封头；      41-通孔；         47-锥体； 

48-接管；            49-凸块。 

具体实施方式

图2A为本实用新型实施例一提供的气体分布器结构示意图。图2B为本实用新型实施例一提供的气体分布器的气体分布管结构示意图。图2C为图2B的俯视示意图。本实用新型实施例一提供一种气体分布器，用于安装在气-液-固三相反应器底部。参见图2A，气体分布器，包括连通设置的气体分布器本体4和气体分布管5，其中还包括：升降锥6和升降杆7，气体分布器本体4的底部开设有通孔41，升降锥6设置在气体分布器本体4内部，具体地，在气体分布器的锥体47内部，且活动封堵在通孔41处；升降锥6和升降杆7固定连接，升降杆7的升降运动带动升降锥相对于通孔41升降运动，以开启或关闭升降锥与气体分布器本体4之间的间隙。 

升降锥和升降杆之间可以焊接固定，或铆接固定等。气体分布器本体可以采用现有碗型结构，亦可根据实际需要进行设计，一般而言，安装完成后，气体分布器本体呈现为两侧高，中间低的状态。上述结构的气体分布器，设置了升降锥和升降杆，停车时首先用手轮将升降锥向下压紧，以防止浆状溶液从通孔流出，然后关闭冲洗气。正常使用时，先向分布器本体中注入冲洗气体，然后抬升升降杆，使升降锥处于向上，离开分布器本体，冲洗气体从缝隙吹出，可冲刷分布器本体面，防止沉积。 

气体分布器本体的优选实现方式为：气体分布器本体4包括连通的锥体47和接管48，接管48设置在锥体47下方，形成通孔41，升降杆7穿设在接管48中；锥体47上开设有进气孔42，气体分布管5固定设置在分布器本 体4的内表面上，且与进气孔42连通，接管48用于与气-液-固三相反应器的床体固定。锥体制造简单，且便于根据实际需求设计置锥体的锥顶角度。 

为了防止气体分布管在突然断气情况下发生堵塞，进一步地，气体分布管5由不锈钢金属丝绕制而成。气体分布管的结构示意图参见图2B。不锈钢金属丝绕制成的气体分布管，间隙小且均匀密布，能有效阻挡大于30微米的固体颗粒，防止堵塞，很适用于气-液-固三相反应器的工况。 

气体分布管的位置方式优选的是，气体分布管5的中轴线平行于分布器本体4的中轴线，这样可以改善从气体分布管5中出来的原料气的方向，以保证原料气更均匀的与浆状溶液反应，从而提高合成效率。 

实际应用中，根据三相反应器尺寸的不同，气体分布管的数量从几十个到上千个不等。 

在本实施例中，气体分布管的直径为25mm-65mm，高度为100mm-250mm。这种型号气体分布管的通气效率能够满足要求。 

本实施例一提供的气体分布器，便于进行清洗，且选用不锈钢金属丝绕制而成气体分布管，原料气从气体分布管的各个方向的缝隙中出来，改善了原料气输送的均匀性。 

图3A为本实用新型实施例二提供的气体分布器结构示意图，图3B为图3A的A局部放大示意图。本实用新型实施例二在实施例一的技术方案基础之上，优选的是，气体分布器还包括衬筒8，衬筒8滑设在接管48的内壁上，接管48靠近锥体47的端部设置有凸块49，凸块49用于密封衬筒8的端面。没有设置衬筒时，为了保证升降锥封堵效果且便于将升降锥取出，升降锥的尺寸应尽量接近通孔尺寸，或是在升降锥的边缘处设置塑性物。设置衬筒后，升降锥和尺寸需与衬筒的尺寸匹配即可，这样便于在停车后将升降锥取出气体分布器本体外，此时气体分布器本体上的通孔可变为检修孔。 

另外，本实用新型实施例二与实施例一还有以下不同之处：在本实施例中，气体分布管5的中轴线垂直于分布器本体4的内表面，与上述实施例中气体分布管5的中轴线平行于分布器本体4的中轴线的布置方式相同，如此设置也能保证从气体分布管5中出来的原料气的方向，以使得原料气更均匀地与浆状溶液反应，从而提高合成效率。 

为了保证浆状溶液不从衬筒和升降杆之间的缝隙流出，气体分布器还可 以包括密封填料筒9，密封填料筒9固定设置在衬筒8远离分布器本体4的端部，升降杆7伸出密封填料筒9。 

实际应用中，由于气-液-固三相反应器的内部温度较高，为了补偿气体分布器的热胀冷缩，进一步地，气体分布器本体的上部边缘处为波形结构10。 

更进一步地，衬筒8的侧壁上连接有排放管12和冲洗气体入口管11，伸出接管48的侧壁，连通衬筒8的内部。设置排放管12以便于排除污渍，设置冲洗气体入口管11以便于通过冲洗气体。此处在密封填料筒底部用法兰，形成人孔13。 

本实施例以同时设置冲洗气体入口管、排放管和人孔为例进行的示意。设置冲洗气体入口管后，可以直接从冲洗气体入口管中通入冲洗气体，增加了清洗操作的便利性。排放管的位置可以高于或低于冲洗气体入口管，较宜的是低于冲洗气体入口管。设置人孔可以增加检修的便利性。 

本实用新型实施例二提供的气体分布器，不仅便于清洗，还便于排污，且操作简单，节省了人力物力。 

图4A为本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器的局部结构示意图，图4B为图4A的俯视示意图。本实用新型实施例三提供一种气-液-固三相反应器，至少包括床体14，床体14上开设有主进气口15，其中还包括本实用新型任意实施例所述的气体分布器，气体分布器的分布器本体4位于床体14底部，且分布器本体4的上部边缘切线方向与床体14的内表面夹角为30°-45°；床体14上设置有接管孔16，气体分布器的升降杆7伸出接管孔16。 

分布器本体的上部边缘切线方向与床体的内表面夹角α为30°-45°，有利于原料气及时向气体分布管中输送。本实用新型实施例提供的气-液-固三相反应器，在不改变气体分布器设置位置的前提下，实现了方便清洗气体分布器，且气体分布器结构紧凑，功能可靠。实际应用中，床体底部也可以开设排放口以便于排污。 

具体地，主进气口15开设在床体14的底部，且主进气口15位于床体14内部的一侧设有均气罩17。设置均气罩17是为了使从主进气口15输送进来的原料气更加均匀地进入气体分布器的气体分布管。 

实际应用中，主进气口15的数量为1-4个。主进气口的数量取决于反应器直径的大小，直径大则多设进气口，反之则少设进气口。 

下面将根据实际工况的不同，分类介绍使用本实施例三提供的气-液-固三相反应器的过程，以在升降锥远离锥体的端部设置有手轮为例。 

原始开车或大检修后开车后的操作过程：升降锥用手轮向下压紧；导入冲洗气和原料气；注入浆液；转动手轮使升降锥向上，离开衬筒端面；转入正常开车程序。 

若出现事故停车，循环机因故跳车，原料气突然中断，此时操作过程如下：立即用手轮将升降锥向下压紧；排掉从分布管中漏出的液体；排出故障后，再开循环机；投入反吹气及原料气；转动手轮使升降锥向上，离开衬筒端面，转入正常开车。 

若计划停车，此时操作过程为：用手轮将升降锥向下压紧；将塔内浆液排空；停循环机，停原料气及冲洗气；进入维修程序。 

本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器，具有本实用新型任意实施例提供的气体分布器，使得气体分布器不易被浆液堵塞，维护方便，清洗便利，且气体分布器输出的原料气更加均匀，提高了气-液-固三相反应器的合成效果，且可有效防止浆液堵塞，分气均匀。 

图5为本实用新型实施例四提供的气-液-固三相反应器的局部结构示意图。本实用新型实施例四提供一种气-液-固三相反应器，其与实施例三的不同之处在于：气体分布管5垂直与分布器本体4内表面设置，其他部分的介绍详见实施例三，在此不再赘述。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (12)

1.一种气体分布器，包括连通设置的气体分布器本体和气体分布管，其特征在于，还包括：

升降锥，所述气体分布器本体的底部开设有通孔，所述升降锥设置在所述气体分布器本体内部，且活动封堵在所述通孔处；

升降杆，所述升降锥和升降杆固定连接，所述升降杆的升降运动带动所述升降锥相对于通孔升降运动，以开启或关闭所述升降锥与所述气体分布器本体之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于：

所述气体分布器本体包括连通的锥体和接管，所述接管设置在所述锥体下方，形成所述通孔，所述升降杆穿设在所述接管中；所述锥体上开设有进气孔，所述气体分布管固定设置在所述分布器本体的内表面上，且与所述进气孔连通，所述接管用于与气-液-固三相反应器的床体固定。

3.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于：

所述气体分布管由不锈钢金属丝绕制而成。

4.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于：

所述气体分布管的中轴线平行于所述分布器本体的中轴线，或垂直于所述分布器本体的内表面。

5.根据权利要求2所述的气体分布器，其特征在于：

还包括衬筒，所述衬筒滑设在所述接管的内壁上，所述接管靠近所述锥体的端部设置有凸块，所述凸块用于密封所述衬筒的端面。

6.根据权利要求5所述的气体分布器，其特征在于：

还包括密封填料筒，所述密封填料筒固定设置在所述衬筒远离所述锥体的端部，所述升降杆伸出所述密封填料筒。

7.根据权利要求5所述的气体分布器，其特征在于：

所述衬筒的侧壁上连接有排放管和冲洗气体入口管，伸出所述接管的侧壁，连通所述衬筒的内部。

8.根据权利要求1-7任一所述的气体分布器，其特征在于：

所述气体分布器本体的上部边缘处为波形结构。

9.根据权利要求1-7任一所述的气体分布器，其特征在于：

所述气体分布管的直径为25-65mm，高度为100-250mm。

10.一种气-液-固三相反应器，至少包括床体，所述床体上开设有主进气口，其特征在于：

还包括权利要求1-9任一所述的气体分布器，所述气体分布器的分布器本体位于所述床体底部；且所述分布器本体的上部边缘切线方向与所述床体的内表面夹角为30°-45°；

所述床体上设置有接管孔，所述气体分布器的升降杆伸出所述接管孔。

11.根据权利要求10所述的气-液-固三相反应器，其特征在于：

所述主进气口开设在所述床体的底部，且所述主进气口位于所述床体内部的一侧设有均气罩。

12.根据权利要求10或11所述的气-液-固三相反应器，其特征在于：

所述主进气口的数量为1-4个。

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