CN202621141U - 气体分布器及气-液-固三相反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的气体分布器及气-液-固三相反应器，其中气体分布器包括：气体分布器本体，气体分布器本体上开设有条形孔，作为进气孔，条形孔的数量为多个，且各个条形孔基于所述气体分布器本体的中心呈放射状分布；气体分布管，气体分布管上设有多个开口，多个开口之间经气体分布管内腔相互贯通；气体分布管固定在气体分布器本体的一侧，气体分布管的形状与条形孔的形状匹配，且气体分布管上至少一个开口与条形孔连通。本实用新型提供的气体分布器及气-液-固三相反应器，气体分布管上设有多个开口，使用中，即便某个开口出现堵塞现象，也不会影响整个气体分布管的通气性，这样就降低了气体分布管被堵塞的几率，生产的安全性更高。

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和反应器封头21，气体分布管1放置在反应器封头21上。反应器封头21上开设有小圆通孔，作为进气孔，进气孔的尺寸为Φ5-Φ8。气体分布管1为直通管，其横截面为环状，直通管的内孔和小圆通孔连通，以将原料气从床体的底部引入至床体的上部。原料气的流动方向参见图1中的箭头所示。

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沿着气体分布管的进气孔返流入气体分布管中，并在管中集聚。再开车时，进入的原料气在催化剂作用下，在气体分布管内发生剧烈反应，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，用于优化现有的气体分布器结构，减少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，其中，包括：

气体分布器本体，所述气体分布器本体上开设有条形孔，作为进气孔，所述条形孔的数量为多个，且各个所述条形孔基于所述气体分布器本体的中心呈放射状分布；

气体分布管，所述气体分布管上设有多个开口，多个开口之间经所述气体分布管内腔相互贯通；所述气体分布管固定在所述气体分布器本体的一侧，所述气体分布管的形状与所述条形孔的形状匹配，且所述气体分布管上至少一个开口与所述条形孔连通。

如上所述的气体分布器，优选的是，

所述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，形成通孔；所述锥体上开设有所述条形孔，所述气体分布管固定设置在所述锥体的内表面上，且与所述条形孔连通，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，

所述条形孔开设在所述锥体的母线方向上。

如上所述的气体分布器，优选的是，还包括：

升降锥，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，且转动轴与所述升降杆的方向平行，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，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。

如上任一所述的气体分布器，优选的是，

所述气体分布管为不锈钢金属丝缠绕成的线圈，相邻两圈金属丝之间的缝隙作为所述开口。

如上所述的气体分布器，优选的是，

所述线圈的两端固定有密封板，所述密封板与所述条形孔的两端固定连接。

如上所述的气体分布器，优选的是，

所述气体分布管的直径为25mm-65mm，长度为500mm-2000mm。

如上任一所述的气体分布器，优选的是：

所述锥体的上部边缘处为波形结构。

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，所述气体分布器的气体分布器本体固定在所述床体的底部，且所述气体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°。

如上所述的气-液-固三相反应器，优选的是：

所述主进气口位于所述床体内部的一侧上罩设有均气罩。

如上所述的气-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，气体分布管上设有多个开口，多个开口之间经气体分布管内腔相互贯通。这样，即便某个开口出现堵塞现象，也不会影响整个气体分布管的通气性，这样就降低了气体分布管被堵塞的几率，生产的安全性更高。

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二提供的气体分布器的结构示意图；

图2b为图2a的俯视图；

图2c为图2a的B-B向剖视图；

图2d为图2a的M处放大示意图；

图2e为图2a的N处放大示意图；

图2f为本实用新型实施例二提供的气体分布器的气体分布管结构示意图；

图2g为图2f的左视图。

图3a为本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器的结构示意图；

图3b为图3a的俯视图。

附图标记：

1-气体分布管；    21-反应器封头；    2-气体分布器本体；

3-气体分布管；    31-开口；          22-条形孔；

23-锥体；         24-接管；          5-升降锥；

6-升降杆；        7-衬筒；           71-凸块；

8-密封填料筒；    9-排放管；         10-冲洗气体入口管；

11-床体；         12-主进气口；      13-均气罩；

14-密封板。

具体实施方式

本实用新型实施例一提供一种气体分布器，其包括气体分布器本体和气体分布管；气体分布器本体上开设有条形孔，作为进气孔，条形孔的数量为多个，且各个条形孔基于气体分布器本体的中心呈放射状分布；气体分布管上设有多个开口，多个开口之间经气体分布管内腔相互贯通；气体分布管固定在气体分布器本体的一侧，气体分布管的形状与条形孔的形状匹配，且气体分布管上至少一个开口与条形孔连通。

与现有技术相同的是，本实施例提供的气体分布器也安装在气-液-固三相反应器的床体下部。上述技术方案中，原料气的流向为：外部输入的原料气先到达作为进气孔的条形孔中，然后再到达气体分布管中，最后经由气体分布管上的开口输送至气-液-固三相反应器的上部。

上述技术方案中，气体分布管上设有多个开口，多个开口之间经气体分布管内腔相互贯通。每个开口的尺寸应符合行业标准中的要求。在本实施例中，气体分布管具有多个开口，使用中即便某个开口出现堵塞现象，也不会影响整个气体分布管的通气性，这样就降低了气体分布管被堵塞的几率，生产的安全性更高。

图2a为本实用新型实施例二提供的气体分布器的结构示意图，图2b为图2a的俯视图，图2c为图2a的B-B向剖视图，图2d为图2a的M处放大示意图，图2e为图2a的N处放大示意图，图2f为本实用新型实施例二提供的气体分布器的气体分布管结构示意图，图2g为图2f的左视图。

参见图2a和图2c，本实用新型实施例二提供一种气体分布器，其包括气体分布器本体2和气体分布管3；气体分布器本体2上开设有条形孔22，作为进气孔，条形孔22的数量为多个，且各个条形孔22基于气体分布器本体2的中心呈放射状分布；气体分布管3上设有多个开口31，多个开口31之间经气体分布管3内腔相互贯通；气体分布管3固定在气体分布器本体2的一侧，气体分布管3的形状与条形孔22的形状匹配，且气体分布管3上至少一个开口31与条形孔22连通。

参见图2a，可选地，分布器本体采用以下实现方式：分布器本体2包括连通的锥体23和接管24，接管24设置在锥体23下方，形成通孔；锥体23上开设有条形孔22，气体分布管3固定设置在锥体23的内表面上，且与条形孔22连通，接管24用于与气-液-固三相反应器的床体固定。

上述实现方式的分布器本体，结构紧凑，且便于后续与气-液-固三相反应器床体固定，使用也很方便。

参见图2a和图2b，进一步地，气体分布器还包括升降锥5和升降杆6；升降锥5设置在气体分布器本体2内部，且活动封堵在通孔处；升降锥5和升降杆6固定连接，且转动轴与升降杆6的方向平行，升降杆6的升降运动带动升降锥5相对于通孔升降运动，以开启或关闭升降锥5与气体分布器本体2之间的间隙。图2a中的虚线示意了升降锥5在升降杆6的带动下，可相对于气体分布器本体2的位置，其中虚线示意了升降锥5与气体分布器本体2之间的间隙开启的情形，实现示意了升降锥5与气体分布器本体2之间的间隙关闭的情形。

升降锥和升降杆之间可以焊接固定，或铆接固定等。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。

参见图2a和图2d，进一步地，气体分布器还包括衬筒7，衬筒7滑设在接管24的内壁上，接管24靠近锥体23的端部设置有凸块71，凸块71用于密封衬筒7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。

参见图2a，为了保证浆状溶液不从衬筒7和升降杆6之间的缝隙流出，气体分布器还可以包括密封填料筒8，密封填料筒8固定设置在衬筒7远离锥体23的端部，升降杆6伸出密封填料筒8。

参见图2a，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，具体地，锥体23的上部边缘处为波形结构。

参见图2a，更进一步地，衬筒7的侧壁上连接有排放管9和冲洗气体入口管10，伸出接管24的侧壁，连通衬筒7的内部。

设置排放管以便于排除污渍，设置冲洗气体入口管以便于通过冲洗气体。此处在密封填料筒底部用法兰，作为人孔。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。

参见图2c、图2e、图2f和图2g，下面气体分布管的优选实现方式。

优选的是，气体分布管3为不锈钢金属丝缠绕成的线圈，相邻两圈金属丝之间的缝隙作为开口31。

参见图2c，若气体分布管采用线圈型结构，条形孔22的内壁形状最好也为弧形，以使线圈能够和条形孔22的内壁尽量贴合。将线圈固定在条形孔22内壁上之后，线圈的部分可能伸出到条形孔22的另一侧，实际应用中，可以先将线圈固定在条形孔22内壁，然后再切除线圈位于条形孔22另一侧的部分线圈，即图2c中D1和D2所示意的那部分，切除后，沿线圈的轴线方向，位于线圈的一侧至少部分会呈开口状，以便于将原料气通入到气体分布管3的内腔中。

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。

为了防止原料气从线圈两端的敞口进入到气-液-固三相反应器的上部，线圈的两端可固定有密封板14，密封板14与条形孔22的两端固定连接。

实际应用中，气体分布管3的直径为25mm-65mm，长度为500mm-2000mm。这种型号气体分布管3的通气效率能够满足要求。

采用金属丝绕制成的线圈作为气体分布管，大大增加了开口的数量，原料气能够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。另外，由于金属丝和金属丝之间的缝隙小，气体分布管被堵塞的几率也大大降低。

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3a为本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器的结构示意图，图3b为图3a的俯视图。

参见图3a，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11，床体11上开设有主进气口12，其还包括本实用新型任意实施例所述的气体分布器，气体分布器的气体分布器本体2固定在床体11的底部，且气体分布器本体2的上部边缘切线方向与床体11的内表面夹角为30°-45°。

本实施例中，气体分布器本体采用锥体和接管的结构，床体上开设了接管孔，以使接管能够伸出接管孔，且使床体能与气体分布器本体固定连接。

上述技术方案的气-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12位于床体11内部的一侧上罩设有均气罩13。

设置均气罩是为了使从主进气口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12的数量为1-4个。主进气口12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五提供的气-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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (13)

1.一种气体分布器，其特征在于，包括：

气体分布器本体，所述气体分布器本体上开设有条形孔，作为进气孔，所述条形孔的数量为多个，且各个所述条形孔基于所述气体分布器本体的中心呈放射状分布；

气体分布管，所述气体分布管上设有多个开口，多个开口之间经所述气体分布管内腔相互贯通；所述气体分布管固定在所述气体分布器本体的一侧，所述气体分布管的形状与所述条形孔的形状匹配，且所述气体分布管上至少一个开口与所述条形孔连通。

2.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，

所述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，形成通孔；所述锥体上开设有所述条形孔，所述气体分布管固定设置在所述锥体的内表面上，且与所述条形孔连通，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2所述的气体分布器，其特征在于，

所述条形孔开设在所述锥体的母线方向上。

4.根据权利要求2所述的气体分布器，其特征在于，还包括：

升降锥，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，且转动轴与所述升降杆的方向平行，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。

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1-6任一所述的气体分布器，其特征在于，

所述气体分布管为不锈钢金属丝缠绕成的线圈，相邻两圈金属丝之间的 缝隙作为所述开口。

8.根据权利要求7所述的气体分布器，其特征在于，

所述线圈的两端固定有密封板，所述密封板与所述条形孔的两端固定连接。

9.根据权利要求1所述的气体分布器，其特征在于，

所述气体分布管的直径为25mm-65mm，长度为500mm-2000mm。

10.根据权利要求2-6任一所述的气体分布器，其特征在于：

所述锥体的上部边缘处为波形结构。

11.一种气-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1-10任一所述的气体分布器，所述气体分布器的气体分布器本体固定在所述床体的底部,且所述气体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°。

12.根据权利要求11所述的气-液-固三相反应器，其特征在于：

所述主进气口位于所述床体内部的一侧上罩设有均气罩。

13.根据权利要求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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