CN205495530U - 一种旋流式入口扩散器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋流式入口扩散器，它包括同轴连接的筒体、缓冲板、盖板和碎流板，筒体的顶端焊接有法兰，筒体的底端安装有中心开设圆形出口的底板，所述底板的上表面固定有数个呈螺旋状排布的上层导流板，底板的下表面固定有数个呈螺旋状排布的下层导流板，上层导流板和下层导流板围成中心为圆柱状的混合腔作为气液介质的通道，上层导流板的上方自下向上依次设有盖板、缓冲板，缓冲板扣压在盖板的上方，下层导流板的下方安装有碎流板。本实用新型具有缓冲效果强，气液混合充分，液相喷洒面积大等优点，能够消除液相偏流，降低液相沿径向分配的峰值，将气液介质均匀地扩散到整个反应器截面上，为催化加氢反应的稳定进行创造条件。

Description

一种旋流式入口扩散器

技术领域

本实用新型涉及石化行业加氢反应器设备技术领域，具体的说是一种旋流式入口扩散器，适用于气液两相流体从小截面流域进入大截面流域时，实施消减冲力、流体分散和气液混合。

背景技术

加氢反应器是生产清洁燃料油的主要装置，其进料物流具有压力高、流速快的特点。入口扩散器是气液介质进入加氢反应器遇到的第一个部件，其作用是使气液两相混合，消除气液介质对分配盘等内构件的垂直冲击，将气液进料均匀地分散至整个反应器截面上。加氢反应能否稳定进行，催化剂能否充分发挥作用，产品质量是否满足需求，与入口扩散器的结构密切相关。

入口扩散器的结构形式有多种，包括喷头型、盘式扩散器、拉杆式扩散器、侧隙管型扩散器、多层锥型扩散器、多管式扩散器以及锥体双层多孔板型扩散器等。但目前使用的入口扩散器存在着液相沿径向分配的峰值较高、液相偏流程度较大等问题。

目前国内使用的加氢反应器入口扩散器大部分都采用美国联合油公司推出的UOC型加氢反应器入口扩散器，这种扩散器包括圆柱形外筒、锥形内筒、环形底板和两层圆形碎流板，反应介质进入该扩散器后，先经上部锥体缓冲整流后，再通过两层孔板的节流、碰撞，扩散到分配盘上。这种扩散器结构缓冲效果好，气液两相可充分混合，液相喷洒面积大，但液相的分配状况受气速变化的影响较大，易出现偏流，压降大，且结构复杂，扩散器第二层碎流板的作用并不明显。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旋流式入口扩散器，以解决现有的入口扩散器存在的缓冲力度不够，液相喷洒面积小、沿径向分配的峰值较高，易出现偏流的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种旋流式入口扩散器，它包括同轴连接的筒体、缓冲板、盖板和碎流板，筒体的顶端焊接有用于与反应器顶部连接的法兰，筒体的底端安装有中心开设圆形出口的底板，所述底板的上表面固定有数个呈螺旋状排布的上层导流板，底板的下表面固定有数个呈螺旋状排布的下层导流板，上层导流板和下层导流板围成中心为圆柱状的混合腔作为气液介质的通道，上层导流板的上方自下向上依次设有盖板、缓冲板，缓冲板扣压在盖板的上方，下层导流板的下方安装有碎流板。

作为本实用新型的进一步改进，所述上层导流板与下层导流板设置的旋转方向一致。

作为本实用新型的更进一步改进，所述上层导流板和下层导流板的数量均为8—16个，为矩形平面板、弧形面板、波纹板或冲孔筛板。

作为本实用新型的更进一步改进，所述缓冲板的形状为球形面板、锥形面板或椭球形面板，缓冲板的周边均布有4—16个三角形或梯形呈放射状排布的条缝。

作为本实用新型的更进一步改进，所述盖板为中心开孔的环状平板，盖板中心开孔的直径与底板中心出口的直径相等，盖板的外沿直径不大于筒体内径的7/8，盖板与筒体内壁之间形成环形缝隙。

作为本实用新型的更进一步改进，所述中心出口的直径不小于筒体内径的1/2。

作为本实用新型的更进一步改进，所述碎流板为圆形平板，碎流板上开设多个碎流孔，碎流孔的开孔尺寸或者数量由外向内逐渐减小，碎流孔的形状选自圆形、多边形、环形、扇形、螺旋线形的一种或两种形状以上的组合。

本实用新型在使用时，气液两相物料进入入口扩散器后分为两路：一路通过缓冲板上的条缝进入混合腔，垂直向下流动，另一路通过上层导流板之间的间隙沿螺旋方向切向进入混合腔。这两路流体的流动方向基本垂直，有助于气液两相介质的碰撞及混合，减少液相的偏流。气液两相介质流经筒体底部的出口后，在碎流板和下层导流板的共同作用下，分两路流出入口扩散器：一路通过碎流孔垂直向下流动，另一路通过下层导流板之间的间隙沿螺旋方向切向流出入口扩散器，气液介质在流出扩散器前再次进行混合再分配，有效避免了液相偏流现象。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型具有较强的缓冲效果：缓冲板和盖板对进入扩散器的气液物料流具有阻挡和分流作用，减小了气液介质对筒体底板的冲击；下层导流板使出口气液流具有了切向速度，减小了气液介质对碎流板的冲击；碎流板的阻挡作用，减小了气液介质对下层分配器的冲击；

（2）本实用新型具有多级碎流雾化性能：缓冲板、盖板、上层导流板、下层导流板、碎流板和混合腔均对进料液相具有破碎整流作用，有利于促进气液两相的充分混合和均匀分配；

（3）本实用新型具有良好的预分配性能：缓冲板中心区域对进料物流的阻挡作用和上层导流板的切向导流作用均可以避免混合腔内液体出现中心汇流；下层导流板的切向导流作用能够使流出扩散器的液体旋转分散开，消除了液相偏流现象，减少了液相沿径向分配的峰值；碎流板的溅射作用和碎流孔的喷射作用既扩大了液相的喷洒面积，又保证了扩散器下方液体稳定的流量，提高了流出扩散器的气液介质在整个反应器截面上分布的均匀程度；

（4）上层导流板与下层导流板的导流方向相反，迫使气液物流在混合腔内改变运动方向，形成漩涡流，提高气液两相的混合传热效果；

（5）与国内工业上使用广泛的双层多孔板式扩散器相比，本实用新型只设有一层碎流板，总高度较低，提高了反应器的空间利用率；

（6）本实用新型中气液进料的流道顺畅、动能损失较小，使扩散器的压降较小。

本实用新型缓冲效果明显、气液混合分散性能良好、液相喷洒面积大、结构简单、压降小，具有优异的预分配性能，能够消除液相偏流，降低液相沿径向分配的峰值，将气液介质均匀地扩散到整个反应器截面上，有助于催化加氢反应的稳定进行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中本实用新型去掉筒体后的结构示意图；

图中：1、筒体，2、缓冲板，3、盖板，4、混合腔，5、碎流板，6、碎流孔，7、法兰，8、底板，9、中心出口，10、上层导流板，11、下层导流板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1、图2所示的一种旋流式入口扩散器，它包括同轴连接的筒体1、缓冲板2、盖板3和碎流板5，筒体1的顶端焊接有用于与反应器顶部连接的法兰7，筒体1的底端安装有中心开设圆形出口9的底板8，底板8的上表面固定有8—16个呈螺旋状排布的上层导流板10，底板8的下表面固定有8—16个呈螺旋状排布的下层导流板11，上层导流板10和下层导流板11围成中心为圆柱状的混合腔4作为气液介质的通道，上层导流板10的上方自下向上依次设有盖板3、缓冲板2，缓冲板2扣压在盖板3的上方，下层导流板11的下方安装有碎流板5。

上层导流板10和下层导流板11设置的旋转方向一致。

上层导流板10与下层导流板11的形状为矩形平面板、弧形面板、波纹板或冲孔筛板。

缓冲板2的形状为球形面板、锥形面板或椭球形面板，缓冲板2的周边均布有4—16个三角形或梯形呈放射状排布的条缝。

盖板3为中心开孔的环状平板，盖板3中心开孔的直径与底板8中心出口9的直径相等，盖板3的外沿直径不大于筒体1内径的7/8，盖板3与筒体1内壁之间形成环形缝隙。

中心出口9的直径不小于筒体1内径的1/2。

碎流板5为圆形平板，碎流板5上开设多个碎流孔6，碎流孔6的开孔尺寸或者数量由外向内逐渐减小，碎流孔6的形状选自圆形、多边形、环形、扇形、螺旋线形的一种或两种形状以上的组合。

本实施例中碎流孔6的形状为圆形，其开孔直径由外向内逐渐减小。

本实用新型所述的一种旋流式入口扩散器，使用过程中，气液介质由筒体1顶部进入扩散器，经缓冲板2和盖板3缓冲后，分两路进入混合腔4：一路通过缓冲板2的条缝进入混合腔4，垂直向下流动，另一路通过上层导流板10的间隙沿螺旋方向切向进入混合腔4，两路流体的流动方向基本垂直，在混合腔4中碰撞混合后向下流动。气液介质流出底板8的出口9后，分两路流出扩散器：一路通过碎流孔6喷射向下流动，另一路在下层导流板11的导流作用下沿碎流板5切向流出扩散器。下层导流板11与上层导流板10的导流方向相反，强化了气液介质在混合腔4中的混合分散效果，且下层导流板11使出口物流具有了切向速度，消除了液相偏流，减小了气液介质对碎流板5的冲击。气液介质撞击到碎流板5上，进一步碎流雾化，扩大了液相喷淋面积，降低了液相沿径向分配的峰值，使气液介质均匀地分散到整个反应器截面上，避免了进料物流对下层分配盘的冲击。

本实用新型可用于石油炼制工业中气液并流的加氢反应器内，具有缓冲效果强，气液混合充分，液相喷洒面积大等优点，能够消除液相偏流，降低液相沿径向分配的峰值，将气液介质均匀地扩散到整个反应器截面上，为催化加氢反应的稳定进行创造条件。

Claims (7)

1.一种旋流式入口扩散器，它包括同轴连接的筒体（1）、缓冲板（2）、盖板（3）和碎流板（5），筒体（1）的顶端焊接有用于与反应器顶部连接的法兰（7），筒体（1）的底端安装有中心开设圆形出口（9）的底板（8），其特征在于：所述底板（8）的上表面固定有数个呈螺旋状排布的上层导流板（10），底板（8）的下表面固定有数个呈螺旋状排布的下层导流板（11），上层导流板（10）和下层导流板（11）围成中心为圆柱状的混合腔（4）作为气液介质的通道，上层导流板（10）的上方自下向上依次设有盖板（3）、缓冲板（2），缓冲板（2）扣压在盖板（3）的上方，下层导流板（11）的下方安装有碎流板（5）。

2.根据权利要求1所述的一种旋流式入口扩散器，其特征在于：所述上层导流板（10）与下层导流板（11）设置的旋转方向一致。

3.根据权利要求1或2所述的一种旋流式入口扩散器，其特征在于：所述上层导流板（10）和下层导流板（11）的数量均为8—16个，为矩形平面板、弧形面板、波纹板或冲孔筛板。

4.根据权利要求3所述的一种旋流式入口扩散器，其特征在于：所述缓冲板（2）的形状为球形面板、锥形面板或椭球形面板，缓冲板（2）的周边均布有4—16个三角形或梯形呈放射状排布的条缝。

5.根据权利要求4所述的一种旋流式入口扩散器，其特征在于：所述盖板（3）为中心开孔的环状平板，盖板（3）中心开孔的直径与底板（8）中心出口（9）的直径相等，盖板（3）的外沿直径不大于筒体（1）内径的7/8，盖板（3）与筒体（1）内壁之间形成环形缝隙。

6.根据权利要求5所述的一种旋流式入口扩散器，其特征在于：所述中心出口（9）的直径不小于筒体（1）内径的1/2。

7.根据权利要求6所述的一种旋流式入口扩散器，其特征在于：所述碎流板（5）为圆形平板，碎流板（5）上开设多个碎流孔（6），碎流孔（6）的开孔尺寸或者数量由外向内逐渐减小，碎流孔（6）的形状选自圆形、多边形、环形、扇形、螺旋线形的一种或两种形状以上的组合。