CN211098921U - 一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器，该扩散器包括上端开放、下端由底板封闭的筒体；筒体内腔中部设有由筛孔板及其上部溢流堰构成的均液箱，该均液箱的上部设有锥形帽；底板下部设有与筒体同轴的下降管，下降管下部间隔的设有破碎板I，破碎板I下部间隔的设有破碎板II；筛孔板下部与底板内壁之间、以下降管轴线为圆心的圆周上均布有多个导流叶片。本实用新型具有如下优点：1、气相流对液相流的雾化效果明显，提高了气液两相流的对流扩散性，细小的雾滴有利于增加氢气向液相流的溶解速度和溶解量；2、通过降液管与双层破碎板的喷射和破碎作用，使喷洒覆盖率提高，改善了底部偏流现象。

Description

一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器

技术领域

本实用新型属于扩散器技术领域，涉及一种石油或煤焦油炼制用加氢反应器内的溢流旋转混合破碎型入口扩散器。

背景技术

目前，普遍使用的入口扩散器水力学模拟分析和水力学冷模试验中，可以发现以下问题：1、气相流对液相流的扩散作用和对流作用不理想；2、氢气向液相流溶解的速率低；3、液相流喷洒到反应器气液顶分配盘板原截面上的偏流现象严重。

目前，国内外普遍使用的入口扩散器结构如附图1和附图2 所示，其基本由外筒体1、对半倒锥形筒体2、上圆形封板3、下圆环形封板4、中间隔板5、上圆形孔板6、下圆形孔板7、连接板8、定位板9组成。下圆环形封板4中心开有圆孔，安装在外筒体1底部的内端口，对半倒锥形筒体2的下部安装在下圆环形封板4的中心孔内边缘处，上圆形封板3的外边缘安装在对半倒锥形筒体2的上端口处，中间隔板5的下边安装在下圆环形封板4的上表面上、上边安装在上圆形封板3的下表面上，且按照中心线对齐。由此组合成两对矩形长条入口；上圆形孔板6上设有圆孔，下圆形孔板7上同样设有圆孔，上圆形孔板6安装在下圆环形封板4的下方，并留有一定的环向间隙；下圆形孔板7安装在上圆形孔板6的下方，也留有一定的环向间隙；连接板8的上部安装在下圆环形封板4的下边，中间凸台上部安装在上圆形孔板6的下表面、下部安装在下圆形孔板7的上表面。

工作时，气液两相流从反应器顶部进入，首先进入外筒体1的内部，分别从两对矩形长条孔对撞进入，两股正对的逆向流形成对撞后，一起从下圆环形封板4的中心圆孔处下落，再分别从上圆形孔板6与下圆环形封板4留有的环向间隙和上圆形孔板6的圆孔中喷出，上圆形孔板6圆孔中喷出的气液两相流又分流从下圆形孔板7与上圆形孔板6留有的环向间隙和下圆形孔板7的圆孔中喷出。

上述现有入口扩散器的主要缺点是：1、由于气液两相流分别从两对矩形长条口的上下分别进入,上部的气相流对下部的液相流的扩散效果和对流换热效果均不理想,不仅向下喷酒的液滴尺寸大而且偏流现象严重,液相流单位体积比表面积小,故氢气向液相流油品的扩散程度低、溶解速度慢；2、气液两相流分别从分别从上圆形孔板6与下圆环形封板4留有的环向间隙和上圆形孔板6的圆孔中及下圆形孔板7与上圆形孔板6留有的环向间隙和下圆形孔板7的圆孔中喷出，本来上部下来的液相流就偏流现象严重,再加上开孔率又特别高,故液相流不能被均匀地喷洒到反应器的气液顶分配盘上,尤其是大型反应器不均匀问题更为严重。

由此可见,现有加氢反应器内构件技术并没有跟上新型加氢催化剂的发展步伐,正制约着油品加氢技术的发展,因此,先进的、合理的反应器内构件将会大大提高新型加氢催化剂在加氢反应器中的作用。

为了使液相流和气相流之间通过强对流方式和高扩散方式进行有效换热和增加液相流中的氢气溶解度,即气相流对液相流的雾化程度的高与低,以及是否能够被均匀地喷酒在反应器顶部封头空间里,使反应器气液顶分配盘板得到均匀度非常好的气液两相流,是开发各种加氢反应器新型入口扩散器结构特性所面对的一大课题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有入口扩散器雾化和扩散性差、喷酒偏流现象严重等问题，提供一种可以改善加氢反应器顶部入口处气相流对液相流的扩散性差和反应器顶部封头气液两相流喷洒不均匀问题的加氢反应器内溢流旋转混合破碎型入口扩散器。

本实用新型采用的技术方案为：该扩散器包括上端开放、下端由底板封闭的筒体；其特点是：筒体内腔中部设有由筛孔板及其上部溢流堰构成的均液箱，该均液箱的上部设有锥形帽；底板下部设有与筒体同轴的下降管，下降管下部间隔的设有破碎板I，破碎板I下部间隔的设有破碎板II；筛孔板下部与底板内壁之间、以下降管轴线为圆心的圆周上均布有多个导流叶片。

采用上述结构，本实用新型具有如下优点：1、气相流对液相流的雾化效果明显，提高了气液两相流的对流扩散性，细小的雾滴有利于增加氢气向液相流的溶解速度和溶解量；2、通过降液管与双层破碎板的喷射和破碎作用，使喷洒覆盖率提高，改善了底部偏流现象，确保气液两相流能够更加均匀地喷撒在反应器顶部的封头空间里，减小气液顶分配盘板上液相物料的瞬时液位差，使各个气液分配器的吸液量趋同。

附图说明

图1为现有加氢反应器入口扩散器的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型导流叶片的结构示意图；

图5为本实用新型的工作状态图；

图6为本实用新型导流叶片的工作状态图。

具体实施方式

如图3、图4所示，本实用新型包括上端开放、下端由底板18封闭的筒体12。该筒体12上端口的内、外侧分别设有用于吊装的吊耳11及定位环板10。定位环板10可将本实用新型安装在反应器入口锻件上。筒体12内腔中部设有由筛孔板16及其上部溢流堰15构成的均液箱。该均液箱的上部设有锥形帽13。底板18下部设有与筒体12同轴、与筒体12内腔相通的下降管18。下降管18下部间隔的设有破碎板I21。破碎板I21下部间隔的设有破碎板II23。筛孔板16下部与底板18内壁之间、以下降管19轴线为圆心的圆周上均布有多个导流叶片17。均液箱支撑在多个导流叶片17上。

所述的锥形帽13是锥角为90°-120°的空心锥体。该锥形帽13通过3-4个支撑杆14支撑在均液箱的筛孔板16上。其作用是缓冲由管线入口进入的物料直接冲击筛孔板16，将物料分流后成一定角度进入由溢流堰15和筛孔板16构成的均液箱体。

溢流堰15为上端部圆周均布有多个V形槽口的封闭圆环；筛孔板16为均匀布有多个正三角形排列、孔距为30-50mm、直径为10-mm 15mm圆孔的筛孔板。这样，进入到均液箱体内的液相物料在溢流堰15的作用下会积攒一定高度，在密度差的作用下进行自由扩散，然后大部分液相物料从筛孔板16的孔中流出；另一部分液相则从V形槽口均匀流出。

溢流堰15的外壁、筒体12内腔及底板18上表面内壁形成环状的气相物料通道，原本沿竖直方向向下运动的气相被迫改变运动方向，沿水平方向向中心运动，进入由筛孔板16、导流叶片17和底板18形成的旋流箱体内部，在导流叶片17的作用下成旋流状继续向中心运动，此时从筛孔板16圆孔中竖直向下流动的液相被气相剪切成细小液滴，增加了比表面积，为增加氢气向液相流的溶解速度和溶解量提供了有利条件；从溢流堰15的V形槽口流出的液相一部分被气相剪切，另一部分液相将滴落在底板18上表面在气流和重力的影响下向下降管19流动。

破碎板I21是开有若干圆孔的圆板，直径大于下降管19直径，圆孔成中心放射状分布于破碎板I21上。破碎板I21通过3-4个连接杆I20水平安装在下降管19的下方且与其同轴。从下降管19中出来的气相呈螺旋状向下旋转，在遇到破碎板I21时，一部分气相改变运动方向，由竖直方向改为水平离心方向，其中夹带的液相随其成一定的扩散角度喷洒进反应器封头空间内；一部分气相会夹带着液相穿过破碎板I21上的圆孔进入下一层破碎板；还有一部分被气相夹带的液相会在气相改变运动方向时被甩出气相而滞留在破碎板I21上表面聚集成股，被气流吹动到破碎板边缘。快速流动的气流会在破碎板边缘形成压差，被气流吹动到破碎板边缘的液相在压差作用下再次被剪切破碎成液滴随气流进入封头空间。沿下降管19流下的液相同样在压差作用下被剪切破碎成液滴随气流进入封头空间。

破碎板II23是开有若干圆孔的圆板，直径小于破碎板I21直径，圆孔成中心放射状分布于破碎板II23上。破碎板II23采用3-4个连接杆II22水平安装在破碎板I21的下方且与其同轴。从破碎板I21上的圆孔下来的气相在遇到破碎板II23时，一部分气相改变运动方向，由竖直方向改为水平离心方向，其中夹带的液相随其成一定的扩散角度喷洒进反应器封头空间内；一部分气相会夹带着液相穿过破碎板II23上的圆孔进入下一层破碎板；还有一部分被气相夹带的液相会在气相改变运动方向时被甩出气相而滞留在破碎板II23上表面聚集成股，被气流吹动到破碎板边缘, 在压差作用下再次被剪切破碎成液滴随气流进入封头空间。至此完成了气液相物料由进入一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器到均匀喷洒进入反应器封头空间内的全过程。

如图5、图6所示，本实用新型的工作过程为：由反应器入口管道进入到该实用新型中的液相物料经过锥形帽13的缓冲进入溢流堰15内，随后分为两部分分别通过筛孔板16和溢流堰15的外壁进入导流叶片17与底板18形成的导流腔体内进行旋转运动，之后与气相物料混合一同从下降管19流出，在破碎板I21、破碎板II23的作用下均匀的进入下一层容器空间。

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，能够有效改善液相偏流，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 (5)

1.一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器，包括上端开放、下端由底板（18）封闭的筒体（12）；其特征是：筒体（12）内腔中部设有由筛孔板（16）及其上部溢流堰（15）构成的均液箱，该均液箱的上部设有锥形帽（13）；底板（18）下部设有与筒体（12）同轴的下降管（19），下降管（19）下部间隔的设有破碎板I（21），破碎板I（21）下部间隔的设有破碎板II（23）；筛孔板（16）下部与底板（18）内壁之间、以下降管（19）轴线为圆心的圆周上均布有多个导流叶片（17）。

2.根据权利要求1所述的一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器，其特征是：所述的锥形帽（13）是锥角为90°-120°的空心锥体；该锥形帽（13）通过3-4个支撑杆（14）支撑在均液箱的筛孔板（16）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器，其特征是：溢流堰（15）为上端部圆周均布有多个V形槽口的封闭圆环；筛孔板（16）为均匀布有多个正三角形排列、孔距为30-50mm、直径为10mm- 15mm圆孔的筛孔板。

4.根据权利要求1或2所述的一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器，其特征是：破碎板I（21）是开有若干圆孔的圆板，直径大于下降管（19）直径，圆孔成中心放射状分布于破碎板I（21）上；破碎板I（21）通过3-4个连接杆I（20）水平安装在下降管（19）的下方且与其同轴。

5.根据权利要求1或2所述的一种溢流旋转混合破碎型入口扩散器，其特征是：破碎板II（23）是开有若干圆孔的圆板，直径小于破碎板I（21）直径，圆孔成中心放射状分布于破碎板II（23）上；破碎板II（23）采用3-4个连接杆II（22）水平安装在破碎板I（21）的下方且与其同轴。

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