CN211686441U - 气液分配泡罩 - Google Patents

Abstract

一种气液分配泡罩，包括圆泡帽、连接板、中心管以及破碎器，所述圆泡帽与所述中心管的轴线重合，所述圆泡帽与所述中心管之间形成环形空间，所述圆泡帽的顶盖通过连接件与所述连接板的顶部中心固定连接，所述连接板的下部与所述中心管的顶部固定连接，所述中心管的下部设有破碎器，所述圆泡帽的下部侧壁上开设有多个泡帽条缝，所述泡帽条缝的宽度沿竖直向上的方向先增大后减小。本实用新型通过设置宽度沿竖直向上的方向先增大后减小的泡帽条缝，能够提高气液分配泡罩的操作负荷弹性，使之在极端负荷下的分配性能更加优越。

Description

气液分配泡罩

技术领域

本实用新型涉及一种气液分配泡罩，属于石油炼制与化工设备制造技术领域。

背景技术

加氢原料具有重质化、粘度大，性质不稳定、分布不均、易热解以及易结焦等特点，若堵塞加氢原料反应器床层，会影响催化剂寿命甚至导致催化剂失活，造成重大损失。

气液分配器是固定床加氢反应器的重要内构件，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作用，从而保证反应产物的质量和收率。气液分配性能直接影响反应物与催化剂接触时间的均衡性，物流宏观的沟流和短路最终会影响床层温度的分布和产品的质量。

现有的气液分配器按液体进入气体分配器方式分为溢流型、抽吸型和二者混合型。在溢流型气液分配器中，液体通过溢流孔进入分配器，其主要特点是压降小，适用于高粘度介质，缺点是对安装水平度要求苛刻，通常用于小直径反应器内或高粘度介质情况下。溢流和抽吸二者混合型分配器的压降性能和操作弹性较溢流型和抽吸型有所改善，但是分配性能有所下降。其原因是部分液体通过溢流孔直接进入中心管，这部分液体未经过雾化作用，对分配器的分配性能严重不利。

在抽吸型气液分配器中，液体通过气体携带进入分配器，专利文献CN200963585A中公开了一种抽吸型分配器，主要由泡帽、降液管、破碎器构成。当条缝介质在通过采用螺旋形条缝的泡帽时，由于条缝的宽度不变，条缝介质通过面积与气液负荷呈线性关系，即条缝的开度随气液量变化均匀升高或者降低。

在气液负荷大的工况下，现有矩形条缝和螺旋形条缝设计容易造成条缝开度过大，分配盘上液层过低，对于直径较大的分配盘，安装水平度稍有不足，就会造成分配盘干板，液封失效，气体从中心管直接通过，液体不能被气体带走，分配器失效；在气液负荷小的工况下，容易造成条缝开度过小，分配盘上液层过高，对于直径较大的分配盘，安装水平度稍有不足，就会造成分配盘某些部位条缝被淹没，气液不能通过，分配盘失效。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种气液分配泡罩，通过设置宽度沿竖直向上的方向先增大后减小的泡帽条缝，能够提高气液分配泡罩的操作负荷弹性，使之在极端负荷下的分配性能更加优越。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本实用新型提供一种气液分配泡罩，包括圆泡帽、连接板、中心管以及破碎器，所述圆泡帽与所述中心管的轴线重合，所述圆泡帽与所述中心管之间形成环形空间，所述圆泡帽的顶盖通过连接件与所述连接板的顶部中心固定连接，所述连接板的下部与所述中心管的顶部固定连接，所述中心管的下部设有破碎器，所述圆泡帽的下部侧壁上开设有多个泡帽条缝，所述泡帽条缝的宽度沿竖直向上的方向先增大后减小。

优选地，多个所述泡帽条缝沿所述圆泡帽的周向均匀设置。

优选地，所述泡帽条缝中部的宽度最大。

优选地，所述泡帽条缝为第一条缝，所述第一条缝的形状为菱形；或者，所述泡帽条缝为第二条缝，所述第二条缝的形状为菱形沿水平方向被切去上下两端的形状；或者，所述泡帽条缝为第三条缝，所述第三条缝的形状为椭圆形；或者，所述泡帽条缝为第四条缝，所述第四条缝的形状为椭圆形沿水平方向被切去上下两端的形状。

优选地，所述泡帽条缝的中心线竖直设置或者倾斜设置。

优选地，所述连接件为螺栓和螺母。

优选地，所述连接板与所述中心管焊接连接。

综上所述，本实用新型通过设置宽度沿竖直向上的方向先增大后减小的泡帽条缝，能够提高气液分配泡罩的操作负荷弹性，使之在极端负荷下的分配性能更加优越。

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本实用新型气液分配泡罩的结构剖视图；

图2为本实用新型第一条缝的示意图；

图3为本实用新型第二条缝的示意图；

图4为本实用新型第三条缝的示意图；

图5为本实用新型第四条缝的示意图；

图6为本实用新型第一对比条缝的示意图；

图7为本实用新型第二对比条缝的示意图。

具体实施方式

为实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型气液分配泡罩的结构剖视图。如图1所示，本实用新型提供一种气液分配泡罩，用于石油炼制与化工固定床加氢反应器中的气液分配，所述气液分配泡罩包括圆泡帽10、连接板20、中心管30以及破碎器40，所述圆泡帽10与所述中心管30的轴线重合，所述圆泡帽10与所述中心管30之间形成环形空间，所述圆泡帽10的顶盖通过连接件50与所述连接板20的顶部中心固定连接，所述连接板20的下部与所述中心管30的顶部固定连接，所述中心管30的下部设有破碎器40，所述中心管30的下部可以安装在分配盘60的开口中。所述圆泡帽10的侧壁部分环绕设置在所述中心管30外。

本实用新型并不限制所述圆泡帽10与所述连接板20、以及所述连接板20与所述中心管30的连接方式，例如所述连接件50可以包括图1中所示的螺栓51和螺母52，或者，所述连接件也可以通过铆接或者卡扣方式将所述圆泡帽10与所述连接板20固定连接；所述连接板20与所述中心管30可以通过焊接、粘接等方式固定连接。

本实用新型并不限制所述连接板20的形状和数量，只要其能够在连接所述圆泡帽10和所述中心管30的同时，使位于所述环形空间中的介质能够进入所述中心管30中便可。优选地，如图1所示，所述连接板20为U字形。

所述破碎器40用于进一步破流雾化气液混合物，本实用新型所述破碎器40可以为现有技术中的各种破碎器、破流板等。例如，所述破碎器40上可以设置破碎孔(图中未示出)，所述破碎孔可以由中心圆孔、环向开孔和径向开孔中的一种或几种组成。所述破碎器40可以通过筋板等过渡件与所述中心管30间接连接，也可以与所述中心管30直接连接(如焊接等)。

为了改善目前矩形条缝和螺旋形条缝在气液负荷变化较大时不能满足生产需求的问题，所述圆泡帽10的下部侧壁上开设有多个泡帽条缝11，所述泡帽条缝11的宽度沿竖直向上的方向先增大后减小。进一步地，所述泡帽条缝11沿所述圆泡帽10的周向均匀设置，更进一步地，所述泡帽条缝11中部的宽度最大。

具体来说，所述泡帽条缝11可以为多种形状。图2为本实用新型第一条缝的示意图；图3为本实用新型第二条缝的示意图；图4为本实用新型第三条缝的示意图；图5为本实用新型第四条缝的示意图。如图1和图2所示，所述泡帽条缝可以为第一条缝，所述第一条缝的形状为菱形；如图3所示，所述泡帽条缝可以为第二条缝，所述第二条缝的形状为菱形沿水平方向被切去上下两端的形状，即两个关于下底对称的等腰梯形组合而成的形状；如图4所示，所述泡帽条缝可以为第三条缝，所述第三条缝的形状为椭圆形；如图5所示，所述泡帽条缝可以为第四条缝，所述第四条缝的形状为椭圆形沿水平方向被切去上下两端的形状。需要补充的是，本实用新型中泡帽条缝的中心线L可以竖直设置，也可以倾斜设置(即与竖直方向之间存在一夹角)。本实用新型并不以此为限，泡帽条缝还可以为其他不规则形状以及多种形状的组合，即所有上下两端小而中间大的条缝形状均可适用于本实用新型的气液分配泡罩。

为了降低剪切条缝时的边缘应力，避免加工时的破裂，所述泡帽条缝可以为圆弧倒角。

通过上述设置，条缝面积随高度变化非线性，气液分配泡罩在工作时，在气液负荷大的工况下，条缝面积主要集中在中间部位，相同的气液负荷下与矩形条缝和螺旋形条缝相比，可以得到更高的分配盘上液层高度，在气液负荷小的工况下，可以得到较低的液层高度，也就是说，无论气液负荷大小，本实用新型中气液分配泡罩相较于传统的矩形条缝和螺旋形条缝泡罩，能够使液位更加接近条缝中线，操作弹性更好。

具体来说，气液混合物从分配盘60上方向下流动，液体在分配盘60上聚积形成液面，当液面高度超过圆泡帽10的下沿气液分配泡罩开始工作，气体从泡帽条缝11进入环形空间，由于泡帽条缝11的节流作用，气体流速增大，使环形空间内的液体雾化，与气体共同通过连接板20与中心管30之间的空隙进入中心管30。由于所述泡帽条缝11的宽度沿竖直向上的方向先增大后减小，使得所述泡帽条缝11在其中部的位置处具有较大的开口面积，从而使液面液位更加接近条缝中线。

下面结合具体实例来说明本实用新型的技术效果。

选择四种不同类型的泡帽条缝，第一对比条缝为矩形条缝(如图6所示)，第二对比条缝为螺旋形条缝(如图7所示)，第三种泡帽条缝为本实用新型中的第二条缝，第四种泡帽条缝为本实用新型中的第一条缝，其具体参数可参见下表表1：

表1

考察上述四种规格泡帽条缝在相同的打开面积或者面积比例条件下，对应的条缝打开开度情况，其中开度是指未被液相淹没的条缝高度占整个条缝高度百分比。对比结果可参见下表表2。

表2

由上表可以看出，在高气液比下，矩形条缝和螺旋形条缝的开度为90％，而第二条缝的开度为86.75％，第一条缝的开度为77.65％；在低气液比下，矩形条缝和螺旋形条缝的开度为10％，而第二条缝的开度为13.25％，第一条缝的开度为22.35％。

根据对比结果可以看出，无论气液负荷是变高还是变低，本实用新型气液分配泡罩相较于传统泡罩，其液位更加接近条缝50％中线，操作弹性更好。对于分配盘施工水平度有更好的适应能力，能够为分配盘提供更好的气液分配性能，使得催化剂床层温升更加均匀，降低了催化剂床层的径向温差，延长了催化寿命，改善了产品质量。

综上所述，本实用新型通过设置宽度沿竖直向上的方向先增大后减小的泡帽条缝，能够提高气液分配泡罩的操作负荷弹性，使之在极端负荷下的分配性能更加优越。

Claims (10)

1.一种气液分配泡罩，包括圆泡帽、连接板、中心管以及破碎器，所述圆泡帽与所述中心管的轴线重合，所述圆泡帽与所述中心管之间形成环形空间，所述圆泡帽的顶盖通过连接件与所述连接板的顶部中心固定连接，所述连接板的下部与所述中心管的顶部固定连接，所述中心管的下部设有所述破碎器，其特征在于，所述圆泡帽的下部侧壁上开设有多个泡帽条缝，所述泡帽条缝的宽度沿竖直向上的方向先增大后减小。

2.如权利要求1所述的气液分配泡罩，其特征在于，多个所述泡帽条缝沿所述圆泡帽的周向均匀设置。

3.如权利要求2所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述泡帽条缝中部的宽度最大。

4.如权利要求3所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述泡帽条缝为第一条缝，所述第一条缝的形状为菱形。

5.如权利要求3所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述泡帽条缝为第二条缝，所述第二条缝的形状为菱形沿水平方向被切去上下两端的形状。

6.如权利要求3所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述泡帽条缝为第三条缝，所述第三条缝的形状为椭圆形。

7.如权利要求3所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述泡帽条缝为第四条缝，所述第四条缝的形状为椭圆形沿水平方向被切去上下两端的形状。

8.如权利要求1-7中任一项所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述泡帽条缝的中心线竖直设置或者倾斜设置。

9.如权利要求1所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述连接件为螺栓和螺母。

10.如权利要求1所述的气液分配泡罩，其特征在于，所述连接板与所述中心管焊接连接。

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