本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種懸空結(jié)構(gòu)氣液分布器，分布器由外管和內(nèi)管組成，外管和內(nèi)管靠支撐板聯(lián)接，外管通過蓋板使其頂端封閉，外管壁上開有作為氣液流體入口的孔道，外管為支撐管，安裝在分布器塔盤上，內(nèi)管為懸空結(jié)構(gòu)，其下部離塔盤的距離為30-50mm，通過支撐板安置在外管上；支撐板為內(nèi)管與外管之間的一塊環(huán)形板，將內(nèi)管固定，使其為懸空結(jié)構(gòu)，并阻止流體沿內(nèi)管與外管之間的環(huán)隙向下流動，外管的出口端為擴(kuò)口結(jié)構(gòu)，其直徑為直管段直徑的1.2倍，高度為直管段直徑的0.2倍；該結(jié)構(gòu)保留了抽吸式流動的優(yōu)點(diǎn)，可有效解決塔板傾斜引起的液體分布不均勻問題，分布器壓降為2～3kPa，是一種低壓降分布器。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種在氣液兩相流動條件下將入口液體均勻分散于其下部空間的懸空結(jié)構(gòu)的氣液分布器。
技術(shù)介紹
氣液分布器是加氫反應(yīng)器中重要的內(nèi)構(gòu)件，氣液兩相通過分布器，均勻分布到催化劑床層。其性能優(yōu)劣主要從以下三個方面衡量:壓降、分布性能和操作彈性，其中分布性能從液體分布噴灑面和液體沿徑向分布的峰值兩方面來衡量，液體噴灑面越大，沿徑向分布的峰值越小，說明分布器的分布性能越好。隨著對氣液分布器原理的不斷研究，純溢流型分布器已不再使用，目前主要采用抽吸型和溢流一抽吸混合型結(jié)構(gòu)。從目前專利文獻(xiàn)報(bào)道看，氣液分布器結(jié)構(gòu)主要分為三種類型:(I)煙囪型:在塔盤上裝有多根以三角形或四邊形方式排列的豎管，豎管側(cè)面開有高度不同的多個孔道作為液體通道，靠近頂部處開一三角形缺口，作為氣體通道。豎管頂部封閉，防止液體灌入。煙囪型分布管屬于溢流式結(jié)構(gòu)，流量由分布管周圍液位高度決定，一旦塔板出現(xiàn)傾斜，將造成梯型液體分布。針對這一問題，EXXON公司1968年提出采用安裝兩種長度分布管的方法解決，在低液量時完全由短管進(jìn)行液體分布，為保證分布的均勻性要求管頂部至少低于液面38_。液量增大時,液體與氣體從管頂部缺口一起流入,帶有一定抽吸能力，保證了塔板有較寬的操作區(qū)間。Mobil Oil公司1996年(US 5，484，578)提出安裝兩種不同開孔的分布管，其中一種分布管只在一個較高的高度開孔，另一種分布管在較高和較低兩個位置開孔，從而保證塔板上有一定液位高度。Morten Muller公司在2009年(US 7，506，861B2)提出一種復(fù)合式結(jié)構(gòu)，由一根較短的進(jìn)入液面以下的短管作為供液管，通過分布管的側(cè)壁開孔將液體輸入；分布管則頂部開口，供氣體流入，液體靠自身重力和氣體的吸力流動，因此這種結(jié)構(gòu)具有溢流一抽吸特點(diǎn)。CHEVR0NTEXAC0公司根據(jù)泡罩型結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)氣一液分相的缺點(diǎn)，在2006和2009年(US2006/0078483A1 ；US 7, 473, 405B2)提出了溢流一抽吸噴嘴型結(jié)構(gòu)，噴嘴具有文丘里管特點(diǎn)，即噴嘴為收縮一擴(kuò)張管。(2)泡罩型。泡罩型分布器是 1992年Union Oil Company提出的(US 5，158，714)。通過在一根豎管外面同軸安裝一直徑更大的圓帽構(gòu)成泡罩，泡罩底部沿與母線平行方向開若干條縫隙。液位達(dá)到泡罩下緣(裙邊)時，分布器進(jìn)入工作狀態(tài)，液體被氣體吸入形成并流流動。兩流體首先沿豎管和泡罩間環(huán)隙向上流動，超越豎管頂部后折返向下流動，從豎管底部噴出。與溢流式煙囪型分布管不同的是，泡罩型結(jié)構(gòu)液體流動的推動力是氣體的高速流動所產(chǎn)生的對液體的抽吸夾帶，因此，對塔板上的液位變化不敏感，這是其最大優(yōu)點(diǎn)。泡罩型分布器由于性能優(yōu)越，在全世界得到普遍使用，我國也較早進(jìn)行了技術(shù)引進(jìn)并對其液體分布不寬的問題進(jìn)行了改進(jìn)(ZL 97202674.6 ；ZL 98250778.X)，主要方法是在分布管下面安裝碎流板，使液體破碎成沿徑向流動的液滴。至此，這種分布器的結(jié)構(gòu)基本確定，只有少量改進(jìn)報(bào)道。例如，2003年Fluor Corporation (US6, 508, 459B1)提出在內(nèi)筒與泡罩間增加連接件，并在出口管底部安裝直徑小于內(nèi)筒的碎流板；中國專利ZL 200620134122.0提出將圓泡帽采用的豎直條縫改為螺旋形條縫以獲得旋轉(zhuǎn)動量和更強(qiáng)的液體攜帶能力。(3)氣提(vapor-lift)型。這種類型分布器是由丹麥HaldorTopsoe公司1999年開發(fā)的，2009年又作了改進(jìn)(US 5，942，162A ;US7，600，742B2)。它是由兩根長度不等的圓管平行排列并在頂部呈倒“U”型匯合形成。其中，短管離開塔板一定高度，并在離其下端口一定距離處開孔，供氣體流動。當(dāng)塔板液面上升而將短管入口堵住時，液體將在氣體的夾帶下進(jìn)入長管，然后向下噴出。氣提式分布器和泡罩式分布器相比，有更多優(yōu)點(diǎn)，它克服了泡罩結(jié)構(gòu)體積大的缺陷，因而能增加噴射點(diǎn)個數(shù)，獲得更好的分布效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種具有氣液流動方式的分布器結(jié)構(gòu)，克服目前氣液分布器中普遍存在的液體沿分布管壁呈膜狀流動和管內(nèi)液團(tuán)尺寸太大造成液體不易分散的缺點(diǎn)。本專利技術(shù)所述的懸空結(jié)構(gòu)氣液分布器，由外管和內(nèi)管組成，外管和內(nèi)管靠支撐板聯(lián)接，外管通過蓋板使其頂端封閉，外管壁上開有作為氣液流體入口的上孔道和下孔道，外管為支撐管，安裝在分布器塔盤上，內(nèi)管為懸空結(jié)構(gòu)，其下部離塔盤的距離為30-50mm，通過支撐板安置在外管內(nèi)壁上；支撐板為內(nèi)管與外管之間的一塊環(huán)形板，將內(nèi)管固定，使其為懸空結(jié)構(gòu)，并阻止流體沿內(nèi)管與外管之間的環(huán)隙向下流動。外管(I)的出口端(7)為擴(kuò)口結(jié)構(gòu)，其直徑為直管段直徑的1.2倍，高度為直管段直徑的0.2倍。本專利技術(shù)將分布器設(shè)計(jì)為懸空結(jié)構(gòu)，可使壁流和液團(tuán)在到達(dá)下降管出口后失去支撐面，再在懸空段內(nèi)受氣流沖擊而轉(zhuǎn)化為細(xì)小液滴，使氣液分散度得到提高。該結(jié)構(gòu)保留了抽吸式流動的優(yōu)點(diǎn)，可有效解決塔板傾斜弓I起的液體分布不均勻問題。在直徑280mm的有機(jī)玻璃冷模試驗(yàn)裝置上測定了結(jié)構(gòu)為I型的單個分布器的液體分布效果和壓降。實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)圖片表明，分布器抽吸作用明顯，能觀察到液體在兩管環(huán)隙間的運(yùn)動，液體分散效果很好，沒有出現(xiàn)大的液團(tuán)。液體分布數(shù)據(jù)(見附圖5)表明，在半徑為50mm的區(qū)域內(nèi)液體分布基本上是均勻的，且分布曲線形狀基本不變，表現(xiàn)出良好的操作彈性。當(dāng)多個分布器組合成分布塔盤時，考慮到單個分布器間液體分布的疊加效應(yīng)，管間距可為150 160mm，使大直徑反應(yīng)器加工中所需分布器的數(shù)量限制在一個比較合理的范圍內(nèi)。根據(jù)表I所提供的壓降測定數(shù)據(jù)，分布器壓降約為2 3kPa，說明這是一種低壓降分布器。表I氣液兩相流體經(jīng)過氣液分布器的壓降(kPa)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種懸空結(jié)構(gòu)氣液分布器，分布器由外管(1)和內(nèi)管(3)組成，外管(1)和內(nèi)管(3)靠支撐板(6)聯(lián)接，外管(1)通過蓋板(2)使其頂端封閉，外管(1)壁上開有作為氣液流體入口的上孔道(4)和下孔道(5)，外管(1)為支撐管，安裝在分布器塔盤上，其特征在于：內(nèi)管(3)為懸空結(jié)構(gòu)，其下部離塔盤的距離為30?50mm，通過支撐板(6)安置在外管(1)內(nèi)壁上；支撐板(6)為內(nèi)管(3)與外管(1)之間的一塊環(huán)形板，將內(nèi)管(3)固定，使其為懸空結(jié)構(gòu)，并阻止流體沿內(nèi)管(3)與外管(1)之間的環(huán)隙向下流動。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種懸空結(jié)構(gòu)氣液分布器，分布器由外管(I)和內(nèi)管(3)組成,夕卜管(I)和內(nèi)管(3)靠支撐板(6)聯(lián)接，外管(I)通過蓋板(2)使其頂端封閉，外管(I)壁上開有作為氣液流體入口的上孔道(4)和下孔道(5)，外管(I)為支撐管，安裝在分布器塔盤上，其特征在于: 內(nèi)管(3)為懸空結(jié)構(gòu)，其下部離塔盤的距離為30-50mm，通過支...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程振民，李學(xué)華，王國旗，龍鈺，張勵，王振元，彭浩，于燕杰，劉小波，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，中國石油天然氣華東勘察設(shè)計(jì)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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