[实用新型]一种气体分布器

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种用于流态化反应中反应器、再生器等装置内的气体分布器。

背景技术

气体分布器广泛应用于炼油、煤化工、化肥、制药等工业领域的反应器中，特别是涉及到多相流态化反应的装置中。为实现气体均匀分布，应保证通过气体分布器产生理想的压降，关于流化床中气体分布器的作用、压力降计算以及和床层稳定性的关系、气体分布器的类型可参见陈俊武院士的专著《催化裂化工艺与工程(第二版)》第五章和第八章及《化学工程手册》的相应介绍。

目前工业上使用的气体分布器主要有板式气体分布器和管式气体分布器两种类型，气体分布器至少要受到两方面限制，要有一定压降以便实现气体分布均匀，且出口流速不易太高，避免造成喷嘴外部冲刷、磨损，气体进入流化床的分布器构件即喷嘴结构普遍采用两个等径直段和一个变径过渡段结构，气体从直径较小的直段处进入，以便产生压降，从直径较大的直段流出，用来降低流速，在两个直段间设置扩径段；气体在扩径段处由于突然扩径，气体体积膨胀未能适应流通面积的扩张速度，造成气体回流，从而导致对喷嘴内壁冲蚀和磨损，降低使用寿命，尤其是当操作负荷变化时更严重。现有专利技术ZL00268320.2、ZL200320113016.0、ZL200320109734.0等公开的喷嘴的几何结构即存在上述不足，影响了装置的长周期安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能够使气流按流体力学规律缓慢均匀扩张，使喷嘴内部流通截面积和流体体积膨胀规律一致，使流体和壁面间的相对速度降为最小，避免与喷嘴壁脱离产生回流，防止回流冲蚀的气体分布器。

本实用新型提出了一种气体分布器，其喷嘴由固定直径的气体进口管、锥形渐扩管组成，外层包敷金属外壁，该喷嘴焊接于气体分布器相关部件上。

所述气体分布器相关部件可以是由连接管组成的管式气体分布器的管壁，可以是板式气体分布器连接板。

所述喷嘴锥形渐扩管角度在6°-40°之间。

本实用新型的气体分布器喷嘴一般采用耐磨材料制成，耐磨材料可以是烧结陶瓷介质、碳化钨类材料、氧化锆、粉末冶金或钴基合金中的一种。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：本实用新型由现有工业应用的管式气体分布器或板式气体分布器进行喷嘴几何形状结构改进而成，喷嘴的布置和个数由分布器型式、反应器型式和反应工艺要求而定，以确保气流均匀分布。当采用喷嘴经改进的管式气体分布器操作时，气体首先进入气体分布器，流经主管、支管等连接管，进入喷嘴上的气体进口管，降压后由锥形渐扩管喷出，进行气体均匀分配；当采用喷嘴经改进的板式气体分布器操作时，高速气流自下而上进入喷嘴上的气体进口管，降压后由锥形渐扩管喷出，进行气体均匀分配；喷嘴锥形渐扩管的设计，避免了现有工业应用喷嘴由于气流行进中在扩径段因气体体积膨胀导致回流从而冲蚀喷嘴内管壁的缺陷。本实用新型作为一种改进的气体分布器，可用于炼油、煤化工、化肥、制药等工业领域的大直径塔器中，特别是涉及到催化裂化反应器、再生器或沉降器等流态化反应的装置中。

附图说明

图1：现有工业应用的气体分布器喷嘴结构示意图。

图2：气体经现有工业应用的气体分布器喷嘴流向示意图。

图3：改进的气体分布器喷嘴结构示意图。

图4：气体经改进的气体分布器喷嘴流向示意图。

图5：改进的管式气体分布器结构示意图。

图6：改进的板式气体分布器结构示意图。

图中编号说明：10现有工业喷嘴；11气体进口管；12扩径段；13喷气管；14金属外壁；20改进的喷嘴；21气体进口管；22锥形渐扩管；24金属外壁；30管式气体分布器连接管壁；32改进的管式气体分布器；40流化气体；41回流气体；52改进的板式气体分布器；α锥形渐扩管角度。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围包括但是不限于此：

图1为现有工业应用的气体分布器喷嘴10的几何结构示意图，目前在工业上广泛应用，由气体进口管11、扩径段12、喷气管13组成，外层包敷金属外壁14；其喷嘴内物流的流动形式如图2所示：高速流化气体40进入管式气体分布器的连接管30，经喷嘴10上的气体进口管、扩径段并由喷气管进入工业流化床；由于压力降的产生，在扩径段气体流速降低体积膨胀，气体体积膨胀未能适应流通面积的扩张速度，造成气体回流，产生的回流气体41不断冲蚀喷嘴内壁，大大减少了喷嘴10的使用寿命；