[发明专利]一种有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板及其设计方法

权利要求书

1.一种有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板，其特征在于：包括锥形板体(1)和底座(3)，锥形板体(1)顶端的内沿固定设置在底座(3)的外沿，锥形板体(1)的锥角为α，α为140°～160°，锥形板体(1)上均匀开设有若干个通气孔(2)，通气孔(2)内设置有网筛(5)。

2.根据权利要求1所述有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板，其特征在于：锥形板体(1)的开孔率为1.7％～2.0％。

3.根据权利要求1所述有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板，其特征在于：底座(3)中心竖直开设有贯穿孔(4)，锥形板体(1)的外边缘固定设置有支撑圈(6)。

4.权利要求1～3任一项有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板的设计方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)计算雷诺数Re，并根据雷诺数Re确定稳定临界开孔率α_cs；

2)根据稳定临界开孔率α_cs计算出开孔个数N₀；

3)基于锥形分布板流化床内硅粉的体积分数云图、不同床层高度的压降变化和硅颗粒波动幅度，根据fluent模拟确定锥角。

5.根据权利要求4所述有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板及其设计方法，其特征在于：步骤1)雷诺数Re的计算式为

式中：Re-雷诺数；ρ_f-流体密度，kg/m³；d_p-球形颗粒直径，mm；u_f-流体速度，m/s；u_p-颗粒速度，m/s；μ-流体的动力粘性系数，Pa·s。

6.根据权利要求4所述有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板及其设计方法，其特征在于：稳定临界开孔率α_cs的计算式为

Re1的斯托克斯区稳定临界开孔率公式：

700Re2×10⁵的牛顿区稳定临界开孔率公式：

1Re700的过渡区稳定临界开孔率公式：

式中：α_cs-稳定临界开孔率；Re-雷诺数；ρ_f-流体密度，kg/m³；d_p-球形颗粒直径，mm；u_f-流体速度，m/s；u_p-颗粒速度，m/s；H-有机硅流化床高度，m；ρ_p-颗粒密度，kg/m³；L-分布板板厚，mm；d₀-板上孔径，mm，F^*-与Re数有关的函数。

7.根据权利要求6所述有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板及其设计方法，其特征在于：与Re数有关的函数F^*的计算式为

1Re5时，

5Re100时，

F^*＝1+0.0975Re-0.636×10^-3Re²

100Re700时，

F^*＝1+0.15Re^0.687

式中：F^*-与Re数有关的函数，Re-雷诺数。

8.根据权利要求4所述有机硅单体合成流化床反应器的甲基氯硅烷气体分布板及其设计方法，其特征在于：开孔个数N₀的计算方法为

式中：N₀-开孔个数，α_cs-稳定临界开孔率，D_t-锥形分布板直径，mm，d₀-板上孔直径，mm。