[实用新型]锥体旋流式气体分布器

说明书

本实用新型涉及塔设备和反应器部件，具体地说，是使得进入塔或反应器的气相在整个设备截面上的流速均布性较好的气体分布器。

随着化工生产的日益大型化，大直径的塔设备和反应器不断涌现，有的直径已达十余米。对于大直径(φ2000以上)的塔器和反应器，一旦进气初始分布不均匀，势必影响设备内的传质、传热和反应效果，严重时会造成气液反应器的脉动和飞温、催化剂床层的局部穿透与失活、以及分离塔传质效率的大幅度下降。因此，近年来国内外对化工设备进气初始分布的研究开发颇为重视，已开发出多孔直管式，直管挡板式、切向号角式、单切向环流式、双列叶片式等多种进气初始分布器。但这些分布器的气体分布效果均不理想，有的还存在压降高、雾沫夹带严重等弊端。为了进一步强化气体的分布效果，Glitsch公司开发出了双切向环流式进气分布器，其结构形式见图1，但使用结果表明尚存在：塔中心气流偏多；环塔壁区气流偏少，气流返转流动时易将塔底部液层搅起形成严重雾沫夹带等不足。近期天津大学开发出了辐射式进气分布器，其结构形式见图2，这种分布器虽然可使气体分布较为均匀，但压降大，结构复杂，成本较高，且当气相中夹带有液相时，实现气液相分离较为困难。

本实用新型的目的是，提供一种压降小、气体分布效果好、气液相分流容易、可消除雾沫夹带，且结构简单的锥体旋流式气体分布器。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于塔器和反应器的锥体旋流式进气分布器，它以如图3所示的薄壁锥台为主体，锥台与分离塔或反应器设备同心，锥台的大直径与设备直径相似，满足装配要求，锥面与设备轴线的夹角α＝20～75°，优选的α＝30～60°。锥台高度H既与塔径D有关，又与进气管直径d有关，一般H＝(0.3～1.5)D，优选的H＝(0.4～1.0)D，H＝(0.5～10)d。锥台上、下端面与设备轴线垂直，大直径端的外径略小于设备内径，二者之间的间隙应满足设备安装的需要。

锥面上开有若干个沿圆周方向均布的气体通道。一般气体通道的数量为3～24个，优选的数量为5～12个，需根据设备直径和进气量而定。气体通道可以是矩形、梯形或平行四边形等。通道宽度方向与圆周方向一致，宽度L＝(0.1～0.5)d，优选的值为L＝(0.15～0.25)d，通道为梯形时，宽度L指梯形上、下底的平均值，底边与腰的夹角β＝60～90°。通道高h＝(0.2～0.9)H，优选的值为h＝(0.4～0.8)H，需根据进气量的情况确定。在全部或部分通道上设有导流板，部分设置时，有无导流板的比例可以是1∶2，1∶1，2∶1，导流板的设置应沿圆周方向均布，当设有和不设有导流板的气体通道数量比为2∶1时，应以有——无——有导流板的三个气体通道为一组，各组沿圆周方向均布。导流板可以是矩形、梯形或由矩形冲压成的圆弧形等。导流板高度h₁与h相等，宽度L₁＝(0.8～1.5)L，优选的值为L₁＝(0.9～1.2)L，常取L₁＝L。导流板与气体通道的连接方式见图4。其制造方法为：当在锥台上开气体通道时，保留某一纵边不切开，然后向锥台内翻折而形成所需角度的导流板；也可将导流板单独制好后，焊接(或粘接等)在气体通道的某一长边上。导流板与连接边相切平面的夹角γ＝20～70°，优选的γ＝30～60°。导流板顺(或逆)时针方向设置，具体形式见图4。

气体分布器的材质可以是金属板、工程塑料或无机非金属材料。用金属板时，可整板卷板焊制，或采用分块拼焊制成。本实用新型可作为设备顶部、中部和下部进气时的气体分布和再分布器，当作进气分布器使用时，进气管轴心应对准某个带导流档板的气体通道沿高度方向的中心线。气体向上流动时，锥台的大直径端在上，锥台小直径端的下沿可以开锯齿2，一般锯齿高H₁＝(0～0.3)d或H₁＝(0～0.2)H。锯齿的齿顶间距S＝(0.5～2)H₁，沿该端面圆周方向均布。当气体向下流动时，大直径端则在下。锥台大直径端应与设备壁面固定，在避开气体通道的原则下用3～12根斜支撑将分布器与设备固连为一体，斜支撑一端与分布器中部相连，另一端被固定在设备壁上，与设备壁面的夹角为30～45°，支撑沿圆周方向均布。必要时也可在分布器底部设置3～12个支座，支座沿圆周方向均布，除具有支撑分布器的作用外，还可对分布器作定位作用。使用底座时，分布器顶部设有多个沿圆周方向均布的定位板。

本实用新型的锥体环流式气体分布器具有以下特点：