一种凸形气流分布板及其反应器制造技术

技术编号:14978598 阅读:330 留言:0更新日期:2017-04-03 11:08
本申请的一种凸形气流分布板及其反应器,由平板形气流分布板改进形成,所述凸形气流分布板包括沿其中轴线向上凸起的凸起结构,以及凸形气流分布板的周侧向上弯折形成的弯折结构。所述凸起结构为圆锥结构、球面结构或对称设置的内凹双曲面组成的凸起结构。该气流分布板利于从反应器底部进来的工艺气通过这些气流孔流出,使从反应器上部下来的物料与从下面上升的工艺气能够均衡且充分接触,维持相对稳定的气压,且分布板同时兼顾气流均衡性、颗粒产品流动性和内部结构耐疲劳性,组合结构简单,安装和维护方便,其支承件受力更合理,稳定性高,空间布局更安全科学,使得反应器的操作弹性更大,且能更敏捷地撤出反应热,保护壳壁安全,延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于石油炼制与化工、煤化工、化肥工业及其它各种化工装备中的各种大型高等级反应器
,例如,聚烯烃流化床气相反应器、通过催化剂进行反应的加氢反应器或脱硫反应器等,特别是涉及一种凸形气流分布板及其反应器
技术介绍
化工反应器,包括有包括筒体、设置于筒体两端的封头、设置于封头的物料进出口,设置于筒体内的气流分布板及用于支承气流分布板的内支承结构,或者筒体内催化剂的支承结构,有的还包括压力容器内表面堆焊耐腐蚀衬里。近年来随着石油化工装置向着规模化的方向发展,反应器的容积变的越来越大,不仅占地面积大,而且高大的设备结构给设计、制造、运输、安装、维护带来一系列的问题。另一种问题是反应过程物流量大、气流速快而容易引起振动,维护困难。此外,随着社会经济对新牌号反应器的需求,采用传统反应器已不能满足工艺需求。新工艺简单、操作条件温和,简化了工序,因此,产量高,而且原料、能量消耗比低,流化床反应器则代表了最新技术的发展趋势之一,其结构和技术的关键在于反应器内部的工艺气分布板。流化床生产工艺中,气体分布板是保证气固流化床具有良好而稳定的流态化状态的重要构件,直接影响流化床内颗粒的流动模式和流化均匀性,是流化床反应器设计所必需考虑的关键部件。气体分布板决定了气泡的产生频率及气-固接触的初始状态,内部构件则直接影响整个流态。现有技术中,反应器内部的气固流化床分布板是圆平板状的结构、圆台型分布板和漏斗状的倒圆锥形等结构,或多或少存在着抗沉积能力不强、稳定性不高、易被活性物质堵塞等缺陷,也存在原来的分布板结构在反应器筒体结构大型化后的功能适应性等问题。其中可将气体流态化床的不稳定性问题,区分为原生不稳定性和次生不稳定性等两大类。分布板是圆平板状的结构存在两方面主要问题是:一是产能受到限制,要在同一块平板上设计两种通孔,在平板底下的气流穿过通孔往稳定上流的同时,让平板上面的颗粒产品穿过通孔顺畅地往下流,随着产能的提升,上升和下降的两条通道会随机出现阻塞;二是圆平板的侧面受力较筒体差,容易变形,结构和气流偏离原来的设计。但是平板型分布板由于其结构简单、制造方便,而得到了广泛的应用。但该结构在流化床造粒过程中有着一定的缺陷,在分析平板型分布板不足的基础上,圆台型分布板和漏斗圆锥形结构进行了改进。产品颗粒汇集从漏斗中间底部的出口送出,工艺气则通过分布板上沿周向开口的气流孔流出。分布板是漏斗状的倒圆锥形结构存在三方面主要问题:一是工艺气流化床的三维非均衡性,工艺气在分布板漏斗内形成螺旋上升的气流,旋流在上升运动中因能量耗损而引起周向流态和轴向流态都不均衡,使得从上而下的物料在反应中逐步生成颗粒,在旋流的离心作用下粗大的颗粒流向周边的壳壁,容易引起径向流态不均衡。第二,是分布板上开口处的气流压力调控困难,这是由于漏斗状的倒圆锥形结构使得分布板下面的空间在上升的过程中逐渐扩大,而分布板下面的工艺气在上升的过程中,因为部分从径向开口流出而使分布板下面的工艺气总量逐渐减少,从而气压明显降低。第三,是分布板漏斗深入下封头内形成重叠的套装关系,从封头进来的工艺气因空间限制强烈冲刷漏斗底部,引起气流流态的强烈变化和漏斗的振动,振动疲劳引起的结构松动或开裂又产生一些附加的工艺气流道,扰乱原来的流化床设计,进入结构和工艺恶性循环。此外,原来的分布板还存在一些不便于安装调整的其他问题。分析上述问题的原因,是分布板结构设计中主要突出了漏斗形对于收集产品颗粒的功能,而轻视了其对气流的影响,从强调结果的视角出发而忽略了过程的作用。有分析指出,二维流化床由于受到边壁效应的影响,其流动结构与三维流化床存在较大差别,气涡只能在二维空间发展,床内更容易出现大尺寸扁平气涡。因此,在二维床中容易形成节涌等不稳定流化状况,并且不能形成类似三维床的整体循环。也有研究综合分析后指出,增强分布板中心区域的气速是关键。除分布板结构外,分布板上的气孔也是影响流化床状态的关键。在各不均匀布孔流化床中,大小孔间隔排布布风板流化床内产生的气涡相对较小且分散性较好,气相速度矢量分布较分散均一,流化效果最好。因此,针对上述问题缺陷,研发一种气流分布板,能够使工艺气在圆筒形反应器内均衡分布向上流动,同时使生成的颗粒产品通过分布板汇集从底部排出,还能抵抗物流量大、气流速快而引起的振动疲劳,将满足压降稳定性及流化质量良好的抗沉积分布板,应用于石油化工领域反应器,对稳定生产和经济效益具有重要的工程意义。
技术实现思路
本申请的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种凸形气流分布板,能够使工艺气在反应器内均衡分布向上流动,同时使生成的物料颗粒产品通过该凸形气流分布板汇集从底部排出,还能抵抗物流量大、气流速快而引起的振动疲劳,其为满足压降稳定性及流化质量良好的抗沉积分布板。本申请的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种具有上述凸形气流分布板的反应器,其能够同时兼具气流均衡性好、颗粒产品流动性好和内部结构耐疲劳性好。本申请的目的之一通过以下技术方案实现:提供了一种凸形气流分布板,由平板形气流分布板改进形成,其中,所述凸形气流分布板包括沿所述凸形气流分布板的中轴线向上凸起的凸起结构,以及所述凸形气流分布板的周侧向上弯折形成的弯折结构。其中,所述凸起结构为圆锥结构。其中,所述凸起结构为球面结构。其中,所述凸起结构为对称设置的内凹双曲面组成的凸起结构。其中,所述凸形气流分布板的凸起结构向上凸起的高度大于所述凸形气流分布板的弯折结构向上弯折的高度。其中,所述凸起结构与所述弯折结构之间的底部开设有导料孔。其中,所述凸起结构一体成型设置或者由若干个弧片板拼接连接设置,所述弯折结构一体成型设置或者由若干个弧片板拼接连接设置。其中,所述凸起结构设置有沿周向排布的气流孔,所述弯折结构设置有沿径向排布的气流孔。其中,所述弯折结构和所述凸起结构相对区域上的气流孔相互交错设置。本申请的目的之二通过以下技术方案实现:还提供了一种反应器,包括筒体、设置于筒体两端的封头、设置于封头的物料进出口,设置于筒体内的气流分布板及用于支承气流分布板的内支承结构,其中,所述气流分布板为上述所述的一种凸形气流分布板,所述内支承结构包括设置于所述筒体的内壁的支承环、设置于所述一种凸形气流分布板下方的气流分配管,工艺气沿所述筒体的水平切向设置的工艺气进口进入所述气流分配管,再通过所述一种凸形气流分布板的气流孔上升与该反应器上部下来的物料充分接触。本申请的有益效果:本申请的一种凸形气流分布板及其反应器,由平板形气流分布板改进形成,其中,所述凸形气流分布板包括沿所述凸形气流分布板的中轴线向上凸起的凸起结构,以及所述凸形气流分布板的周侧向上弯折形成的弯折结构。有利于从反应器底部进来的工艺气通过这些气流孔流出,使从反应器上部下来的物料与从下面上升的工艺气形成均衡且充分接触,维持相对稳定的气压,凸形气流分布板同时兼顾气流均衡性、颗粒产品流动性和内部结构耐疲劳性,具有抗沉积能力强、物料流化充分、基本没有死区、生产稳定、操作灵活和生产周期长等优点,且组合结构简单,安装和维护方便,其支承件受力更合理,稳定性高,空间布局更加安全科学,反应器的操作弹性更大,产品颗粒大小及成分品质均匀,且能更敏捷地撤出反应热,保护壳壁安全,延长使用寿命本文档来自技高网
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一种凸形气流分布板及其反应器

【技术保护点】
一种凸形气流分布板,由平板形气流分布板改进形成,其特征在于:所述凸形气流分布板包括沿所述凸形气流分布板的中轴线向上凸起的凸起结构,以及所述凸形气流分布板的周侧向上弯折形成的弯折结构。

【技术特征摘要】
1.一种凸形气流分布板,由平板形气流分布板改进形成,其特征在于:所述凸形气流分布板包括沿所述凸形气流分布板的中轴线向上凸起的凸起结构,以及所述凸形气流分布板的周侧向上弯折形成的弯折结构。2.根据权利要求1所述的一种凸形气流分布板,其特征在于:所述凸起结构为圆锥结构。3.根据权利要求1所述的一种凸形气流分布板,其特征在于:所述凸起结构为球面结构。4.根据权利要求1所述的一种凸形气流分布板,其特征在于:所述凸起结构为对称设置的内凹双曲面组成的凸起结构。5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种凸形气流分布板,其特征在于:所述凸形气流分布板的凸起结构向上凸起的高度大于所述凸形气流分布板的弯折结构向上弯折的高度。6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种凸形气流分布板,其特征在于:所述凸起结构与所述弯折结构之间的底部开设有导料孔。7.根据权利要求1至4中任一项所述的一种凸形气流分布板,其特征在于:所...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈孙艺张骞卢学培
申请(专利权)人:茂名重力石化装备股份公司
类型:新型
国别省市:广东;44

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