一种轴向入口气体分布器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轴向入口气体分布器，该分布器主要由内侧分布锥组、中间筒、外侧分布锥组、加强结构四部分组成，本实用新型专利技术主要采用对气体介质的多次引导分流的方式使其被分布到预期的空间区域，同时兼顾流体流经本实用新型专利技术的压降损失。与现有技术相比，本实用新型专利技术结构简单，效果明显，适用于各种大型立式圆筒形设备由上部中心轴向进入的气体介质的均匀分布，尤其是针对大型反应器、立式圆筒形容器的上述内容的气体分布。

An axial inlet gas distributor

The utility model relates to an axial inlet gas distributor, which is mainly composed of an inner distributing cone group, an intermediate cylinder, an outer distributing cone group and a reinforcing structure. The utility model mainly adopts the method of multiple guiding and diverting the gas medium to distribute it to the desired space area, and takes into account the fluid flow. The pressure drop loss of the utility model is achieved. Compared with the prior art, the utility model has the advantages of simple structure and obvious effect, and is suitable for the uniform distribution of the gas medium entering axial direction from the upper center of various large-scale vertical cylindrical devices, especially for the gas distribution of the above contents of large-scale reactors and vertical cylindrical vessels.

【技术实现步骤摘要】
一种轴向入口气体分布器
本技术涉及一种分布器，尤其是涉及一种轴向入口气体分布器。
技术介绍
由于当前装置产能的大型化带来了各种设备的大型化。设备大型化后面临的问题和考验也更严峻，其中介质分布的均匀性便是其中设备保证工艺性能的重要环节。介质分布的均匀程度直接影响到装置的效率和能耗，更严重的情况是直接影响到产品产物的质量等级。同时，介质分布的均匀程度也是设备长期稳定操作的一个充分条件。如果介质分布不均匀，将导致反应器催化剂床层径向效率等差异较大，或其设备的工艺操作性能较差，影响工艺装置的化学或物理过程的工艺性能。中国专利CN107349898A公开了一种气体分布结构、气体分布器，所述气体分布结构定义有沿预设方向分布的第一分流区和第二分流区。该专利结构相对复杂，介质流过时可能会发生振动，影响气体的均布效果。中国专利CN107413063A也公开了另一种形式的分布器，该分布器适用于液体介质。中国专利CN107297185A所提供一种立体式气体分布器结构复杂且含有转动机构。但是上述气体分布器的气体介质的分部效果并不是特别均匀。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使流经的气体介质分布更为均匀，降低损耗，使设备具有良好的工艺性能的轴向入口气体分布器。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种轴向入口气体分布器，该分布器包括：顶部开口的中间筒：所述中间筒为圆筒或锥筒，其侧壁设有侧壁分布孔，底部采用开孔底板封住；内侧分布锥组：包括从上到下布置在中间筒内壁上、无上下底面的单个或多个内侧锥壳，每个内侧锥壳的大端设置在中间筒内壁上，最上方的内侧锥壳的大端连接处以上的中间筒侧壁上分布有至少一组侧壁分布孔，上下相邻的两个内侧锥壳之间的中间筒侧壁上也设有至少一组所述侧壁分布孔；外侧分布锥组：包括从上到下布置在中间筒外壁上、无上下底面的多个外侧锥壳，每个外侧锥壳的小端设置在中间筒外壁上，相邻两个外侧锥壳之间的中间筒侧壁上具有至少一组所述侧壁分布孔。优选的，所述的中间筒上，每组侧壁分布孔包括复数个间隔分布的呈方形或梯形的侧壁小孔，一般为4-16个。优选的，所述的侧壁小孔的高度不小于所述的气体分布器连接的轴向入口内径的0.15倍，一般取0.25-0.75倍，且孔与孔之间应留有一定的间隙作为支撑筋条，一般可取100mm左右。优选的，所述的开孔底板上的开孔面积不小于其正对的最下方的内侧锥壳的小端圆面积的1.2倍，一般控制在2-4倍之间；开孔是直径或宽度不小于10mm的圆孔或长圆孔、宽度不小于10mm的圆弧状长孔或其它结构开孔，均布或按规律分布整个底板。优选的，所述中间筒采用锥筒时，其半锥角的大小应考虑各层内侧锥壳的小端的直径大小，锥筒半锥角的设置应使内侧锥壳小端的直径小于小端对应高度处锥筒的内径。优选的，所述的内侧锥壳的半锥角为20°-60°。内侧锥壳数量的具体选择可根据气体介质在入口处的流速v、设备直径DN、设备直径DN与入口直径D的比值等因素确定。优选的，定义相邻两外侧锥壳的延长线与预分布终面相交所围成的圆环流道的面积为S终，与所述圆环流道对应的两个相邻外侧锥壳所围成的通道在垂直流体流动方向上的截面积为S外，与所述圆环流道对应的两个相邻内侧锥壳围成的通道在垂直流体流动方向上的截面积为S内，与所述圆环流道对应的中间筒上对应的侧壁分布孔在流体流动方向上的投影面积S孔，则任意相邻两个外侧锥壳所对应的S终、S外、S内和S孔的各比值相等或相近，即S终1：S终2、S外1：S外2、S内1：S内2和S孔1：S孔2的比值相等或相近，S终1、S终2代表两个不同的S终，S外1和S外2、S内1和S内2、S孔1和S孔2也类同；所述“相近”定义为以任意一块外侧锥壳作为测试基准，且当满足各组S环、S外、S内和S孔的比值相等时，其余的外侧锥壳的延长线与分布器中心线构成的夹角为理想夹角，则所述其余的外侧锥壳的延长线与分布器中心线构成的实际夹角与理想夹角的偏差在±5°范围内。其余各截面积比值的相近程度均以该定义的最大限制为最大误差。同样的，在上述设计要求下，分布器的各出口通道的流通截面积之比也与该出口通道在预分布终面上对应的圆环面积之比相等或相近，此处的出口通道指的是“各外侧锥壳的末端和与其相邻的位于下方的外侧锥壳的延长线构成的流体通道在垂直于该处气体流动方向的流体通道”。此处的“相近”的定义与上述“相近”的定义范围相同。优选的，以两个内侧锥壳的壳壁之间的最小垂直距离作为两内侧锥壳之间的间距，则相邻两内侧锥壳的间距按一定比例确定，优选满足：当内侧锥壳的数量为4个时，从下到上的相邻两内侧锥壳的间距比为3:5:7；当内侧锥壳的数量为3个时，从下到上的相邻两内侧锥壳的间距比为3:5；当内侧锥壳的数量为2个时，两内侧锥壳的间距取轴向入口直径的0.1-0.263倍，一般取轴向入口直径的0.176倍；优选的，从下到上的内侧锥壳的小端内径及中间筒最大内径之比一般满足：当内侧锥壳的数量为4个时，其比值为1:2:3:4:5；当内侧锥壳的数量为3个时，其比值为1:2:3:4；当内侧锥壳的数量为2个时，其比值为1:2:3。优选的，以两个外侧锥壳的壳壁之间的最小垂直距离作为两外侧锥壳之间的间距，则相邻两外侧锥壳的间距按一定比例确定，优选满足：当外侧锥壳的数量为5个时，从下到上的相邻两外侧锥壳的间距比为3:5:7:9；当外侧锥壳的数量为4个时，从下到上的相邻两外侧锥壳的间距比为3:5:7；当外侧锥壳的数量为3个时，从下到上的相邻两外侧锥壳的间距比为3:5。优选的，所述的外侧锥壳(除去最上方的外侧锥壳)的母线长度满足：每个外侧锥壳的母线长度不小于气体分布器所对应的反应设备的直径的1/30和轴向入口直径的1/6中的小值，一般为气体分布器所对应的反应设备直径的1/15-1/20和轴向入口直径的1/3-1/4中的大值，控制在300mm-400mm范围为宜。优选的，最上方外侧锥壳的大端不高于其相邻下方的外侧锥壳的大端。优选的，当中间筒为圆筒时，除最上方外的外侧锥壳的半锥角θi满足：其中，Di为各外侧锥壳对应的预期分布终面的分布区域的外径，D为轴向入口的直径，θi为第i个外侧锥壳的半锥角，Hi为第i个外侧锥壳的小端与预期分布终面间的距离。优选的，当中间筒为锥筒时，除最上方外的外侧锥壳的半锥角θi满足：其中，Di为各外侧锥壳对应的预期分布终面的分布区域的外径，Dei为第i个外侧锥壳小端内径，θi为第i个外侧锥壳的半锥角，Hi为第i个外侧锥壳的小端与预期分布终面间的距离。优选的，最上方的外侧锥壳的半锥角θ满足：其中，DN为气体分布器所对应的反应设备的直径，D为轴向入口的直径，H为轴向入口与预期分布终面间的距离。优选的，外侧锥壳半锥角也可根据设备实际情况确定，其各母线延长线交于预期分布终面所形成的各圆环面积之比应与内侧分布锥组的介质分配相适应，预期分布终面的各圆环面积之比应为各分布锥区域内介质的体积之比，同时该比值也应近似各锥壳间区域的最小流通截面积之比。在中间筒、内侧分布锥组和/或外侧分布锥组上还设有加强其刚性的辅助结构，当内侧锥壳或外侧锥壳的母线较长时，可在锥壳的上侧或/和下侧，沿母线方向设置加强结构，宜采用与分布锥等厚度的扁钢条，分布于各锥壳的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴向入口气体分布器，其特征在于，包括：顶部开口的中间筒：所述中间筒的侧壁设有侧壁分布孔，底部采用开孔底板封住；内侧分布锥组：包括从上到下布置在中间筒内壁上、无上下底面的单个或多个内侧锥壳，每个内侧锥壳的大端设置在中间筒内壁上，最上方的内侧锥壳的大端连接处以上的中间筒侧壁上分布有至少一组侧壁分布孔，上下相邻的两个内侧锥壳之间的中间筒侧壁上也设有至少一组所述侧壁分布孔；外侧分布锥组：包括从上到下布置在中间筒外壁上、无上下底面的多个外侧锥壳，每个外侧锥壳的小端设置在中间筒外壁上，相邻两个外侧锥壳之间的中间筒侧壁上具有至少一组所述侧壁分布孔。

【技术特征摘要】
1.一种轴向入口气体分布器，其特征在于，包括：顶部开口的中间筒：所述中间筒的侧壁设有侧壁分布孔，底部采用开孔底板封住；内侧分布锥组：包括从上到下布置在中间筒内壁上、无上下底面的单个或多个内侧锥壳，每个内侧锥壳的大端设置在中间筒内壁上，最上方的内侧锥壳的大端连接处以上的中间筒侧壁上分布有至少一组侧壁分布孔，上下相邻的两个内侧锥壳之间的中间筒侧壁上也设有至少一组所述侧壁分布孔；外侧分布锥组：包括从上到下布置在中间筒外壁上、无上下底面的多个外侧锥壳，每个外侧锥壳的小端设置在中间筒外壁上，相邻两个外侧锥壳之间的中间筒侧壁上具有至少一组所述侧壁分布孔。2.根据权利要求1所述的一种轴向入口气体分布器，其特征在于，每组侧壁分布孔包括复数个间隔分布的呈方形或梯形的侧壁小孔。3.根据权利要求2所述的一种轴向入口气体分布器，其特征在于，所述的侧壁小孔的高度不小于所述的气体分布器连接的轴向入口内径的0.15倍。4.根据权利要求1所述的一种轴向入口气体分布器，其特征在于，所述的开孔底板上的开孔面积不小于其正对的最下方的内侧锥壳的小端圆面积的1.2倍。5.根据权利要求1所述的一种轴向入口气体分布器，其特征在于，每个内侧锥壳的半锥角为20°-60°。6.根据权利要求1所述的一种轴向入口气体分布器，其特征在于，定义相邻两外侧锥壳的延长线与预分布终面相交所围成的圆环流道的面积为S终，与所述圆环流道对应的两个相邻外侧锥壳所围成的通道在垂直流体流动方向上的截面积为S外，与所述圆环流道对应的两个相邻内侧锥壳围成的通道在垂直流体流动方向上的截面积为S内，与所述圆环流道对应的中间筒上对应的侧壁分布孔在流体流动方向上的投影面积S孔，则任意相邻两个外侧锥壳所对应的S终、S外、S内和S孔的各比值相等或相近，所述“相近”定义为以任意一块外侧锥壳作为测试基准，且当满足各组S环、S外、S内和S孔的比值相等时，其余的外侧锥壳的延长线与分布器中心线构成的夹角为理想夹角，则所述其余的外侧锥壳的延长线与分布器中心线构成的实际夹角与理想夹角的偏差在±5°范围内。7.根据权利要求1或6所述的一种轴向入口气体分布器，其特征在于，以两个内侧锥壳的壳壁之间的最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秋良，吴云龙，林亚森，邵继东，杨文庭，
申请(专利权)人：惠生工程中国有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31