一种用于气液分散的气体分布器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于气液分散的气体分布器，可将气体高效分散于液体中，其包括气体分布室、设于气体分布室外壳上的气体出流元件，其还包括设于气体分布室内、且与进气管相连通的导流筒，气体分布室为常规的或带有苹果底结构的球形、扁球形、飞碟形。该导流筒纵截面形状呈双曲线型或圆柱型；该气体出流元件为螺旋喷嘴、切缝锥管喷嘴、内置旋流片的直管或锥管、射流混合器或微孔盲管。本发明专利技术分散效果好、不易阻塞、对液体物料适应性好且结构简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气液反应设备领域，尤其是一种将气体高效分散于液体的气体分布器
技术介绍
在诸多液体作为连续相，气体作为分散相的气液反应中，诸如加氢、氯化、氧化以 及好氧生物发酵等过程，都涉及到将气体通过气体分散装置引入液体之中。目前普遍采用 的气体分散装置多为进气管直接引入，或将进气管接入外表面开孔的环形管、多面体状或 圆柱状的气室中，气体再由环形管、多面体状或圆柱状气室上的小孔分散至周围液体中。进 气管直接引入的方式结构简单、且出气顺畅，不会发生物料的存积阻塞，但分散效果差；而 后者虽分散效果较好，但因受其结构限制，气体在环形管、多面体状或圆柱状气室内存在气 流死角，气体速度分布不均，从而使得各出气孔的出气量均勻性不佳，且在环形管、多面体 状或圆柱状气室内的气流死角处会造成物料的存积与阻塞，从而直接影响气体分散效果， 此种现象在好氧生物发酵过程中尤为明显，且极易因死角积料引发染菌而导致发酵失败。 因此迫切需要一种新型的分散装置来解决目前这种问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种分散效果好、不易阻塞、结构简单的用于气 液分散的气体分布器。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是一种用于气液分散的气体分 布器，其包括气体分布室、设于气体分布室的外壳上的气体出流元件，其关键技术在于还包 括设于气体分布室内、且与进气管相连通的导流筒，所述气体分布室为常规的或带有苹果 底结构的球形、扁球形、飞碟形。优选的，上述导流筒纵断面形状为双曲线型或圆柱型；圆柱型的导流筒的开口与 带有苹果底结构的球形、扁球形、飞碟形气体分布室的底部对应。上述气体出流元件与气体分布室相连通，气体出流元件焊接于气体分布室的外壳 或通过接管与法兰连接在气体分布室的外壳上。优选的，上述气体出流元件为螺旋喷嘴、切缝锥管喷嘴、内装旋流片的直管或锥 管、射流混合器或微孔盲管。优选的，上述切缝锥管喷嘴的一端为横截面呈圆形、椭圆形或封闭多边形的直管， 另一端设有锥管；在锥管的锥面上开设有多个用于气体出流通道的切缝。优选的，上述射流混合器包括一进口大、出口小的锥形气体喷嘴，锥形气体喷嘴上 同轴套接气液混合器，气液混合器主体为管状结构，一端设有喇叭口，在气液混合器内设有 扰流片或静态混合元件；气液混合器通过连接支架固定于锥形气体喷嘴设置的法兰上，锥 形气体喷嘴的出口端延伸至气液混合器喇叭口处。优选的，上述内装旋流片的直管或锥管结构为在管体内的出口处，安装多片径向放射状固定在内芯上，并与气体流向成0-60度角间隔排列的旋流片。进一步的改进，上述气体出流元件可由直接在气体分布室的外壳上开设的截面形 状为圆形、椭圆形或封闭多边形的通孔代替。上述该气体分布器静止设置于气液反应器的底部或中下部，导流筒直接与进气管 相连；或设置于气液反应器内的空心搅拌轴上，空心搅拌轴与进气管连通。采用上述技术方案所产生的有益效果在于1、通过在球形、扁球型、飞碟形或苹果 底形的气体分布室内设置导流筒，使得气体的分布空间为毫无棱角的类蜗壳形状，内壁过 度柔和、圆滑、无死角，气体流通阻力小，不易阻塞。2、在双曲线型导流筒或圆柱型导流筒的导流作用下，气体在进入气体分布室后， 会沿着气体分布空间的内壁形成高速、空间均勻分布的立体流型，气流可以覆盖并高速流 过分布空间的内壁的任何部位，并且在气体分布室任一横截面的同心圆上的各点都有着均 勻的气体分布以及相同的气体流速，最大程度的保证了各个气体出流元件出气量的均勻 性。3、通过设置的多种气体出流元件用以适应不同性质的液体物料，都可实现从气体 出流元件喷出的气体以特定的流型和很大的比表面积进入周围液体，提供很高的气液混合 KLA 值。4、对于在未通气状态进入气体分布室内的液体物料，在通气后，会在均勻分布的 高速气流的冲刷作用下，沿着气体分布空间的过渡平缓、圆滑无死角的内壁，毫无残留的从 气体出流元件被吹出，彻底消除了现有技术中因内壁存在死角或气体流速不均、流型不佳 以及边界层滞留而带来的气体分布室内的物料的沉积与阻塞。附图说明图1是带双曲型形导流筒的气体分布器的使用状态示意图；图2是带圆柱型导流筒的气体分布器的使用状态示意图；图3是常规的球形气体分布室的示意图；图4是常规的扁球形气体分布室的示意图；图5是常规的飞碟形气体分布室的示意图；图6是带有苹果底结构的球形气体分布室的示意图；图7是带有苹果底结构的扁球形气体分布室的示意图；图8是带有苹果底结构的飞碟形气体分布室的示意图；图9是螺旋喷嘴式气体出流元件的示意图；图10是微孔盲管式气体出流元件的示意图；图11是射流混合器式气体出流元件的示意图；图12是切缝锥管喷嘴式气体出流元件的示意图；图13是内装旋流片的锥管式气体出流元件的示意图；图14是图13中的旋流片的示意图；其中，1、气液反应器；2、进气管；3、气体出流元件；4、气体分布室外壳；5、气体分 布室；6、导流筒；7、空心搅拌轴；8、旋转密封副；9、排污孔；10、气体流型；11、代表螺旋喷 嘴，11-1、直管段，11-2、空间螺旋线；12、代表微孔盲管，12-1、微孔盲管，12_2、法兰，12-3,接管；13、代表射流混合器，13-1、接管，13-2、法兰，13-3、连接支架，13_4、锥形气体喷嘴， 13-5、气液混合器，13-6、扰流片，13-7、喇叭口 ；14、代表切缝锥管喷嘴，14_1、直管，14_2 锥管，14-3切缝；15、代表内装旋流片的锥管，15-1、旋流片，15-2、直管段，15-3、锥状管， 15-4、内芯；16、苹果底形的凹陷面。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见附图3、附图4、附图5，这是带有双曲线形导流筒的气体分布室5的示意图 (纵剖面)及其内部的气体流型。其结构为在气体分布室5内设置有纵断面为双曲线形的 导流筒6，导流筒6的进气端与气体分布室5的外壳4的上表面焊接，同时与进气管2相连 通，导流筒6的出气端敞口布置在气体分布室5的腔体中，导流筒6的外壁与气体分布室5 的外壳4的内壁之间形成表面圆滑无死角的类蜗壳状气体分布空间，在气体分布室5的最 低点开设有排污孔9。工作时，气体从进气管2直接进入导流筒6，之后再进入类蜗壳状的 气体分布空间，并形成图3、图4、图5中所示的气体流型10，该气体流型具备如下特征流 速快、气流对气体分布室5内壁形成高速冲刷；能达到在气体分布室5内壁任何部位不留死 角；且在气体分布室5任一横截面的同心圆上的各点都有着均勻的气体分布以及相同的气 体流速。当气液反应器底部正中设有物料进、出管口时，附图3、附图4、附图5所示的气体 分布室必须偏置于气液反应器底部，以防止本专利技术工作时气体分布室底部中心的排污口所 排气体影响物料进出流量。参见附图6、附图7、附图8，其分别示出了带有圆柱形导流筒的苹果底结构的气体 分布室5(纵剖面)及其内部气体流型的示意图。此类气体分布室的结构是包括一外壳 4，在气体分布室5的外壳4的上表面和下表面对称加工出苹果底形的凹陷面16，导流筒6 穿过上表面的苹果底形的凹陷面16，正对着下表面的苹果底形的凹陷面，插入至气体分布 室5的腔体，导流筒6的外壁与苹果底形的气体分布室5的外壳内壁之间形成表面圆滑无 死角的类蜗壳状气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气液分散的气体分布器，其包括气体分布室（５）、设于气体分布室（５）的外壳（４）上的气体出流元件（３），其特征在于：还包括设于气体分布室（５）内、且与进气管（２）相连通的导流筒（６），所述气体分布室（５）为常规的或带有苹果底结构的球形、扁球形、飞碟形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方民，季欣，
申请(专利权)人：方民，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]