專利名稱：含液多相流化體系中各相均勻分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱、反應(yīng)、結(jié)晶、萃取及抽提設(shè)備，特別是涉及一種多相均勻分配裝置。
背景技術(shù)：
含液多相體系在化工、能源、食品加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。如在液-固、汽(氣)-液-固循環(huán)流化床換熱器、蒸發(fā)器、再沸器、結(jié)晶器、萃取及抽提裝置及列管式流化床反應(yīng)器中的應(yīng)用。
由于含液多相流化體系中各相物質(zhì)流動性各異，相間作用力復雜，將各相物質(zhì)均勻分布到換熱管束、反應(yīng)管束、結(jié)晶管束、萃取及抽提管束中一直是一個十分棘手的問題，一直沒能找出很好的解決方案。若沒有良好的各相均勻分配裝置，上述設(shè)備就無法正常操作。以固液兩相的均勻分布為例，現(xiàn)有的液-固兩相分布器主要包括篩板式、泡罩式和隔板式分布器等各種形式。但這些分布器在工業(yè)應(yīng)用中都存在著一些問題，如液-固兩相分布器都是單層板結(jié)構(gòu)，固液兩相通過分布板后，還要經(jīng)過一段較長的距離才能進入均勻流化區(qū)。而對于長度較短的下管箱，液-固兩相在空間上還沒有達到穩(wěn)定，固體顆粒不能均勻的分配到各管束中。更為嚴重的情況將會造成整體設(shè)備操作的不穩(wěn)定。若換熱管束中的某些管子的固體顆粒較多，管束中固含率較大，則阻力較大，造成管子壁面垢層增加，最終將管子堵死。對于和液-固操作條件相似的汽(氣)-液-固三相系統(tǒng)，其中的汽(氣)泡會加劇整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。最終，導致整個汽(氣)-液-固三相系統(tǒng)無法正常工作。即使含液多相體系在自然流的作用下達到均勻的流態(tài)化，由于分布板區(qū)的高度過高，下管箱的長度增加，也會帶來設(shè)備的制造費用增加，安裝場地擴大等問題。
專利ZL94222825.1，ZL91106682.9中的方法在一定程度上解決了液-固兩相均勻分布的問題，但仍然存在一些不足之處，具體表現(xiàn)在(1)在ZL91106682.9中，對于液-固兩相的均勻分布采用了帶側(cè)孔的直管形式。這種結(jié)構(gòu)形式的缺點在于直管和換熱管的直徑相同。顆粒流在單位時間內(nèi)的質(zhì)量流量較大，易造成直管的下端位于固液兩相的相界面處。由于液-固兩相的相界面處波動較大，各管束入口端壓力波動較大，導致各管束中壓力降波動也較大，各管束中固含率相差較大。
(2)在ZL94222825.1中，隔板式分布器對于換熱管(或反應(yīng)管)數(shù)目較少的換熱器(或反應(yīng)器)可以保持管束中固含率相同，但對于擁有幾十或上百根的換熱系統(tǒng)，由于空間位置有限，結(jié)構(gòu)上過于復雜，實現(xiàn)起來較困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置，在下管箱的底部設(shè)置有物料進口，在下管箱的上部設(shè)置套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)至少由2個管子嵌套組成，所述管子間設(shè)置有定位連接裝置或外管的內(nèi)壁和內(nèi)管的外壁固定連接，管與管之間的相對位置為同心或者是偏心，外管或為換熱管、反應(yīng)管、結(jié)晶管、萃取及抽提管之一或為換熱管、反應(yīng)管、結(jié)晶管、萃取及抽提管之一的下端與連接管結(jié)合而成，內(nèi)管下管口低于外管下管口，或內(nèi)管下管口低于中間管下管口，所述中間管下管口低于外管下管口；內(nèi)管的上管口位于外管的下管口下一倍于外管直徑處至外管的上管口之間，或內(nèi)管的上管口位于中間管的下管口下一倍于中間管直徑處至外管的上管口之間，中間管上管口位于外管的下管口下一倍于外管直徑處至外管的上管口之間，所述套管結(jié)構(gòu)至少為一個。
所述管子的橫截面為圓形或橢圓形或矩形或三角形或棱形或不規(guī)則多邊形，所述的管子為普通換熱管或為帶翅片的換熱管，所述翅片為縱向形式或橫向形式。
所述定位連接裝置為連接板或固定桿，所述連接定位裝置至少為一個，所述連接板上設(shè)置有小孔或環(huán)隙，所述小孔的形狀為圓形或橢圓形或矩形或三角形或棱形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形，所述連接管上設(shè)置有連接管小孔或縫隙，所述連接管小孔的形狀為方形或圓形或六邊形或矩形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形。
所述下管箱的下部設(shè)置有預分布器。
所述預分布器為組合式預分布器，所述組合式預分布器至少由導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板之兩種組成，由上到下，組合式預分布器的設(shè)置依次為導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置，或依次為導流筒、多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒、多層分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板、導流筒設(shè)置，或依次為多層分布板、導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或?qū)Я魍?、多層分布板設(shè)置，或?qū)Я魍?、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或多層分布板、導流筒設(shè)置，或多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置。
在所述預分布器為篩板式預分布器或密孔板式預分布器或泡罩式預分布器或隔板式預分布器或直流式預分布器或側(cè)流式預分布器或管式預分布器或旋流式預分布器或多層板式預分布器或多層分布板或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板或?qū)Я魍病?br>
所述連接管上設(shè)置有小孔或縫隙，所述小孔的形狀為方孔或為圓孔或為六邊形或為矩形或其他各種規(guī)則或不規(guī)則的形狀。
一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置，在下管箱的底部設(shè)置有物料進口，在下管箱的中下部設(shè)置有預分布器，所述下管箱的上部設(shè)置有與換熱管或反應(yīng)管或結(jié)晶管相連接的連接管，所述連接管上設(shè)置有小孔或縫隙。
所述預分布器為組合式預分布器，所述組合式預分布器至少由導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板之兩種組成，由上到下，組合式預分布器的設(shè)置依次為導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置，或依次為導流筒、多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒、多層分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板、導流筒設(shè)置，或依次為多層分布板、導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或?qū)Я魍?、多層分布板設(shè)置，或?qū)Я魍?、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或多層分布板、導流筒設(shè)置，或多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置。
所述預分布器為篩板式預分布器或密孔板式預分布器或泡罩式預分布器或隔板式預分布器或直流式預分布器或側(cè)流式預分布器或管式預分布器或旋流式預分布器或多層板式預分布器或多層分布板或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板或?qū)Я魍病?br>
該裝置能夠用于化工、動力、造紙、制鹽、制冷和食品加工等行業(yè)中的換熱和反應(yīng)設(shè)備。這類設(shè)備包括換熱器、蒸發(fā)器、結(jié)晶器、再沸器、列管式流化床反應(yīng)器及萃取分離及抽提分離設(shè)備。
本發(fā)明主要涉及那些固相密度大于液相的含液多相體系。通過預分布器的設(shè)置及主分布器套管結(jié)構(gòu)，可以使多相流體在較短的空間和較小的壓降下，達到穩(wěn)定流化狀態(tài)，形成等含率體。之后，含液多相體系從套管的不同區(qū)域均勻進入到換熱管束或反應(yīng)管束中。加入本發(fā)明裝置后，改造后的換熱設(shè)備能夠長期、平穩(wěn)、高效的運轉(zhuǎn)，提高能源的利用率，減少停車和清洗次數(shù)，提高經(jīng)濟效益。當用于多管流化床時，易于流化床反應(yīng)器的工業(yè)放大。
圖1為本發(fā)明的一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的套管結(jié)構(gòu)中內(nèi)外管直接連接的一種結(jié)構(gòu)。
圖3為本發(fā)明的套管結(jié)構(gòu)中連接固定裝置的一種連接桿偏心結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明的套管結(jié)構(gòu)中連接固定裝置的一種連接桿同心結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明的套管結(jié)構(gòu)中一種連接固定裝置中連接片或連接板上開圓孔的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明的套管結(jié)構(gòu)中一種連接固定裝置中連接片或連接板上開環(huán)隙的結(jié)構(gòu)圖。
圖7為本發(fā)明的另一種帶篩板式預分器的含液多相體系中各相均勻分配裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明的再一種帶組合式預分器的含液多相體系中各相均勻分配裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明中組合式預分布器中多層分布板中第一層分布板的俯視圖。
圖10為本發(fā)明中組合式預分布器中多層分布板中第二層分布板的俯視圖。
圖11為本發(fā)明的套管結(jié)構(gòu)在液—固兩相下的工作原理示意圖。
圖12為本發(fā)明的套管結(jié)構(gòu)在液—液兩相下的工作原理示意圖。
圖13為本發(fā)明的第二種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置在汽(氣)—液兩相下的工作原理示意圖。
圖14為本發(fā)明的多層套管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步地說明。
一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置，在下管箱3的底部設(shè)置有物料進口5，在下管箱的上部設(shè)置套管結(jié)構(gòu)1，套管結(jié)構(gòu)至少由2個管子嵌套組成，管子間設(shè)置有定位裝置或外管6的內(nèi)壁和內(nèi)管8的外壁固定連接，管與管之間的相對位置關(guān)系為同心或者是偏心，外管或為換熱管、反應(yīng)管、結(jié)晶管、萃取及抽提管之一或為換熱管、反應(yīng)管、結(jié)晶管、萃取及抽提管之一的下端與連接管2結(jié)合而成，內(nèi)管下管口低于外管下管口，或內(nèi)管下管口低于中間管下管口，所述中間管下管口低于外管下管口；內(nèi)管的上管口位于外管的下管口下一倍于外管直徑處至外管的上管口之間，或內(nèi)管的上管口位于中間管的下管口下一倍于中間管直徑處至外管的上管口之間，中間管上管口位于外管的下管口下一倍于外管直徑處至外管的上管口之間，所述套管結(jié)構(gòu)至少為一個。
管子的橫截面為圓形或橢圓形或矩形或三角形或棱形或五邊形或六邊形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形，管子為普通換熱管或為帶翅片的換熱管，所述翅片為縱向形式或橫向形式。
對于套管間的連接方式，具體結(jié)構(gòu)之一為圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示。定位連接裝置為連接板17或固定桿9，連接板17設(shè)置下管口，連接定位裝置至少為一個，連接板上設(shè)置有小孔18或環(huán)隙，所述小孔的形狀為圓形或橢圓形或矩形或三角形或棱形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形，所述連接管上設(shè)置有連接管小孔或縫隙，所述連接管小孔的形狀為方形或圓形或六邊形或矩形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形。
在下管箱3的下部設(shè)置有預分布器。
預分布器的形式可以多種形式。
圖7所示為篩板式預分器和上部套管結(jié)構(gòu)組成含液體系多相分布裝置。
圖8所示為組合式預分布器和上部套管結(jié)構(gòu)組成含液體系多相分布裝置。組合式預分布器至少由導流筒13、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板14、多層分布板之兩種組成，由上到下，組合式預分布器的設(shè)置依次為導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置，或依次為導流筒、多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒、多層分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板、導流筒設(shè)置，或依次為多層分布板、導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或?qū)Я魍?、多層分布板設(shè)置，或?qū)Я魍病⒔z網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或多層分布板、導流筒設(shè)置，或多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置。
在所述預分布器為篩板式預分布器或密孔板式預分布器或泡罩式預分布器或隔板式預分布器或直流式預分布器或側(cè)流式預分布器或管式預分布器或旋流式預分布器或多層板式預分布器或多層分布板或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板或?qū)Я魍病?br>
在所述連接管上設(shè)置有小孔7或縫隙，所述小孔7的形狀為方孔或為圓孔或為六邊形或為矩形或其他規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形。
第二種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置，如圖8所示，在下管箱3的底部設(shè)置有物料進口5，在下管箱的中下部設(shè)置有預分布器，下管箱的上部設(shè)置有與換熱管或反應(yīng)管或結(jié)晶管10相連接的連接管12，連接管上設(shè)置有連接小孔11或縫隙。
預分布器為組合式預分布器，所述組合式預分布器至少由導流筒13、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板14、多層分布板之兩種組成，由上到下，組合式預分布器的設(shè)置依次為導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置，或依次為導流筒、多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒、多層分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板、導流筒設(shè)置，或依次為多層分布板、導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或?qū)Я魍病⒍鄬臃植及逶O(shè)置，或?qū)Я魍?、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或多層分布板、導流筒設(shè)置，或多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置。
預分布器為篩板式預分布器或密孔板式預分布器或泡罩式預分布器或隔板式預分布器或直流式預分布器或側(cè)流式預分布器或管式預分布器或旋流式預分布器或多層板式預分布器或多層分布板或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板或?qū)Я魍病?br>
進料口的作用是將物料均勻平穩(wěn)的輸入到下管箱中。預分布器的作用是在較小的壓降下，使多相物料迅速形成等含率體或等含率面。等含率體或等含率面是根據(jù)各相的物理性質(zhì)(如密度，組分，大小等)的差異而形成的。套管結(jié)構(gòu)是對各相進行選取的一種合適的結(jié)構(gòu)。
由于多相物系各相性質(zhì)和流動特性的差異，進料口5的方式的不同對于含液多相體系在下管箱中的流動形式有著重要的影響。為保證在下管箱中多相流動的平穩(wěn)性，多相物料的進口方式可以采用下注式、上注式、側(cè)面式等不同方式。對于進口速度較大的多相體系，用下注式會使下管箱中的流動更加穩(wěn)定，各相含率在軸徑向上的分布更加均勻。上注式適用于那些易于形成偏流的多相體系。進料口在結(jié)構(gòu)上的對稱性保證了流動特性的對稱性。對于進口的數(shù)目可以根據(jù)換熱器或反應(yīng)器的大小和物料的物性參數(shù)來確定。對于設(shè)備直徑較大、物料進口速度高的系統(tǒng)采用多點進料。對于設(shè)備直徑較小，物料進口速度小的系統(tǒng)可以采用單點進料。
對于含液多相體系的預分布器，可以根據(jù)各相的差異，有選擇的借鑒各種分布器。現(xiàn)有的分布器主要包括密孔板、篩板式、泡罩式、直流式、側(cè)流式、管式、旋流式和分支式分布器。預分布器的選擇主要考慮壓力降，各相分布，各相湍動動能減少程度等因素。由于是多相含液體系，根據(jù)工程分形理論，預分布器的結(jié)構(gòu)也應(yīng)當是復合形式。針對不同相含率、密度的差異確定控制相和從屬相，選擇不同形式的分布器。多相含液體系經(jīng)過預分布器后，根據(jù)各相物理性質(zhì)的不同，形成界限分明的等含率體或等含率面。若把汽(氣)-液-固三相看成不同直徑的“顆?！?，那些密度大，直徑大的“顆粒”形成的等含率體位于下管箱的下部；那些直徑小，密度輕的“顆?！毙纬傻牡群鼠w位于下管箱的上部。在換熱器、蒸發(fā)器、再沸器、結(jié)晶器、列管式流化床反應(yīng)器及萃取、抽提分離裝置中的換熱管或反應(yīng)管構(gòu)建套管結(jié)構(gòu)，從含液多相體系的等含率體或等含率面內(nèi)直接提取各相。套管結(jié)構(gòu)的軸向高度和徑向直徑間的關(guān)系由管束中的相含率決定。本發(fā)明的第一種結(jié)構(gòu)如圖1所示。含液多相物料從進料口5進入下管箱2中，在無預分布器的情況下，含液多相體系在自然流的作用下，經(jīng)過一段距離之后，形成等含率體或者是等含率面，套管結(jié)構(gòu)直接從等含率體和等含率面直接提取各相，保持各反應(yīng)管或結(jié)晶管或換熱管或萃取抽提裝置中相含率相同。若在下管箱的下部還可以設(shè)置預分布器。圖7所示為篩板式分布板預分布板的含液多相體系的分布裝置的結(jié)構(gòu)圖。含液多相物質(zhì)經(jīng)過篩板式預分布板后，能在較短的空間距離內(nèi)實現(xiàn)等含率體或等含率面。圖8所示一種組合式預分布板為含液多相體系分布裝置結(jié)構(gòu)圖。物料從進料口進入下管箱后經(jīng)過預分布器的多層分布板后，(見圖9和圖10)，由于上層板15的上層板孔19的數(shù)目多于下層板16的下層板孔20的數(shù)目，且成比例對稱關(guān)系(見圖7和圖8)，一股流動變成流量相同的多股流動，多股流體再重新分流，形成更多均勻流動的分支流體，最終形成等含率體或等含率面。對于多層預分布板上孔的形式可以是多種形式，或圓形或方形或矩形或三角形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形。對于這些孔的排列形式也可以是多種形式，排列方式或為三角形或為轉(zhuǎn)角正三角行或為正方形或為轉(zhuǎn)角正方形以及同心圓。對于圖11、圖12和圖13為液-固、液-液和汽(氣)-液三種基本條件下，套管結(jié)構(gòu)工作原理圖。對于液-固兩相，套管結(jié)構(gòu)的外管6位于固-液兩相區(qū)，套管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管8位于純液體區(qū)，液體19和液固兩相20(見圖11)分別從套管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管和環(huán)隙兩個不同區(qū)域進入外管。對于液—液兩相，兩者由于密度不同，形成輕液層21和重液層22(見圖12)，輕液層21和重液層22分別從套管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管和環(huán)隙兩個不同區(qū)域進入外管。對于汽(氣)-液兩相，由于兩者的物理性質(zhì)差異較大，汽(氣)體和液體分別從套管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管和環(huán)隙兩個不同區(qū)域進入外管。對于液-汽(氣)兩相，原來的結(jié)構(gòu)也可以發(fā)生相應(yīng)的改變，由原來的套管結(jié)構(gòu)形式改為側(cè)壁開孔的直管形式。連接管24的直徑和換熱管或反應(yīng)管或結(jié)晶管10的直徑相同，管上有孔11，孔的位置位于液面之上，汽(氣)相23從孔11流入，而液相19從連接管24流入，保證了汽(氣)液兩相含率相同。上述三種結(jié)構(gòu)為均勻分配裝置的基本結(jié)構(gòu)。對于實際的含液多相物系，套管結(jié)構(gòu)都是這三種基本結(jié)構(gòu)的組合。
對于含液多相體系的均勻分配裝置，以液-固循環(huán)流化床為例，結(jié)合附圖1到附圖14進一步對本發(fā)明進行描述。
由圖8所示，液固兩相流化床物料進口5置于底部中間處，保證了多相流動的對稱性。預分布器由多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板14和導流筒13構(gòu)成。對于多層板的整體結(jié)構(gòu)也相當于一個多層的預分布器，下層擋板是上層擋板的預分布器。而多層板又是篩板式液體分布器、導流筒和多層套管結(jié)構(gòu)的預分布器。多層板另外一個作用是使下管箱中固含率迅速提高。主分布器為套管結(jié)構(gòu)1構(gòu)成。多層板的層數(shù)為1-50層，多層板的面積可以和下管箱直徑相同，也可以按一定的規(guī)律單調(diào)增加，單調(diào)減?。换蛘呤窍葴p小，后增大；或者是先增大，后減小。板間距可以一致，也可以單調(diào)增加；或單調(diào)減?。换蛘呦仍龃?，后減?。换蛘呦葴p小，后增大的規(guī)律進行排列。板上孔19、20的形狀(見圖9和圖10)或圓形或方形或矩形或三角形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形。對于這些孔的排列形式也可以是多種形式，排列方式或為三角形或為轉(zhuǎn)角正三角行或為正方形或為轉(zhuǎn)角正方形以及同心圓。對于多層板上部的篩板式液體分布板，直徑和下管箱的直徑相同，篩孔的大小為顆粒直徑的1倍以上。絲網(wǎng)式液體分布板的主要作用是將液體中的大漩渦變成小漩渦，使各相的流動趨于均勻。由于含有固體顆粒，導流筒13的加入應(yīng)視情況而定。它的作用為限制固體顆粒整體環(huán)流。經(jīng)過預分布器后，液固兩相在下管箱中形成具有清晰界面的雙層流化區(qū)。即密度大，直徑大的固體顆粒位于下流化層；密度小、直徑小的液體層位于上流化層。通過不同長度的套管結(jié)構(gòu)1，將處于不同層的“顆?！蔽氲綋Q熱管束中。使各管束中顆粒和液體的流入量相同，管束中固含率相同。對于含有多于兩相的多相體系，套管結(jié)構(gòu)也應(yīng)當進行調(diào)整，套管的數(shù)目也要相應(yīng)的增加，如圖14中，6為外管、8為內(nèi)管、25為第一中間管、26為第二中間管。
權(quán)利要求
1.一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置，在下管箱的底部設(shè)置有物料進口，在下管箱的上部設(shè)置套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)至少由2個管子嵌套組成，所述管子間設(shè)置有定位連接裝置或外管的內(nèi)壁和內(nèi)管的外壁固定連接，管與管之間的相對位置為同心或者是偏心，外管或為換熱管、反應(yīng)管、結(jié)晶管、萃取及抽提管之一或為換熱管、反應(yīng)管、結(jié)晶管、萃取及抽提管之一的下端與連接管結(jié)合而成，內(nèi)管下管口低于外管下管口，或內(nèi)管下管口低于中間管下管口，所述中間管下管口低于外管下管口；內(nèi)管的上管口位于外管的下管口下一倍于外管直徑處至外管的上管口之間，或內(nèi)管的上管口位于中間管的下管口下一倍于中間管直徑處至外管的上管口之間，中間管上管口位于外管的下管口下一倍于外管直徑處至外管的上管口之間，所述套管結(jié)構(gòu)至少為一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是在所述管子的橫截面為圓形或橢圓形或矩形或三角形或棱形或不規(guī)則多邊形，所述的管子為普通換熱管或為帶翅片的換熱管，所述翅片為縱向形式或橫向形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是在所述定位連接裝置為連接板或固定桿，所述連接定位裝置至少為一個，所述連接板上設(shè)置有小孔或環(huán)隙，所述小孔的形狀為圓形或橢圓形或矩形或三角形或棱形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形，所述連接管上設(shè)置有連接管小孔或縫隙，所述連接管小孔的形狀為方形或圓形或六邊形或矩形或規(guī)則多邊形或不規(guī)則多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是在所述下管箱的下部設(shè)置有預分布器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是在所述預分布器為組合式預分布器，所述組合式預分布器至少由導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板之兩種組成，由上到下，組合式預分布器的設(shè)置依次為導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置，或依次為導流筒、多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒、多層分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板、導流筒設(shè)置，或依次為多層分布板、導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或?qū)Я魍病⒍鄬臃植及逶O(shè)置，或?qū)Я魍病⒔z網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或多層分布板、導流筒設(shè)置，或多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是在所述預分布器為篩板式預分布器或密孔板式預分布器或泡罩式預分布器或隔板式預分布器或直流式預分布器或側(cè)流式預分布器或管式預分布器或旋流式預分布器或多層板式預分布器或多層分布板或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板或?qū)Я魍病?br>
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是在所述連接管上設(shè)置有小孔或縫隙，所述小孔的形狀為方孔或為圓孔或為六邊形或為矩形或其他各種規(guī)則或不規(guī)則的形狀。
8.一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置，在下管箱的底部設(shè)置有物料進口，在下管箱的中下部設(shè)置有預分布器，所述下管箱的上部設(shè)置有與換熱管或反應(yīng)管或結(jié)晶管相連接的連接管，所述連接管上設(shè)置有小孔或縫隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是所述預分布器為組合式預分布器，所述組合式預分布器至少由導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板之兩種組成，由上到下，組合式預分布器的設(shè)置依次為導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置，或依次為導流筒、多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒、多層分布板設(shè)置，或依次為絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板、導流筒設(shè)置，或依次為多層分布板、導流筒、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或依次為多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或?qū)Я魍?、多層分布板設(shè)置，或?qū)Я魍?、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或多層分布板、導流筒設(shè)置，或多層分布板、絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、導流筒設(shè)置，或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板、多層分布板設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種含液多相流化系統(tǒng)中各相均勻分配裝置，其特征是所述預分布器為篩板式預分布器或密孔板式預分布器或泡罩式預分布器或隔板式預分布器或直流式預分布器或側(cè)流式預分布器或管式預分布器或旋流式預分布器或多層板式預分布器或多層分布板或絲網(wǎng)式分布板或板網(wǎng)式分布板或?qū)Я魍病?br>
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含液多相流化體系中各相均勻分配裝置，在下管箱的底部設(shè)置有物料進口，在下管箱的上部設(shè)置套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)至少由2個管子嵌套組成，本發(fā)明主要涉及那些固相密度大于液相的含液多相體系。通過預分布器的設(shè)置及主分布器套管結(jié)構(gòu)，可以使多相流體在較短的空間和較小的壓降下，達到穩(wěn)定流化狀態(tài)，形成等含率體。之后，含液多相體系從套管的不同區(qū)域均勻進入到換熱管束或反應(yīng)管束中。加入本發(fā)明裝置后，改造后的換熱設(shè)備能夠長期、平穩(wěn)、高效的運轉(zhuǎn)，提高能源的利用率，減少停車和清洗次數(shù)，提高經(jīng)濟效益。當用于多管流化床時，易于流化床反應(yīng)器的工業(yè)放大。
文檔編號B01J8/24GK1657151SQ20041009392
公開日2005年8月24日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者王一平, 張金利, 劉俊杰, 吳晨曦, 楊智勇, 朱麗 申請人:天津大學