本實(shí)用新型涉及加氫反應(yīng)器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種氣液并流入口擴(kuò)散器。

背景技術(shù)：

加氫反應(yīng)器是石油煉制與石油化工行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，通常采用下流式氣液兩相介質(zhì)并流進(jìn)料，進(jìn)料物流具有壓力高、流速快的特點(diǎn)。因此，工業(yè)上通常在加氫反應(yīng)器的入口處設(shè)置擴(kuò)散器，以實(shí)施消減沖力、流體分散和氣液混合，達(dá)到預(yù)分配的效果。加氫反應(yīng)器能否長期穩(wěn)定運(yùn)行、催化劑能否充分發(fā)揮作用、反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量是否達(dá)到質(zhì)量要求，很大程度上取決于入口擴(kuò)散器的性能。入口擴(kuò)散器的性能可以從緩沖效果、液相偏流程度、液相噴灑面積和液相沿徑向分配的峰值等方面來評價(jià)。優(yōu)異的入口擴(kuò)散器能消除進(jìn)料物流對頂分配盤的垂直沖擊，通過擾動促進(jìn)氣液混合，并將氣液介質(zhì)均勻地?cái)U(kuò)散到整個反應(yīng)器截面，為分配盤的穩(wěn)定工作創(chuàng)造條件。

目前，入口擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)形式有很多種，噴頭型擴(kuò)散器可通過設(shè)置多個實(shí)現(xiàn)流體的均勻分散，但存在氣液進(jìn)料線速較高、沖擊力大、壓降大的缺點(diǎn)；盤式、多管式、側(cè)隙管型擴(kuò)散器結(jié)構(gòu)簡單并可滿足減沖要求，但無擴(kuò)散角，噴淋面積小且分配不均勻；多層錐擴(kuò)散器流體分散效果較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)器的有效空間利用率差。

專利CN200620130219.4公開了一種氣液并流入口擴(kuò)散器，設(shè)有同軸的圓柱形內(nèi)外筒，環(huán)形底板和一層多孔碎流板。內(nèi)筒的頂端設(shè)有蓋板，底端為出口，蓋板周邊和內(nèi)筒側(cè)壁上均勻開設(shè)有進(jìn)料孔。反應(yīng)介質(zhì)分兩路進(jìn)入內(nèi)筒，一路通過頂部蓋板的開孔進(jìn)入，另一路從內(nèi)筒側(cè)壁的開孔進(jìn)入，在內(nèi)筒中碰撞混合后，濺射到擴(kuò)散器底部的碎流板上。該擴(kuò)散器結(jié)構(gòu)簡單，提高了反應(yīng)器空間的有效利用率，且壓降較低，但進(jìn)料物流對筒體內(nèi)部構(gòu)件沖擊作用強(qiáng)，液相的噴灑面積小，液相偏流程度仍相對較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種氣液并流入口擴(kuò)散器，以解決現(xiàn)有的入口擴(kuò)散器對氣液的緩沖效果不佳、液相偏流程度大、液相噴灑面積小和液相沿徑向分配峰值高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為：

一種氣液并流入口擴(kuò)散器，它包括同軸連接的筒體、整流器和碎流器，筒體的頂端焊接有與加氫反應(yīng)器頂部相連接的法蘭，筒體的底部設(shè)有底板，底板的中心開設(shè)有圓形出口，底板的下方設(shè)有碎流器，整流器位于筒體的內(nèi)腔中，所述整流器包括與筒體同軸的、自上而下安裝在支撐架上的上導(dǎo)流板、中導(dǎo)流板、下導(dǎo)流板、圓柱狀的溢流筒，上導(dǎo)流板、中導(dǎo)流板和下導(dǎo)流板均采用流線型擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，中導(dǎo)流板的中心設(shè)有開孔，中導(dǎo)流板中心開孔的內(nèi)徑不大于上導(dǎo)流板的直徑，不小于下導(dǎo)流板的直徑，中導(dǎo)流板的外沿直徑不小于溢流筒的外徑，溢流筒的底部與底板相連接，溢流筒的內(nèi)徑與出口的直徑相等。

優(yōu)選的，所述上導(dǎo)流板、下導(dǎo)流板為球形面板、錐形面板或橢球形面板，中導(dǎo)流板為截頭的球形面板、錐形面板或橢球形面板。

優(yōu)選的，所述碎流器包括數(shù)個同軸疊置、底端直徑由外向內(nèi)依次減小的碎流板，每個碎流板上均設(shè)有多個碎流孔。

優(yōu)選的，數(shù)個所述碎流板的底部在同一平面上。

優(yōu)選的，最外層的所述碎流板的頂端外徑小于溢流筒的內(nèi)徑，底端外徑不大于筒體的外徑。

優(yōu)選的，所述碎流板采用流線型擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，為截頭的球形面板、錐形面板或橢球形面板。

優(yōu)選的，所述碎流孔的形狀為圓形、多邊形、扇形、螺旋線形中的一種或兩種以上的組合，碎流孔的面積或數(shù)量由外向內(nèi)逐漸減小。

本實(shí)用新型在使用時，氣液兩相進(jìn)料由筒體頂部進(jìn)入，先沖擊上導(dǎo)流板和中導(dǎo)流板，氣液兩相混合、變向并削減部分沖擊力、初步整型后，分兩路通過整流器：一路由上導(dǎo)流板和中導(dǎo)流板之間的環(huán)隙進(jìn)入，在下導(dǎo)流板的作用下呈擴(kuò)散流動；另一路先落入溢流筒和筒體之間的環(huán)隙中，再通過溢流筒的上邊緣溢流進(jìn)入整流器；兩路氣液混合物的流動方向基本垂直，有助于液相的破碎和分散，使液相更均勻地噴灑到碎流器上。氣液混合物通過底板中心的出口進(jìn)入碎流器，碎流器對氣液混合物做進(jìn)一步緩沖，在碎流板不開孔區(qū)域的發(fā)生濺射、邊緣發(fā)生散射、流經(jīng)碎流孔的發(fā)生噴射，氣體被進(jìn)一步撕裂破碎液相，將液相破碎成小液滴，并均勻地分散至本實(shí)用新型下方的加氫反應(yīng)器截面上。

本實(shí)用新型的有益效果為：

（1）本實(shí)用新型中上導(dǎo)流板、中導(dǎo)流板、下導(dǎo)流板、溢流筒和碎流板均對氣液進(jìn)料物流具有多級緩沖、碎流作用，在上導(dǎo)流板和中導(dǎo)流板的阻擋作用下，大部分進(jìn)入本實(shí)用新型的液相先落入溢流筒和筒體之間的環(huán)隙中，再通過溢流筒的上邊緣溢流進(jìn)入整流器，有效避免進(jìn)料物流對擴(kuò)散器和分配盤的沖擊，不僅使擴(kuò)散器內(nèi)部保持了穩(wěn)定的液位，有效避免了液相偏流，而且有助于雜質(zhì)沉積，提高了裝置的操作彈性和容垢能力；

（2）在下導(dǎo)流板的作用下，由上導(dǎo)流板和中導(dǎo)流板之間環(huán)隙進(jìn)入的氣液介質(zhì)在整流器內(nèi)呈擴(kuò)散流動，其流動方向與由筒體與溢流筒之間環(huán)隙進(jìn)入的氣液介質(zhì)基本垂直，二者碰撞混合，不僅有助于液相的破碎分散，而且能夠消除中心匯流，使液相更均勻地噴灑到碎流器上；

（3）液相撞擊到碎流器上進(jìn)一步破碎成小液滴，一方面在碎流板的作用下擴(kuò)大了噴灑面積，另一方面碎流孔的設(shè)置又保證了擴(kuò)散器下方的液體流量，降低了液相沿徑向分配的峰值，提高了氣液介質(zhì)在整個反應(yīng)器截面上分布的均勻性；

（4）本實(shí)用新型的上導(dǎo)流板、中導(dǎo)流板、下導(dǎo)流板和碎流板均采用流線型擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，使氣液進(jìn)料的流道順暢、動能損失小，擴(kuò)散器的壓降較低，可將氣液進(jìn)料擴(kuò)散的更遠(yuǎn)、更加細(xì)微；

（5）本實(shí)用新型中碎流器由多層環(huán)形碎流板組成，數(shù)層碎流板的底部在同一平面上，其高度與單層碎流板相同，使擴(kuò)散器總高度降低，反應(yīng)器可以裝填更多催化劑，提高了反應(yīng)器空間的有效利用率。

本實(shí)用新型對進(jìn)入的氣液混合物具有優(yōu)異的預(yù)分配性能，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的緩沖效果差、液相偏流程度大、液相噴灑面積小和液相沿徑向分配峰值高的問題，操作彈性較大，可廣泛應(yīng)用于原料中雜質(zhì)含量較高的場合。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中整流器、碎流器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、法蘭，2、筒體，3、整流器，4、碎流器，5、上導(dǎo)流板，6、中導(dǎo)流板，7、下導(dǎo)流板，8、溢流筒，9、底板，10、出口，11、支撐架，12、碎流板，13、碎流孔。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示的一種氣液并流入口擴(kuò)散器，它包括同軸連接的筒體2、整流器3和碎流器4，筒體2的頂端焊接有與加氫反應(yīng)器頂部相連接的法蘭1，筒體2的底部設(shè)有底板9，底板9的中心開設(shè)有圓形出口10，底板9的下方設(shè)有碎流器4，整流器3位于筒體2的內(nèi)腔中，整流器3包括與筒體2同軸的、自上而下安裝在支撐架11上的上導(dǎo)流板5、中導(dǎo)流板6、下導(dǎo)流板7、圓柱狀的溢流筒8，上導(dǎo)流板5、中導(dǎo)流板6和下導(dǎo)流板7均采用流線型擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，中導(dǎo)流板6的中心設(shè)有開孔，中導(dǎo)流板6中心開孔的內(nèi)徑不大于上導(dǎo)流板5的直徑，不小于下導(dǎo)流板7的直徑，中導(dǎo)流板6的外沿直徑不小于溢流筒8的外徑，溢流筒8的底部與底板9相連接，溢流筒8的內(nèi)徑與出口10的直徑相等。

上導(dǎo)流板5、下導(dǎo)流板7為球形面板，中導(dǎo)流板6為截頭的球形面板。

碎流器4包括三個同軸疊置、底端直徑由外向內(nèi)依次減小的碎流板12，每個碎流板12上均設(shè)有多個碎流孔13。

3個碎流板12的底部在同一平面上，最外層的碎流板12的頂端外徑小于溢流筒8的內(nèi)徑，底端外徑等于筒體2的外徑。碎流板12采用流線型擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，為截頭的錐形面板。

碎流孔13的形狀為圓形，碎流孔13的面積由外向內(nèi)逐漸減小。

本實(shí)用新型中，氣液并流擴(kuò)散器各零部件之間通過支撐架11固定在一起，支撐架11的形狀可為平板、棱柱狀或圓柱狀。本實(shí)施例中支撐架11的形狀為平板。

本實(shí)用新型在使用過程中，氣液兩相物料由筒體2頂部進(jìn)入后，先沖擊上導(dǎo)流板5和中導(dǎo)流板6，氣液兩相混合、變向并削減部分沖擊力，初步整型后分兩路通過整流器3：一路由上導(dǎo)流板5和中導(dǎo)流板6之間環(huán)隙進(jìn)入，在下導(dǎo)流板7的作用下呈擴(kuò)散流動，另一路在上導(dǎo)流板5和中導(dǎo)流板6的阻擋作用下，液相先落入溢流筒8和筒體2之間環(huán)隙，再溢流進(jìn)入整流器3，使擴(kuò)散器內(nèi)部保持了穩(wěn)定的液位，有效避免了液相偏流，并且有助于雜質(zhì)沉積，提高了裝置的操作彈性和容垢能力；這兩股物料的流動方向基本垂直，有助于液相的破碎和分散，使液相更均勻地噴灑到碎流器4上，碎流器4對氣液兩相混合物進(jìn)一步緩沖，在碎流板12不開孔區(qū)域的濺射作用、邊緣散射作用以及碎流孔13的噴射作用下，氣體被撕裂，進(jìn)一步對液相進(jìn)行破碎，液相破碎成小液滴，并均勻地分散至擴(kuò)散器下方的整個反應(yīng)器截面上。

上導(dǎo)流板5、中導(dǎo)流板6、下導(dǎo)流板7和碎流板12均采用流線型擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，不僅使氣液進(jìn)料得到了充分混合和緩沖，而且氣液介質(zhì)的流道順暢，動能損失小，擴(kuò)散器壓降較低。碎流器4設(shè)有多層碎流板12，不僅沒有增加擴(kuò)散器的總高度，降低反應(yīng)器空間的有效利用率，而且使氣液介質(zhì)在不同的部位分散，提高了碎流霧化效果，優(yōu)化了擴(kuò)散器的預(yù)分配性能。

本實(shí)用新型對進(jìn)入的氣液混合物具有優(yōu)異的預(yù)分配性能，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的緩沖效果差、液相偏流程度大、液相噴灑面積小和液相沿徑向分配的峰值高的問題，操作彈性較大，可廣泛應(yīng)用于原料中雜質(zhì)含量較高的場合。