一種旋流式入口擴(kuò)散器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種旋流式入口擴(kuò)散器，它包括同軸連接的筒體、緩沖板、蓋板和碎流板，筒體的頂端焊接有法蘭，筒體的底端安裝有中心開(kāi)設(shè)圓形出口的底板，所述底板的上表面固定有數(shù)個(gè)呈螺旋狀排布的上層導(dǎo)流板，底板的下表面固定有數(shù)個(gè)呈螺旋狀排布的下層導(dǎo)流板，上層導(dǎo)流板和下層導(dǎo)流板圍成中心為圓柱狀的混合腔作為氣液介質(zhì)的通道，上層導(dǎo)流板的上方自下向上依次設(shè)有蓋板、緩沖板，緩沖板扣壓在蓋板的上方，下層導(dǎo)流板的下方安裝有碎流板。本實(shí)用新型具有緩沖效果強(qiáng)，氣液混合充分，液相噴灑面積大等優(yōu)點(diǎn)，能夠消除液相偏流，降低液相沿徑向分配的峰值，將氣液介質(zhì)均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)反應(yīng)器截面上，為催化加氫反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行創(chuàng)造條件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種旋流式入口擴(kuò)散器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及石化行業(yè)加氫反應(yīng)器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種旋流式入口擴(kuò)散器，適用于氣液兩相流體從小截面流域進(jìn)入大截面流域時(shí)，實(shí)施消減沖力、流體分散和氣液混合。
【背景技術(shù)】
[0002]加氫反應(yīng)器是生產(chǎn)清潔燃料油的主要裝置，其進(jìn)料物流具有壓力高、流速快的特點(diǎn)。入口擴(kuò)散器是氣液介質(zhì)進(jìn)入加氫反應(yīng)器遇到的第一個(gè)部件，其作用是使氣液兩相混合，消除氣液介質(zhì)對(duì)分配盤(pán)等內(nèi)構(gòu)件的垂直沖擊，將氣液進(jìn)料均勻地分散至整個(gè)反應(yīng)器截面上。加氫反應(yīng)能否穩(wěn)定進(jìn)行，催化劑能否充分發(fā)揮作用，產(chǎn)品質(zhì)量是否滿(mǎn)足需求，與入口擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
[0003]入口擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)形式有多種，包括噴頭型、盤(pán)式擴(kuò)散器、拉桿式擴(kuò)散器、側(cè)隙管型擴(kuò)散器、多層錐型擴(kuò)散器、多管式擴(kuò)散器以及錐體雙層多孔板型擴(kuò)散器等。但目前使用的入口擴(kuò)散器存在著液相沿徑向分配的峰值較高、液相偏流程度較大等問(wèn)題。
[0004]目前國(guó)內(nèi)使用的加氫反應(yīng)器入口擴(kuò)散器大部分都采用美國(guó)聯(lián)合油公司推出的UOC型加氫反應(yīng)器入口擴(kuò)散器，這種擴(kuò)散器包括圓柱形外筒、錐形內(nèi)筒、環(huán)形底板和兩層圓形碎流板，反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)入該擴(kuò)散器后，先經(jīng)上部錐體緩沖整流后，再通過(guò)兩層孔板的節(jié)流、碰撞，擴(kuò)散到分配盤(pán)上。這種擴(kuò)散器結(jié)構(gòu)緩沖效果好，氣液兩相可充分混合，液相噴灑面積大，但液相的分配狀況受氣速變化的影響較大，易出現(xiàn)偏流，壓降大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，擴(kuò)散器第二層碎流板的作用并不明顯。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種旋流式入口擴(kuò)散器，以解決現(xiàn)有的入口擴(kuò)散器存在的緩沖力度不夠，液相噴灑面積小、沿徑向分配的峰值較高，易出現(xiàn)偏流的問(wèn)題。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:
[0007]—種旋流式入口擴(kuò)散器，它包括同軸連接的筒體、緩沖板、蓋板和碎流板，筒體的頂端焊接有用于與反應(yīng)器頂部連接的法蘭，筒體的底端安裝有中心開(kāi)設(shè)圓形出口的底板，所述底板的上表面固定有數(shù)個(gè)呈螺旋狀排布的上層導(dǎo)流板，底板的下表面固定有數(shù)個(gè)呈螺旋狀排布的下層導(dǎo)流板，上層導(dǎo)流板和下層導(dǎo)流板圍成中心為圓柱狀的混合腔作為氣液介質(zhì)的通道，上層導(dǎo)流板的上方自下向上依次設(shè)有蓋板、緩沖板，緩沖板扣壓在蓋板的上方，下層導(dǎo)流板的下方安裝有碎流板。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上層導(dǎo)流板與下層導(dǎo)流板設(shè)置的旋轉(zhuǎn)方向一致。
[0009]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述上層導(dǎo)流板和下層導(dǎo)流板的數(shù)量均為8—16個(gè)，為矩形平面板、弧形面板、波紋板或沖孔篩板。
[0010]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述緩沖板的形狀為球形面板、錐形面板或橢球形面板，緩沖板的周邊均布有4 一 16個(gè)三角形或梯形呈放射狀排布的條縫。
[0011]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述蓋板為中心開(kāi)孔的環(huán)狀平板，蓋板中心開(kāi)孔的直徑與底板中心出口的直徑相等，蓋板的外沿直徑不大于筒體內(nèi)徑的7/8，蓋板與筒體內(nèi)壁之間形成環(huán)形縫隙。
[0012]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述中心出口的直徑不小于筒體內(nèi)徑的1/2。
[0013]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述碎流板為圓形平板，碎流板上開(kāi)設(shè)多個(gè)碎流孔，碎流孔的開(kāi)孔尺寸或者數(shù)量由外向內(nèi)逐漸減小，碎流孔的形狀選自圓形、多邊形、環(huán)形、扇形、螺旋線(xiàn)形的一種或兩種形狀以上的組合。
[0014]本實(shí)用新型在使用時(shí)，氣液兩相物料進(jìn)入入口擴(kuò)散器后分為兩路:一路通過(guò)緩沖板上的條縫進(jìn)入混合腔，垂直向下流動(dòng)，另一路通過(guò)上層導(dǎo)流板之間的間隙沿螺旋方向切向進(jìn)入混合腔。這兩路流體的流動(dòng)方向基本垂直，有助于氣液兩相介質(zhì)的碰撞及混合，減少液相的偏流。氣液兩相介質(zhì)流經(jīng)筒體底部的出口后，在碎流板和下層導(dǎo)流板的共同作用下，分兩路流出入口擴(kuò)散器:一路通過(guò)碎流孔垂直向下流動(dòng)，另一路通過(guò)下層導(dǎo)流板之間的間隙沿螺旋方向切向流出入口擴(kuò)散器，氣液介質(zhì)在流出擴(kuò)散器前再次進(jìn)行混合再分配，有效避免了液相偏流現(xiàn)象。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016](I)本實(shí)用新型具有較強(qiáng)的緩沖效果:緩沖板和蓋板對(duì)進(jìn)入擴(kuò)散器的氣液物料流具有阻擋和分流作用，減小了氣液介質(zhì)對(duì)筒體底板的沖擊;下層導(dǎo)流板使出口氣液流具有了切向速度，減小了氣液介質(zhì)對(duì)碎流板的沖擊;碎流板的阻擋作用，減小了氣液介質(zhì)對(duì)下層分配器的沖擊；
[0017](2)本實(shí)用新型具有多級(jí)碎流霧化性能:緩沖板、蓋板、上層導(dǎo)流板、下層導(dǎo)流板、碎流板和混合腔均對(duì)進(jìn)料液相具有破碎整流作用，有利于促進(jìn)氣液兩相的充分混合和均勻分配；
[0018](3)本實(shí)用新型具有良好的預(yù)分配性能:緩沖板中心區(qū)域?qū)M(jìn)料物流的阻擋作用和上層導(dǎo)流板的切向?qū)Я髯饔镁梢员苊饣旌锨粌?nèi)液體出現(xiàn)中心匯流;下層導(dǎo)流板的切向?qū)Я髯饔媚軌蚴沽鞒鰯U(kuò)散器的液體旋轉(zhuǎn)分散開(kāi)，消除了液相偏流現(xiàn)象，減少了液相沿徑向分配的峰值;碎流板的濺射作用和碎流孔的噴射作用既擴(kuò)大了液相的噴灑面積，又保證了擴(kuò)散器下方液體穩(wěn)定的流量，提高了流出擴(kuò)散器的氣液介質(zhì)在整個(gè)反應(yīng)器截面上分布的均勻程度；
[0019](4)上層導(dǎo)流板與下層導(dǎo)流板的導(dǎo)流方向相反，迫使氣液物流在混合腔內(nèi)改變運(yùn)動(dòng)方向，形成漩渦流，提高氣液兩相的混合傳熱效果；
[0020](5)與國(guó)內(nèi)工業(yè)上使用廣泛的雙層多孔板式擴(kuò)散器相比，本實(shí)用新型只設(shè)有一層碎流板，總高度較低，提高了反應(yīng)器的空間利用率；
[0021](6)本實(shí)用新型中氣液進(jìn)料的流道順暢、動(dòng)能損失較小，使擴(kuò)散器的壓降較小。
[0022]本實(shí)用新型緩沖效果明顯、氣液混合分散性能良好、液相噴灑面積大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓降小，具有優(yōu)異的預(yù)分配性能，能夠消除液相偏流，降低液相沿徑向分配的峰值，將氣液介質(zhì)均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)反應(yīng)器截面上，有助于催化加氫反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖2為圖1中本實(shí)用新型去掉筒體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中:1、筒體，2、緩沖板，3、蓋板，4、混合腔，5、碎流板，6、碎流孔，7、法蘭，8、底板，
9、中心出口，10、上層導(dǎo)流板，11、下層導(dǎo)流板。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]如圖1、圖2所示的一種旋流式入口擴(kuò)散器，它包括同軸連接的筒體1、緩沖板2、蓋板3和碎流板5，筒體I的頂端焊接有用于與反應(yīng)器頂部連接的法蘭7，筒體I的底端安裝有中心開(kāi)設(shè)圓形出口 9的底板8，底板8的上表面固定有8—16個(gè)呈螺旋狀排布的上層導(dǎo)流板10，底板8的下表面固定有8—16個(gè)呈螺旋狀排布的下層導(dǎo)流板11，上層導(dǎo)流板10和下層導(dǎo)流板11圍成中心為圓柱狀的混合腔4作為氣液介質(zhì)的通道，上層導(dǎo)流板10的上方自下向上依次設(shè)有蓋板3、緩沖板2，緩沖板2扣壓在蓋板3的上方，下層導(dǎo)流板11的下方安裝有碎流板5。
[0028]上層導(dǎo)流板1和下層導(dǎo)流板11設(shè)置的旋轉(zhuǎn)方向一致。
[0029]上層導(dǎo)流板10與下層導(dǎo)流板11的形狀為矩形平面板、弧形面板、波紋板或沖孔篩板。
[0030]緩沖板2的形狀為球形面板、錐形面板或橢球形面板，緩沖板2的周邊均布有4一 16個(gè)三角形或梯形呈放射狀排布的條縫。
[0031]蓋板3為中心開(kāi)孔的環(huán)狀平板，蓋板3中心開(kāi)孔的直徑與底板8中心出口9的直徑相等，蓋板3的外沿直徑不大于筒體I內(nèi)徑的7/8，蓋板3與筒體I內(nèi)壁之間形成環(huán)形縫隙。
[0032]中心出口9的直徑不小于筒體I內(nèi)徑的1/2。
[0033]碎流板5為圓形平板，碎流板5上開(kāi)設(shè)多個(gè)碎流孔6，碎流孔6的開(kāi)孔尺寸或者數(shù)量由外向內(nèi)逐漸減小，碎流孔6的形狀選自圓形、多邊形、環(huán)形、扇形、螺旋線(xiàn)形的一種或兩種形狀以上的組合。
[0034]本實(shí)施例中碎流孔6的形狀為圓形，其開(kāi)孔直徑由外向內(nèi)逐漸減小。
[0035]本實(shí)用新型所述的一種旋流式入口擴(kuò)散器，使用過(guò)程中，氣液介質(zhì)由筒體I頂部進(jìn)入擴(kuò)散器，經(jīng)緩沖板2和蓋板3緩沖后，分兩路進(jìn)入混合腔4: 一路通過(guò)緩沖板2的條縫進(jìn)入混合腔4，垂直向下流動(dòng)，另一路通過(guò)上層導(dǎo)流板10的間隙沿螺旋方向切向進(jìn)入混合腔4，兩路流體的流動(dòng)方向基本垂直，在混合腔4中碰撞混合后向下流動(dòng)。氣液介質(zhì)流出底板8的出口 9后，分兩路流出擴(kuò)散器:一路通過(guò)碎流孔6噴射向下流動(dòng)，另一路在下層導(dǎo)流板11的導(dǎo)流作用下沿碎流板5切向流出擴(kuò)散器。下層導(dǎo)流板11與上層導(dǎo)流板10的導(dǎo)流方向相反，強(qiáng)化了氣液介質(zhì)在混合腔4中的混合分散效果，且下層導(dǎo)流板11使出口物流具有了切向速度，消除了液相偏流，減小了氣液介質(zhì)對(duì)碎流板5的沖擊。氣液介質(zhì)撞擊到碎流板5上，進(jìn)一步碎流霧化，擴(kuò)大了液相噴淋面積，降低了液相沿徑向分配的峰值，使氣液介質(zhì)均勻地分散到整個(gè)反應(yīng)器截面上，避免了進(jìn)料物流對(duì)下層分配盤(pán)的沖擊。
[0036]本實(shí)用新型可用于石油煉制工業(yè)中氣液并流的加氫反應(yīng)器內(nèi)，具有緩沖效果強(qiáng)，氣液混合充分，液相噴灑面積大等優(yōu)點(diǎn)，能夠消除液相偏流，降低液相沿徑向分配的峰值，將氣液介質(zhì)均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)反應(yīng)器截面上，為催化加氫反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行創(chuàng)造條件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋流式入口擴(kuò)散器，它包括同軸連接的筒體(1)、緩沖板(2)、蓋板(3)和碎流板(5)，筒體(I)的頂端焊接有用于與反應(yīng)器頂部連接的法蘭(7)，筒體(I)的底端安裝有中心開(kāi)設(shè)圓形出口(9)的底板(8)，其特征在于:所述底板(8)的上表面固定有數(shù)個(gè)呈螺旋狀排布的上層導(dǎo)流板(10)，底板(8)的下表面固定有數(shù)個(gè)呈螺旋狀排布的下層導(dǎo)流板(11)，上層導(dǎo)流板(10)和下層導(dǎo)流板(11)圍成中心為圓柱狀的混合腔(4)作為氣液介質(zhì)的通道，上層導(dǎo)流板(1 )的上方自下向上依次設(shè)有蓋板(3 )、緩沖板(2 )，緩沖板(2 )扣壓在蓋板(3 )的上方，下層導(dǎo)流板(11)的下方安裝有碎流板(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋流式入口擴(kuò)散器，其特征在于:所述上層導(dǎo)流板(10)與下層導(dǎo)流板(11)設(shè)置的旋轉(zhuǎn)方向一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋流式入口擴(kuò)散器，其特征在于:所述上層導(dǎo)流板(10)和下層導(dǎo)流板(11)的數(shù)量均為8—16個(gè)，為矩形平面板、弧形面板、波紋板或沖孔篩板。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋流式入口擴(kuò)散器，其特征在于:所述緩沖板(2)的形狀為球形面板、錐形面板或橢球形面板，緩沖板(2)的周邊均布有4 一 16個(gè)三角形或梯形呈放射狀排布的條縫。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種旋流式入口擴(kuò)散器，其特征在于:所述蓋板(3)為中心開(kāi)孔的環(huán)狀平板，蓋板(3)中心開(kāi)孔的直徑與底板(8)中心出口(9)的直徑相等，蓋板(3)的外沿直徑不大于筒體(I)內(nèi)徑的7/8，蓋板(3)與筒體(I)內(nèi)壁之間形成環(huán)形縫隙。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種旋流式入口擴(kuò)散器，其特征在于:所述中心出口(9)的直徑不小于筒體(I)內(nèi)徑的1/2。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種旋流式入口擴(kuò)散器，其特征在于:所述碎流板(5)為圓形平板，碎流板(5)上開(kāi)設(shè)多個(gè)碎流孔(6)，碎流孔(6)的開(kāi)孔尺寸或者數(shù)量由外向內(nèi)逐漸減小，碎流孔(6)的形狀選自圓形、多邊形、環(huán)形、扇形、螺旋線(xiàn)形的一種或兩種形狀以上的組入口 ο
【文檔編號(hào)】B01J4/00GK205495530SQ201620209839
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】王密, 申玲, 范飛, 周予東, 潘曉棟, 張彥秋, 李玉浩
【申請(qǐng)人】蘭州蘭石集團(tuán)有限公司