专利名称：气体分布器及气-液-固三相反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三相反应器的结构技木， 尤其涉及一种气体分布器及气-液-固三相反应器。
背景技术：
我国的煤炭资源相对丰富，而天然气和石油较缺乏。上世纪初，德国科学家FransFischer等人发现了费托合成(Fischer-Tropsch Sythesis,以下简称F-T合成)反应，为煤基合成烃类物质开辟了广阔的前景。F-T合成反应是以合成气体为原料，在催化剂和适当反应条件下，合成以石蜡胫为主的液体燃料的エ艺过程。从上世纪到现在，F-T合成反应有了飞速发展。气-液-固反应器用于实现F-T合成反应，反应器中最关键的部件是设置在床体下部的气体分布器。床体的底部开设有主进气ロ，原料气经由主进气ロ，进入到床体底部，再经由气体分布器进入到反应器内的浆状液固溶液中。现有的气体分布器的安装示意图參见图I。现有的气体分布器包括气体分布管1，气体分布器本体I为环状结构，其上开设有多个进气孔O图未示出)，进气孔的尺寸为Φ5-Φ8。气体分布管I放置在反应器封头21上，与进气孔连通。现有技术至少存在以下问题在使用过程中，因故障停车后，气体分布器的进气中断，床层中的浆液及催化剂颗粒从分布器的开孔返流入分布管，在管中集聚。再开车时，进入的原料气在催化剂作用下，在气体分布管发生剧烈反应，使催化剂烧结，被迫使反应器停车进行大检修。
实用新型内容本实用新型提供一种气体分布器及气-液-固三相反应器，用以优化现有的气体分布器结构，减少气体分布器被堵塞的几率。本实用新型提供了一种气体分布器，包括连通设置的气体分布器本体和气体分布管，其中，还包括升降锥，所述气体分布器本体的底部开设有通孔，所述升降锥设置在所述气体分布器本体内部，且活动封堵在所述通孔处；升降杆，所述升降锥和升降杆转动连接，且转动轴与升降杆的方向平行，所述升降杆的升降运动带动所述升降锥相对于通孔升降运动，以开启或关闭所述升降锥与所述气体分布器本体之间的间隙。如上所述的气体分布器，优选的是所述升降锥包括锥形部和直筒部，所述锥形部的锥尖端封闭且朝上设置，所述锥形部的锥底端为开ロ，所述直筒部的尺寸与所述锥形部的开ロ尺寸匹配且两者固定连接，所述直筒部远离所述锥形部的侧壁上开设有数个光孔，所述光孔的轴线与直筒部的径向之间为锐角。如上所述的气体分布器，优选的是[0012]所述分布器本体包括连通的锥体和接管，所述接管设置在所述锥体下方，形成所述通孔，所述升降杆穿设在所述接管中；所述锥体上开设有进气孔，所述气体分布管固定设置在所述锥体的内表面上，且与所述进气孔连通，所述接管用于与气-液-固三相反应器的床体固定。如上所述的气体分布器，优选的是所述气体分布管由不锈钢金属丝绕制而成。如上所述的气体分布器，优选的是所述气体分布管的中轴线平行于所述锥体的中轴线，或垂直于所述锥体的内表面。如上所述的气体分布器，优选的是还包括衬筒，所述衬筒滑设在所述接管的内壁上，所述接管靠近所述锥体的端部设置有凸块，所述凸块用于密封所述衬筒的端面。如上所述的气体分布器，优选的是还包括密封填料筒，所述密封填料筒固定设置在所述衬筒远离所述锥体的端部，所述升降杆伸出所述密封填料筒。如上任一所述的气体分布器，优选的是所述气体分布器本体的上部边缘处为波形结构。如上任一所述的气体分布器，优选的是所述衬筒的侧壁上连接有排放管，伸出所述接管的侧壁，连通所述衬筒的内部。如上任一所述的气体分布器，优选的是所述气体分布管的直径为25_65mm,长度为100-250mm。本实用新型还提供一种气-液-固三相反应器，至少包括床体，所述床体上开设有主进气ロ，其中还包括本实用新型任一所述的气体分布器，所述气体分布器的分布器本体位于所述床体底部，且所述分布器本体的上部边缘切线方向与所述床体的内表面夹角为30。-45° ;所述床体设置有接管孔，所述气体分布器的升降杆伸出所述接管孔。如上所述的气-液-固三相反应器,优选的是所述主进气ロ开设在所述床体的底部，且所述主进气ロ位于所述床体内部的ー侧
设有均气罩。本实用新型提供的气体分布器及气-液-固三相反应器，气体分布管布置在分布器本体上，且设置了升降锥和升降杆，停车时首先用手轮将升降锥向下压紧，以防止浆状溶液从通孔流出，然后关闭冲洗气。正常使用时，先向分布器本体中注入冲洗气体，然后抬升升降杆，使升降锥处于向上，离开分布器本体，冲洗气体从缝隙吹出，可冲刷分布器本体内表面，防止沉积。
图I为现有的气体分布器的安装示意图。图2a为本实用新型实施例一提供的气体分布器的结构示意图。[0035]图2b为本实用新型实施例一提供的气体分布器的升降锥结构示意图。图2c为图2b的A向示意图。图3a为本实用新型实施例ニ提供的气体分布器的结构示意图。图3b为图3a的B局部放大示意图。图4a为本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器的结构示意图。图4b为图4a的俯视示意图。附图标记I-气体分布管；21-反应器封头；4-气体分布器本体； 5-气体分布管；6-升降锥；7-升降杆；41-通孔；9-密封填料筒； 61-锥形部；62-直筒部；63-光孔；8_衬筒；81-凸块；9-密封填料筒 82-排放管；83-冲洗气体入ロ管；84-人孔；10-床体；11-主进气ロ；12-接管孔；13-均气罩；42-进气孔；47-锥体；48-接管。
具体实施方式
图2a为本实用新型实施例一提供的气体分布器的结构示意图，图2b为本实用新型实施例一提供的气体分布器的升降锥结构示意图，图2c为图2b的A向示意图。本实用新型实施例一提供一种气体分布器，用于安装在气-液-固三相反应器底部。參见图2a，本实用新型实施例一提供一种气体分布器，包括连通设置的气体分布器本体4和气体分布管5，其中还包括升降锥6和升降杆7，气体分布器本体4的底部开设有通孔41，升降锥6设置在气体分布器本体4内部，且活动封堵在通孔41处；升降锥6和升降杆7转动连接，且转动轴与升降杆7的方向平行，升降杆7的升降运动带动升降锥6相对于通孔41升降运动，以开启或关闭升降锥6与气体分布器本体4之间的间隙。升降锥和升降杆之间转动连接的实现方式有多种，比如轴孔配合等，升降杆和升降锥之间应有限位装置，比如凸块等，使得两者在升降杆的长度方向的相对位移能够得到限制，不至于太大。气体分布器本体可以采用现有碗型结构，亦可根据实际需要进行设计，一般而言，安装完成后，气体分布器本体呈现为两侧高，中间低的状态。上述结构的气体分布器，设置了升降锥和升降杆，停车时首先用手轮将升降锥向下压紧，以防止浆状溶液从通孔流出，然后关闭冲洗气。正常使用时，先向分布器本体中注入冲洗气体，然后抬升升降杆，使升降锥处于自由状态，冲洗气体从缝隙吹出，可冲刷分布器本体面，防止沉积。另外，升降锥和升降杆转动连接，升降锥在受到端部切向冲洗气产生的周向力的作用下，发生转动，升降锥转动后，可以起到搅动升降锥附近的区域浆液的作用。具体来说，在气-液-固三相反应器上使用时，升降锥受到的外界施加的周向力主要由气体产生的切向力施加。參见图2b和图2c，升降锥的优选实现方式为升降锥6包括锥形部61和直筒部62，锥形部61的锥尖端封闭且朝上设置，锥形部61的锥底端为开ロ，直筒部62的尺寸与锥形部61的开ロ尺寸匹配且两者固定连接，直筒部62远离锥形部61的侧壁上开设有数个光孔63，光孔63的轴线与直筒部的径向之间为锐角。[0053]在直筒部的筒壁上开设有数个光孔，光孔的轴线与直筒部的径向之间为锐角，光孔呈分散状，气体进入升降锥内后，从光孔中喷射而出，借助气流的反作用力以推动升降锥旋转，从而起到搅动升降锥附近的区域浆液作用。參见图2a，气体分布器本体的优选实现方式为气体分布器本体4包括连通的锥体47和接管48，接管48设置在锥体47下方，形成通孔41，升降杆7穿设在接管48中；锥体47上开设有进气孔42，气体分布管5固定设置在锥体47的内表面上，且与进气孔42连通，接管48用于与气-液-固三 相反应器的床体固定。锥体制造简单，且便于根据实际需求设计锥体的锥顶角度。气体分布管的优选实现方式为气体分布管5由不锈钢金属丝绕制而成。不锈钢金属丝绕制成的气体分布管，间隙小且均匀密布，能有效阻挡大于30微米的固体颗粒，防止堵塞，很适用于气-液-固三相反应器的エ况。实际应用中，气体分布管5的中轴线平行于锥体47的中轴线，或垂直于锥体47的内表面。气体分布管的这两者布置方式都可以提高从气体分布管中出来的原料气的均勻性，以保证原料气更均匀地与浆状溶液反应，从而提高合成效率。在本实施例中，是以气体分布管的中轴线平行于锥体的中轴线为例进行的示意。实际应用中，根据三相反应器尺寸的不同，气体分布管的数量从几十个到上千个不等。在本实施例中，气体分布管5的直径为25mm-65mm,高度为100mm-250mm。这种型
号气体分布管的通气效率能够满足要求。本实施例一提供的气体分布器，便于进行清洗，且选用不锈钢金属丝绕制而成气体分布管，原料气从气体分布管的各个方向的缝隙中出来，改善了原料气输送的均匀性。在升降锥直筒部的筒壁上开设有数个切向光孔，清洗气通入后，气体切向喷出，切向喷出的气体可以吹扫锥体表面的固体沉降颗粒，同时能带动升降锥旋转，从而产生搅动，可以防止颗粒沉降。图3a为本实用新型实施例ニ提供的气体分布器的结构示意图，图3b为图3a的B局部放大示意图。本实用新型实施例ニ在实施例一的技术方案基础之上，优选的是，气体分布器还包括衬筒8，衬筒8滑设在接管48的内壁上，接管48靠近锥体47的端部设置有凸块81，凸块81用于密封衬筒8的端面。凸块用于密封衬筒端面及升降锥直筒部端面的光孔，免于反应器中的固体颗粒进入衬筒外壁导致衬套不能滑动和浆液进入下部的填料中。没有设置衬筒时，为了保证升降锥封堵效果且便于将升降锥取出，升降锥的尺寸应尽量接近通孔尺寸，或是在升降锥的边缘处设置塑性物。设置衬筒后，升降锥和尺寸需与衬筒的尺寸匹配即可，这样便于在停车后将升降锥取出气体分布器本体外，此时气体分布器本体上的通孔可变为检修孔。为了保证浆状溶液不从衬筒和升降杆之间的缝隙流出，更进一歩地，气体分布器还包括密封填料筒9，密封填料筒9固定设置在衬筒8远离锥体47的端部，升降杆7伸出密封填料筒9。实际应用中，由于气-液-固三相反应器的内部温度较高，为了补偿气体分布器的热胀冷縮，进ー步地，气体分布器本体的上部边缘处为波形结构10。更进ー步地，衬筒8的侧壁上开设有排放管82，伸出接管48的侧壁，连通衬筒8的内部。此处还设置了冲洗气体入口管83设置排放管82以便于排除污溃，设置冲洗气体入ロ管83以便于通过冲洗气体。此处在密封填料筒底部用法兰，形成人孔84。本实施例中根据实际需要以同时设置冲洗气体入口管、排放管和人孔为例进行的示意。设置冲洗气体入口管后，可以直接从冲洗气体入口管中通入冲洗气体，増加了清洗操作的便利性。排放管的位置可以高于或低于冲洗气体入口管，较宜的是低于冲洗气体入口管。设置人孔可以増加检修的便利性。本实用新型实施例ニ提供的气体分布器，不仅便于清洗，还便于排污，且操作简单，节省了人力物力。图4a为本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器的结构示意图，图4b为图4a的俯视示意图。本实用新型实施例三提供ー种气-液-固三相反应器，至少包括床体10，床体10上开设有主进气ロ 11，气体分布器的分布器本体4位于床体10底部，且气体分布器本体4的上部边缘切线方向与床体10的内表面夹角为30° -45°，床体10设置有接管孔12,气体分布器的升降杆7伸出接管孔12。 分布器本体的上部边缘切线方向与床体的内表面夹角α为30° _45° ,有利于原料气及时向气体分布管中输送。本实用新型实施例提供的气-液-固三相反应器，在不改变气体分布器设置位置的前提下，实现了方便地清洗气体分布器，且气体分布器结构紧凑，功能可靠。实际应用中，床体底部也可以开设排放ロ以便于排污。可选地，主进气ロ 11开设在床体10的底部，主进气ロ 11位于床体10内部的ー侧上罩设有均气罩13。设置均气罩13是为了使从主进气ロ 11输送进来的原料气更加均匀地进入气体分布器的气体分布管。另外，主进气ロ的数量一般为1-4个。主进气ロ的数量决定了原料气输送至床体底部的速率，主进气ロ输入的气体速率应与气体分布器向浆状溶液中输送的气体速率匹配，以保证生产的安全性。本实施例以设置了 4个主进气ロ为例。实际应用中，为检修方便，在密封填料筒9远离床体10的端部可以开设人孔84。本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器，具有本实用新型任意实施例提供的气体分布器，使得气体分布器的清洗变得便利，且气体分布器输出的原料气更加均匀，提高了气-液-固三相反应器的合成效果。下面将根据实际エ况的不同，分类介绍使用本实施例三提供的气-液-固三相反应器的过程，以在升降锥远离锥体的端部设置有手轮为例。原始开车或大检修后开车后的操作过程升降锥用手轮向下压紧；导入冲洗气和原料气；注入浆液；转动手轮使升降锥向上，离开衬筒端面，处于自由位；转入正常开车程序。若出现事故停车，循环机因故跳车，原料气突然中断，此时操作过程如下立即用手轮将升降锥向下压紧；排掉从分布管中漏出的液体；排出故障后，再开循环机；投入反吹气及原料气；转动手轮使升降锥向上，离开衬筒端面，处于自由位，转入正常开车。若计划停车，此时操作过程为用手轮将升降锥向下压紧；将塔内浆液排空；停循环机，停原料气及冲洗气；进入维修程序。本实用新型实施例三提供的气-液-固三相反应器，具有本实用新型任意实施例提供的气体分布器，使得气体分布器不易被浆液堵塞，维护方便，清洗便利且气体分布器输出的原料气更加均匀，提高了气-液-固三相反应器的合成效果，且可有效防止浆液堵塞，分气均勻。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管參照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种气体分布器，包括连通设置的气体分布器本体和气体分布管，其特征在于，还包括 升降锥，所述气体分布器本体的底部开设有通孔，所述升降锥设置在所述气体分布器本体内部，且活动封堵在所述通孔处； 升降杆，所述升降锥和升降杆转动连接，且转动轴与所述升降杆的方向平行，所述升降杆的升降运动带动所述升降锥相对于通孔升降运动，以开启或关闭所述升降锥与所述气体分布器本体之间的间隙。
2.根据权利要求I所述的气体分布器，其特征在于 所述升降锥包括锥形部和直筒部，所述锥形部的锥尖端封闭且朝上设置，所述锥形部的锥底端为开ロ，所述直筒部的尺寸与所述锥形部的开ロ尺寸匹配且两者固定连接，所述 直筒部远离所述锥形部的侧壁上开设有数个通孔，通孔的轴线与直筒部的径向之间为锐角。
3.根据权利要求I所述的气体分布器，其特征在于 所述分布器本体包括连通的锥体和接管，所述接管设置在所述锥体下方，形成所述通孔，所述升降杆穿设在所述接管中；所述锥体上开设有进气孔，所述气体分布管固定设置在所述锥体的内表面上，且与所述进气孔连通，所述接管用于与气-液-固三相反应器的床体固定。
4.根据权利要求I所述的气体分布器，其特征在于 所述气体分布管由不锈钢金属丝绕制而成。
5.根据权利要求3所述的气体分布器，其特征在于 所述气体分布管的中轴线平行于所述锥体的中轴线，或垂直于所述锥体的内表面。
6.根据权利要求3所述的气体分布器，其特征在于 还包括衬筒，所述衬筒滑设在所述接管的内壁上，所述接管靠近所述锥体的端部设置有凸块，所述凸块用于密封所述衬筒的端面。
7.根据权利要求6所述的气体分布器，其特征在干 还包括密封填料筒，所述密封填料筒固定设置在所述衬筒远离所述锥体的端部，所述升降杆伸出所述密封填料筒。
8.根据权利要求1-7任一所述的气体分布器,其特征在于 所述气体分布器本体的上部边缘处为波形结构。
9.根据权利要求1-7任一所述的气体分布器,其特征在于 所述衬筒的侧壁上连接有排放管，伸出所述接管的侧壁，连通所述衬筒的内部。
10.根据权利要求1-7任一所述的气体分布器,其特征在于 所述气体分布管的直径为25-65mm，长度为100-250mm。
11.一种气-液-固三相反应器，至少包括床体，所述床体上开设有主进气ロ，其特征在于 还包括权利要求1-10任一所述的气体分布器，所述气体分布器的分布器本体位于所述床体底部，且所述分布器本体的上部边缘切线方向与所述床体的内表面夹角为30。-45° ; 所述床体设置有接管孔，所述气体分布器的升降杆伸出所述接管孔。
12.根据权利要求11所述的气-液-固三相反应器，其特征在于 所述主进气ロ开设在所述床体的底部，且所述主进气ロ位于所述床体内部的一侧设有均气罩。
专利摘要本实用新型公开了一种气体分布器及气-液-固三相反应器，其中气体分布器包括连通设置的气体分布器本体和气体分布管，其中还包括升降锥，所述气体分布器本体的底部开设有通孔，所述升降锥设置在所述气体分布器本体内部，且活动封堵在所述通孔处；升降杆，所述升降锥和升降杆转动连接，且转动轴与升降杆的方向平行，所述升降杆的升降运动带动所述升降锥相对于通孔升降运动，以开启或关闭所述升降锥与所述气体分布器本体之间的间隙。本实用新型提供的气体分布器及气-液-固三相反应器，优化了现有气体分布器结构，分布均匀，不易堵塞且清洗便利，操作简单。
文档编号B01J8/00GK202478904SQ20122006259
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者刘小可 申请人:刘小可