专利名称：一种流化床反应器气体预分布器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流化床反应器技术的改进，具体涉及流化床反应器上的气体预分布器。
背景技术：
流化床反应器因其独有的优点，如流体和固体之间的传热和传质增强，温度场均匀；床层与管壁的传热增强；可以像流体一样大量输送；便于实现过程的连续化和自动化；固体颗粒可以作为热载体，使其在许多工业领域中得到越来越广泛的应用。但随着工业中工艺过程的不断发展和装置规模的不断扩大，流化床反应器的直径不断增加，从而使流化床内气体的均匀分布问题成为了工业中设计流化床的关键问题之一。 流化床气体预分布器是连接鼓风设备和分布板的部件，其作用是使气体的压力得到均匀稳定，使气体均匀进入分布板，从而减少气体分布板在均匀分布气体方面的负荷，特别是对于大型流化装置，气体预分布器的作用更加明显，因此，气体预分布器对气流分散的均匀性直接影响到流化床反应器内的流化质量。气体是通过管道进入预分布器的，由于进口处管道的截面往往小于气体预分布器的截面，因此，流体进入后不会立即充满截面，造成有些地方流速较大，有些地方流速较小，甚至会出现倒流。现有的气体预分布器的结构形式较多，大致可以分为无导向板和有导向板两大类，但大多都存在上述的进口效应问题，或在降低进口效应的同时使气流的均匀性得不到保证。
发明内容
针对现有流化床反应器气体预分布器存在的不足，本发明提供一种流化床反应器气体预分布器，该气体预分布器可极大的降低流体的进口效应和避免气体对分布板的直接冲击造成的气流分布不均，提高流化床中气流分布的均勻性和稳定性。本发明实现上述目的的技术解决方案如下
一种流化床反应器气体预分布器，本气体预分布器上半部分为筒状结构，下半部分为锥形结构，在筒状结构上设有气体进口，所述气体进口为矩形结构，气体进口设于筒状结构的中部位置并沿筒状结构侧壁切向设置。下部锥形结构对气流的预分布起到协同作用，也可起到承接渗漏料的作用。矩形结构的气体进口长与宽之比为5:3 ;气体进口长度与气体预分布器直径之比为 1:3。所述锥形结构的高度与气体预分布器直径之比为1:1。与现有技术相比，本发明有如下优点
I.本发明气体预分布器的气体进口沿气体预分布器的切线方向，当通入气体时，会在分布板下面形成旋流式的平面流场，从而改变气体流场，降低流体的进口效应和避免气体对分布板的直接冲击造成的气流分布不均现象，提高流化床中气流分布的均匀性和稳定性。2.本发明不需要设置导向板，结构简单，便于加工。3.本发明可以适用于任何流化床反应器，适用范围广。
图I-本发明结构示意图。图2-图I俯视图。
图3是实施例2整个床体的速度云图。图4是实施例2预分布器内分布板下表面横截面速度云图。图5是实施例2分布板上表面横截面速度云图。
具体实施例方式参见图I和图2，本发明用于流化床反应器的气体预分布器I上半部分为筒状结构，下半部分为锥形结构3，在筒状结构上设有气体进口 2，所述气体进口 2为矩形结构，气体进口 2设于筒状结构的侧壁高度的中部位置并沿筒状结构侧壁切向设置。下部锥形结构3对气流的预分布起到协同作用，也可起到承接渗漏料的作用。本发明气体预分布器使气体沿预分布器切向进入，改变气体流场，在分布板下面形成旋流式的平面流场，可极大的降低流体的进口效应，并避免气体对分布板的直接冲击造成的气流分布不均影响，提高流化床中气流分布的均勻性和稳定性。为了使气体流场更加均匀和稳定，矩形结构的气体进口长与宽之比优选为5:3 ；气体进口长度与气体预分布器直径之比优选为1:3。所述锥形结构的高度与气体预分布器直径之比优选为1:1。对不同大小反应器，要采用不同尺寸的气体预分布器。具体尺寸可通过计算流体力学软件Fluent模拟优化。以下再给出两个气体预分布器的具体结构和尺寸参数例子。实施例I
如图I所示，该流化床反应器气体预分布器包括沿气体预分布器切向的气体进口，预分布器下面的锥形结构。对内径为150_的反应器，其气体预分布器优化后结构选用气体进口为矩形，长为50mm，宽为30mm，长与宽的比例为5: 3，长与床径(气体预分布器直径)的比例为1:3，方形进口位于预分布器高度中间。锥形结构高150mm，其高度与床径的比例为1:1。实施例2
在直径为1500mm气固流化床反应器中，以空气作为流化气体，流化床表观操作气速
O.lm/s，使用COMSOL模拟计算软件进行模拟。采用气体预分布器的结构形式如图1，其中切向方形进口位于预分布器高度中间，长度为500mm,宽度为300mm ;锥形结构高度为1500mm,直径为1500mm。图3是实施例2整个床体的速度云图；图4是实施例2预分布器内分布板下表面横截面速度云图；图5是实施例2分布板上表面横截面速度云图。从图上可以看出，整个床体内气速分布比较均匀，所有壁面都为低气速区域，气体分布合理。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种流化床反应器气体预分布器，其特征在于本气体预分布器(I)上半部分为筒状结构，下半部分为锥形结构(3)，在筒状结构上设有气体进口(2)，所述气体进口(2)为矩形结构，气体进口(2)设于筒状结构的中部位置并沿筒状结构侧壁切向设置。
2.根据权利要求I所述的气体预分布器，其特征在于矩形结构的气体进口长与宽之比为5:3 ;气体进口长度与气体预分布器直径之比为1:3。
3.根据权利要求2所述的气体预分布器，其特征在于所述锥形结构的高度与气体预分布器直径之比为1:1。
全文摘要
本发明公开了一种流化床反应器气体预分布器，其上半部分为筒状结构，下半部分为锥形结构，在筒状结构上设有气体进口，气体进口设于筒状结构的中部位置并沿筒状结构侧壁切向设置。本发明气体预分布器的气体进口沿气体预分布器的切线方向，当通入气体时，会在分布板下面形成旋流式的平面流场，从而改变气体流场，降低流体的进口效应和避免气体对分布板的直接冲击造成的气流分布不均现象，提高流化床中气流分布的均匀性和稳定性。本发明不需要设置导向板，结构简单，便于加工。
文档编号B01J8/24GK102847491SQ201210397079
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者尹国亮, 温良英, 梁海龙 申请人:重庆大学