流化床反应器的气体预分布器的制造方法
【专利摘要】本发明属于流化床反应器领域，涉及一种应用于流化床反应器的气体预分布器。该分布器包括设置在流化床反应器的气体进口上方的导流器，导流器顶部开设通孔，导流器侧壁面设有镂空部分，镂空部分为沿导流器径向方向分布的第一环形缝。此外，流化床反应器的气体进口还可连有圆台形导流管，圆台形导流管靠近流化床反应器的气体进口一侧设有第二环形缝。本发明通过对导流器结构的改进，改变气体流场，减少低气速区域的面积，使颗粒不易沉积，并且改善对气体分布板局部冲击不均的影响，提高操作的稳定性，并有利于维持设备的稳定性。
【专利说明】流化床反应器的气体预分布器
【技术领域】
[0001]本发明属于流化床反应器领域，涉及一种应用于流化床反应器的气体预分布器。【背景技术】
[0002]由于流化床反应器特有的优点，如高效的传热传质、均匀的温度场、颗粒的大处理量、很宽的操作范围等，其在许多工业领域中都得到广泛的应用，并且仍有非常好的工业应用前景。但随着近年来各个工业领域的发展和规模装置的扩大，反应器的直径不断增加，使得流化床内气体的均布问题成了工业流化床设计中的关键问题之一。
[0003]现有的流化床反应器中，气体进入反应器底部后，为避免气体直接冲击流化床反应器的气体分布板，在循环气进口上方设置预分布器，以改善反应器底部的气流分布。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，并与装置的“安、稳、长、满、优”密切相关。与此同时，在实际生产过程中，反应器的分布板下方存在严重的粒子沉积和结块现象，导致预分布器被聚合物堵塞，继而使得流化质量得不到保证，直接威胁着装置的稳定操作。
[0004]现有技术中流化床使用的气体预分布器结构较为简单，主要的部分是导流管和导流器，导流器可以是锥形环、环状挡板或锥形帽(即圆锥形导流器)。如现有技术中的高密度聚乙烯树脂(HDPE)反应装置采用的气体预分布器就是锥形帽和导流管形式，现有技术中的气相法聚乙烯反应装置采用的气体预分布器是锥形环形式。
[0005]现有技术中的高密度聚乙烯树脂反应装置采用的气体预分布器，在多年操作实践发现这种气体预分布器在实际生产中，存在以下问题:
[0006]I)气体预分布器内存在低气速区域，颗粒易在这些区域沉积，流场结构不合理；
[0007]2)在低速区域外侧通常存在一个带状高速区域，会对气体分布板的局部冲击而造成应力不均；
[0008]3)改变锥形帽与导流管间的距离对流场影响很大。在预分布器内存在上下两个气体循环，若增加锥形帽与导流管间的距离，两个气体循环的交界面随之上移，气体对气体进口所在的底壁(即封头壁面)的吹扫作用减弱，导流管外侧低速区域的范围增大。
[0009]现有技术中的气相法聚乙烯装置采用的气体预分布器，在多年操作实践发现这种气体预分布器在实际生产中，存在以下问题:
[0010]I)气体在预分布器区域内有两个循环，在整个空间内气速分布很不均匀，存在2个高速区:中心区域和壁面区域(侧面)。
[0011]2)气流在到达气体分布板时，速度分布不均匀，特别是高速气体对气体分布板中心的冲击比较大，会造成一定程度的应力分布不均匀，不利于维持设备的稳定性。
[0012]以上的现有气体预分布器普遍存在气体在气体预分布器区域内分布不均匀，容易局部冲击从而造成应力不均，低速区域的范围增大从而造成颗粒的沉积等技术问题。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是提供一种流化床反应器的气体预分布器，该气体预分布器可以使气体在流化床反应器内的气体预分布器区域内分布均匀，继而保证流化床反应器的流化质量，并减少气体在气体预分布器的粘壁和堵塞现象，保障装置的稳定运行。
[0014]本发明所述的流化床反应器的气体预分布器，包括设置在流化床反应器的气体进口上方的导流器，导流器侧壁面设有镂空部分。
[0015]设置的镂空部分主要用于气体的导流，改变气体的流场，使得通入的气体在气体预分布器内分布均匀。
[0016]为了达到更好的发明效果，以下作为本发明的优选结构:
[0017]导流器侧壁面的镂空部分为沿导流器径向方向分布的第一环形缝，设有第一环形缝后的导流器可以通过直杆作为支撑骨架，固定在一起。沿导流器径向方向分布的第一环形缝的数量为I?5条，宽度为50mm?200mm。
[0018]所述导流器壁面的镂空部分还可以为沿导流器径向方向分布的第一环形缝和导流器顶部开设通孔的组合，通孔的直径为150mm?350mm。
[0019]在未设有导流管的情况下，所述的导流器与流化床反应器的气体进口所在的壁面之间的距离为IOOmm?400mm,以使进入的气体有较好的分布。
[0020]所述的流化床反应器的气体进口连接有圆台形导流管，所述的圆台形导流管与流化床反应器的气体进口相连一端的半径小于另一端的半径。为了使得从流化床反应器的气体进口进来的气体对气体进口所在的底壁有一定的吹扫作用，所述的圆台形导流管靠近流化床反应器的气体进口一侧设有第二环形缝。圆台形导流管上第二环形缝的宽度为40mm?120mm,更优选的为50?70mm。
[0021]在设有导流管的情况下，所述的导流器与流化床反应器的气体进口所在的壁面之间的距离为800mm?1200mm,以使进入的气体有较好的分布。
[0022]所述的导流器可以为半球形导流器或者圆锥形导流器。
[0023]当导流器为半球形导流器时，沿导流器径向方向分布的第一环形缝的数量为I?5条,宽度为50mm?200mm。所述的半球形导流器的半径为300mm?750mm。具有这种结构的半球形导流器能大大较少低速区域的面积，并尽可能的避免了颗粒物的沉积。
[0024]当导流器为圆锥形导流器时，沿导流器径向方向分布的第一环形缝的数量为I?5条，所述的导流器的缝的宽度为50mm?200mm。所述的圆锥形导流器的锥角为60°?90° ,圆锥形导流器的圆锥底面半径为300mm?750mm。气体通过具有这种结构的圆锥形导流器时，气速分布非常均匀，不易使颗粒物沉积，对气体分布板的冲击较小。
[0025]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0026]本发明流化床反应器的气体预分布器与现有技术的预分布器相比，通过对导流器结构的改进，改变气体流场，减少低气速区域的面积，使颗粒不易沉积，并且改善对气体分布板局部冲击不均的影响，提高操作的稳定性，并有利于维持设备的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例1的气体预分布器结构示意图；
[0028]图2为图1中的A向视图；
[0029]图3为本发明实施例2的气体预分布器结构示意图；[0030]图4为本发明实施例3、实施例4和实施例5的气体预分布器结构示意图；
[0031]图5为本发明实施例6气体预分布器结构示意图；
[0032]图1?5中:1、气体进口 ；2、导流器；3、导流管；4、气体分布板；5、导流器支撑杆；
6、直杆；7、导流管支撑杆；
[0033]图6为实施例2中流化床反应器的气体预分布器内气体的速度等值线图；
[0034]图7为实施例2中流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；
[0035]图8为实施例2中流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图；
[0036]图9为实施例2中流化床反应器的气体预分布器内气体进口处局部放大的气体速
度矢量图；
[0037]图10为本实施例2中流化床反应器的气体预分布器内气体分布板上下区域的气体速度云图；
[0038]图11为实施例3中流化床反应器的气体预分布器内气体的速度等值线；
[0039]图12为实施例3中流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；
[0040]图13为实施例3中流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图；
[0041]图14为实施例3中流化床反应器的气体预分布器内气体分布板上下区域的气体速度云图；
[0042]图15为实施例4中流化床反应器的气体预分布器内气体速度云图；
[0043]图16为实施例4中流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；
[0044]图17为实施例4中流化床反应器的气体预分布器内气体进口处局部放大的气体速度矢量图；
[0045]图18为实施例4中流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图；
[0046]图19为实施例4中流化床反应器的气体预分布器内气体分布板上下区域的速度分布图，即气体分布板上下沿径向位置的速度变化图；
[0047]图20为实施例5中流化床反应器的气体预分布器内气体速度云图；
[0048]图21为实施例5中流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；
[0049]图22为实施例5中流化床反应器的气体预分布器内气体进口处局部放大的气体速度矢量图；
[0050]图23为实施例5中流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图；
[0051]图24为实施例6中流化床反应器的气体预分布器内气体速度云图；
[0052]图25为实施例6中流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；
[0053]图26为实施例6中流化床反应器的气体预分布器内气体进口处局部放大的气体速度矢量图；
[0054]图27为实施例6中流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图；
[0055]图28为实施例6中流化床反应器的气体预分布器内气体分布板上下区域的气体 速度分布图，即气体分布板上下沿径向位置的速度变化图。
【具体实施方式】
[0056]以下结合实施例对本发明作进一步描述。
[0057]实施例1
[0058]如图1、图2所示，为本发明的流化床反应器的气体预分布器，包括设置在流化床反应器的气体进口 I上方的导流器2，导流器2的上方设有气体分布板4，导流器2通过四根导流器支撑杆5支撑在流化床反应器的气体进口 I的气体出口方向，导流器2为圆锥形导流器，导流器2还可以选择半球形导流器，导流器2的壁面设有镂空部分，导流器2的壁面的镂空部分为沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8。沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8，开缝后的导流器2通过三根直杆6作为支撑骨架，形如圆锥体在其中间切去若干圆台。流化床反应器的气体进口 I连有圆台形导流管3,圆台形导流管3与流化床反应器的气体进口 I相连一端的半径小于另一端的半径，圆台形导流管3靠近流化床反应器的气体进口 I 一侧设有第二环形缝9，使得原本与流化床反应器的气体进口 I相连的圆台形导流管3不再与流化床反应器的气体进口 I相连，中间留有一条第二环形缝9。圆台形导流管3通过3根导流管支撑杆7获得支撑。圆台形导流管3上第二环形缝9的宽度为40mm?120mm。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为800mm?1200mm。沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8的数量为I?5条,宽度为50mm?200mm。圆锥形导流器的锥角为60°?90° ,圆锥形导流器的圆锥底面半径为300mm?750mm。导流器2的顶部可以根据气体的流通情况设有通孔。
[0059]选用图1、图2所示的结构的气体预分布器在内径为3495mm的流化床反应器中进行气体分布试验。气体分布板4是一块直径为3495mm的多孔钢板(厚度12.5mm),气体分布板4上钻有965个Φ 12.7mm小孔，开孔率0.01274，圆台形导流管3上第二环形缝9的宽度为100mm，导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为1000mm。圆锥形导流器与圆台形导流管3的距离为200mm。导流器2为圆锥形导流器，沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8的数量为2条，宽度为50mm。圆锥形导流器的锥角为60°，圆锥形导流器的圆锥底面半径为700mm。流化床表观操作气速0.6316m/s，进口气速20.98m/s。
[0060]圆锥形导流器与圆台形导流管3的距离比较近，流化床反应器的气体预分布器内形成上下两个循环，两个循环的交界在流化床反应器的气体进口 I所在底壁弧形封头部分。圆台形导流管3设有的第二环形缝9，使得从流化床反应器的气体进口 I通入的气体对壁面有一定的吹扫作用，壁面气速为lm/s左右。在圆锥形导流器顶部和圆台形导流管3外侧虽然存在低气速区域，但是由于为倾斜壁面，所以颗粒不易沉积。
[0061]由于圆台形导流管3内气体流速高，在靠近流化床反应器的气体预分布器的侧壁区域形成低压区域，入口气体并未从圆台形导流管3底部的第二环形缝9流出，而是“引射”到流化床反应器的气体预分布器区域内，“引射”的气体从而起到对封头壁面(即底壁)的吹扫作用。
[0062]实施例2
[0063]如图3所示，为本发明的流化床反应器的气体预分布器，包括设置在流化床反应器的气体进口 I上方的导流器2，导流器2的上方设有气体分布板4，导流器2通过四根导流器支撑杆5支撑在流化床反应器的气体进口 I的气体出口方向，导流器2为半球形导流器，当然导流器2还可以选择圆锥形导流器，导流器2的壁面设有镂空部分，导流器2的壁面的镂空部分为沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为IOOmm?400mm。沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8的数量为I?5条，宽度为50mm?200mm。所述的半球形导流器的半径为300mm?750mm。导流器2的顶部可以根据气体的流通情况设有通孔。
[0064]选用图3所示结构的气体预分布器在内径为3495mm的流化床反应器中进行气体分布试验。米用的气体分布板4为齐鲁HDPE装置的分布板,直径为3495mm,开孔率为
1.274%，压降为30.84kPa。流化床表观操作气速为0.6316m/s，计算得到气体预分布器的气体进口气速为20.98m/s。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为125_。导流器2为半球形导流器，沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8的数量为3条，宽度为55_。半球形导流器的半径为300_。
[0065]沿半球形导流器径向方向分布的第一环形缝8的尺寸为保证半球形导流器与底壁封头之间的间隙的流通面积加上半球形导流器的3条第一环形缝8的流通面积大于流化床反应器的气体进口 I的截面积，这样保证了导流器2产生的压降很小，整个流化床的压降主要还是在气体分布板4。
[0066]图6为本实施例采用图3所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体的速度等值线；图7为本实施例采用图3所示的结构流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；图8为本实施例采用图3所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图。如图6、7和8所示，半球形导流器的最下部的环状挡板基本与流化床反应器的气体进口 I管道的轴线平行，未能把通入的气体的流股压向封头壁面(即底壁)和侧壁，因此，其对壁面的吹扫作用比较弱，贴近封头壁面区域存在一层气速低于lm/s的流体。半球形导流器顶部外侧存在低气速区域，半球形导流器顶部比较平缓，颗粒在上面可能沉积。流化床反应器的气体预分布器内存在两个循环，循环的交界面在气体分布板4的下方，而在壁面附近存在低速区域，近封头壁面和流化床反应器的气体进口 I处的气速在I?2m/s之间，能够防止颗粒的沉积。
[0067]图9为本实施例采用图3所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体进口 I处局部放大的气体速度矢量图。如图9所示，半球形导流器距离流化床反应器的气体进口 I比较近，气体流过半球形导流器后气速在14m/s以下，不是很高，并且气流方向为斜向壁面流动，气体流过半球形导流器后还有充分的空间向四周扩散，因此，气速在到达气体分布板4前可以均布整个预分布器。同时，这样的进气方式对气体分布板4的冲击较小,有利于操作的稳定和设备的稳定。
[0068]图10为本实施例采用图3所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体分布板4上下区域的气体速度云图；其中左图是气体分布板4下方区域的气体速度云图，右图是气体分布板4上方区域的气体速度云图。如图10所不,气体流到气体分布板4下方时气速分布较均匀，大部分区域的气速在1.1?0.7m/s之间。而气体流过气体分布板4后气速分布均匀，即达到流化床要求的表观气速。
[0069]实施例3
[0070]如图4所示，为本发明的流化床反应器的气体预分布器，包括设置在流化床反应器的气体进口 I上方的导流器2，导流器2的上方设有气体分布板4，导流器2通过四根导流器支撑杆5支撑在流化床反应器的气体进口 I的气体出口方向，导流器2为圆锥形导流器，当然导流器2还可以选择半球形导流器，导流器2的壁面设有镂空部分，导流器2的壁面的镂空部分为沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为IOOmm?400mm。导流器2为圆锥形导流器，沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8的数量为I?5条,宽度为50mm?200mm。圆锥形导流器的锥角为60°?90° ,圆锥形导流器的圆锥底面半径为350mm?750mm。导流器2的顶部可以根据气体的流通情况设有通孔。
[0071]选用图4所示的气体预分布器在内径为3495mm的流化床反应器中进行气体分布试验。气体分布板4是一块直径为3495mm的多孔钢板(厚度12.5mm),板上钻有965个Φ 12.7小孔，开孔率0.01274。气体分布板4的压降30.84kPa，整床压降73.41kPa。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为125mm。导流器2为圆锥形导流器，沿导流器2径向方向分布的第一环形缝8的数量为3条，宽度为50_。圆锥形导流器的锥角为60°，圆锥形导流器的圆锥底面半径为400_，略大于流化床反应器的气体进口 I的尺寸。
[0072]图11为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体的速度等值线；图12为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；图13为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图。如图11、12和13所示，圆锥形导流器的挡板基本与流化床反应器的气体进口 I管道的轴线呈30°夹角，能把通入的气体压向封头壁面和侧壁，对壁面有一定的吹扫作用。预分布器内存在I个大循环、2个中循环和3个小循环，大、中循环的交界面在气体分布板4下方，在底壁封头弧形处附近存在低速区域，但是由于壁面是倾斜的因而颗粒不易沉积。如图13所示，圆锥形导流器距离流化床反应器的气体进口 I比较近，气体流过锥帽后气速在10m/S以下，不是很高，并且气流是斜向壁面流动，气体流过圆锥形导流器后还有充分的空间向四周扩散，在到达气体分布板4前可以均布整个流化床反应器的气体预分布器,这样的进气方式对气体分布板4的冲击较小。
[0073]图14为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体分布板4上下区域的气体速度云图；其中上图是气体分布板4下方的气体速度云图，下图是气体分布板4上方的气体速度云图。如图14所不,气体流到气体分布板4下方时气速分布非常均匀，大部分区域的气速在0.7?0.6m/s之间。气体流过气体分布板4后气速分布均匀，即达到流化床要求的表观气速。
[0074]实施例4
[0075]选用图4所不的气体预分布器在内径为3495_的流化床反应器中进行气体分布试验。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为300_。导流器2为圆锥形导流器，圆锥形导流器中部开有一条宽为50_的第一环形缝8。圆锥形导流器的锥角为90°，圆锥形导流器的圆锥底面半径为650mm，略大于流化床反应器的气体进口 I的尺寸。顶部开有直径为300_的圆形孔。气体分布板4的直径为3495mm,气体分布板4的厚度为120mm，开有1770个Φ 16mm的小孔，开孔率为0.0187。流化床的表观操作气速为0.63m/s，流化床反应器的气体进口 I管道直径取900mm，计算得到进口气速19.49m/s。
[0076]图15为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体速度云图；图16为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；如图15和16所示，气速低于lm/s区域分布情况，该流化床反应器的气体预分布器内低速区域的面积很小，颗粒不易沉积。图17为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体进口 I处局部放大的气体速度矢量图；如图17所示，圆锥形导流器将部分通入的气体压向封头壁面(即底壁)并保持一定的气速，起到对底壁的吹扫作用，气速在7m/s以上，可以防止颗粒的沉积。图18为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图。气体在流化床反应器的气体预分布器内存在两个循环，由于封头壁面附近的气速增大，两个循环的交界面位于气体分布板4的下方，整个流化床反应器的气体预分布器的封头壁面和直筒壁面均不存在低气速区域。流化床反应器的气体预分布器的整体压降为34.9kPa，圆锥形导流器的压降为450Pa。
[0077]图19为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体分布板4上下区域的速度分布图；如图19所示，气体分布板4下侧气速存在两个峰值，由锥形倒流器中心孔流出的气体到达气体分布板4下方时速度比较大，最大值为3.59m/s，沿气体预分布器壁面流动的气体到达气体分布板4下方时气速相对较小，最大值为2.67m/s。经气体分布板4调整后达到要求的表观气速。
[0078]实施例5
[0079]选用图4所不的气体预分布器在内径为3495mm的流化床反应器中进行气体分布试验。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为300_。导流器2为圆锥形导流器，圆锥形导流器中部开有一条宽为86.6mm的第一环形缝8。圆锥形导流器的锥角为60°，相对于90°结构高度增大，可以开更多的孔以增加流通面积，同时圆锥形导流器的壁面倾斜度加大，可以更好地避免颗粒的沉积。圆锥形导流器的圆锥底面半径为650_，略大于流化床反应器的气体进口 I的尺寸。顶部开有直径为200_的圆形孔，限制中心气速，流通面积比为2.35。气体分布板4的直径为3495mm，气体分布板4的厚度为120mm,开有1770个Φ 16mm的小孔，开孔率为0.0187。流化床的表观操作气速为0.63m/s，流化床反应器的气体进口 I管道直径取900mm，计算得到进口气速19.49m/s。
[0080]图20为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体速度云图；图21为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；如图20和图21所示，圆锥形导流器斜壁将部分通入的气体压向壁面，气体对壁面的吹扫作用比较强，气速在6?8m/s之间。流化床反应器的气体预分布器内低气速区域的面积比较小。图22为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体进口 I处局部放大的气体速度矢量图；如图22所示，减小圆锥形导流器顶部中心孔的直径使得导流器2对从流化床反应器的气体进口 I通入的气体的下压力比较强，较多的气体沿封头壁面流动、扩散后到达气体分布板4下方，对壁面的吹扫作用强。
[0081]图23为本实施例采用图4所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图。如图23所示，可以看到气体在预分布器内存在两个循环，由于封头壁面附近的气速增大，两个循环的交界面移动到气体分布板4的下方，整个预分布器的封头壁面和直筒壁面均不存在低气速区域。流化床反应器的气体预分布器的整体压降为34.9kPa，圆锥形导流器的压降为500Pa。
[0082]实施例6
[0083]如图5所示，为一种流化床反应器的气体预分布器，包括设置在流化床反应器的气体进口 I上方的导流器2，流化床反应器的气体进口 I连有圆台形导流管3，圆台形导流管3与流化床反应器的气体进口 I相连一端的半径小于另一端的半径，导流器2为圆锥形导流器，当然导流器2也可以半圆形导流器，导流器2的顶部设有通孔(导流器2上的通孔的也可以选择不设)，圆台形导流管3靠近流化床反应器的气体进口 I 一侧设有第二环形缝9。导流器2通过四根导流器支撑杆5支撑在流化床反应器的气体进口 I的气体出口方向，圆台形导流管3通过3根导流管支撑杆7获得支撑。圆台形导流管3的第二环形缝9的宽度为40mm?120mm。导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为800mm?1200mm。圆锥形导流器的锥角为60°?90° ,圆锥形导流器的圆锥底面半径为300mm ?750mmo
[0084]选用图5所示的气体预分布器在内径为5000mm的流化床反应器中进行气体分布试验。气体分布板4是一块直径为5000mm的多孔钢板(厚度12.5mm),气体分布板4上钻有965个Φ 12.7mm小孔，开孔率0.01274，圆台形导流管3的第二环形缝9的宽度为100mm，导流器2与流化床反应器的气体进口 I所在的壁面之间的距离为1000mm。圆锥形导流器与圆台形导流管3的距离为200mm。导流器2为圆锥形导流器，导流器2顶部开直径为200mm的圆孔。圆锥形导流器的锥角为60° ,圆锥形导流器的圆锥底面半径为700_。流化床表观操作气速0.6316m/s，进口气速20.98m/s。
[0085]图24为本实施例采用图5所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体速度云图；图25为本实施例采用图5所示的结构流化床反应器的气体预分布器内低气速气体的区域分布图，其中带有颜色的区域为气速低于lm/s的区域；如图24和图25所示，可以看到将圆锥形导流器顶部的圆孔可以很好地消除其上方空间的低气速区域，但是在圆锥形导流器的外侧存在低气速区域，由于圆锥形导流器壁面倾斜度较大，颗粒不易沉积。圆锥形导流器斜壁将气体压向壁面，气体对壁面的吹扫作用比较强，气速在7m/s左右。气体预分布器内低气速区域的面积比较小。
[0086]图26为本实施例采用图5所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体进口I处局部放大的气体速度矢量图；如图26所示，可以看到由于圆台形导流管3内气体流速高，形成低压区域，入口气体并未从圆台形导流管3底部的第二环形缝9流出，而是“引射”了预分布器区域内部的气体，从而起到对封头壁面的吹扫作用。
[0087]图27为本实施例采用图5所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体的迹线图。如图27所示，可以看到气体预分布器内存在三个气体循环，循环的交界面分别位于封头壁面和气体分布板4下方。总压降为34.8kPa，圆台形导流管3和圆锥形导流器产生的压降为260Pa。
[0088]图28为本实施例采用图5所示的结构流化床反应器的气体预分布器内气体分布板4上下区域的气体速度分布图；如图28所不，气体分布板4下侧气速存在两个峰值，由圆锥形导流器中心孔流出的气体到达气体分布板4下方4时速度相对较小，最大值为2.39m/s，沿气体预分布器壁面流动的气体到达气体分布板4下方时气速相对较大，最大值为3.28m/s。经气体分布板4调整后达到要求的表观气速。
【权利要求】
1.一种流化床反应器的气体预分布器，包括设置在流化床反应器的气体进口(I)上方的导流器(2)，其特征在于，导流器(2)壁面设有镂空部分。
2.根据权利要求1所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述导流器(2)为半球形导流器，半球形导流器的半径为300mm?750_。
3.根据权利要求1所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述导流器(2)为圆锥形导流器，圆锥形导流器的锥角为60°?90°，圆锥形导流器的圆锥底面半径为300mm ?750mm。
4.根据权利要求2或3所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，导流器(2)壁面的镂空部分为沿导流器(2)径向方向分布的第一环形缝(8)。
5.根据权利要求4所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述第一环形缝(8)的数量为I?5条，宽度为50mm?200mm。
6.根据权利要求2或3所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，导流器(2)壁面的镂空部分为沿导流器(2)径向方向分布的第一环形缝(8)和导流器(2)顶部开设通孔的组合。
7.根据权利要求6所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述导流器(2)顶部通孔的直径为150mm?350mm。
8.根据权利要求1、2或3所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述导流器(2)与流化床反应器的气体进口(I)所在的壁面之间的距离为IOOmm?400mm。
9.根据权利要求1所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述流化床反应器的气体进口(I)连接有圆台形导流管(3)，圆台形导流管(3)与流化床反应器的气体进口(I)相连一端的半径小于其另一端的半径，圆台形导流管(3)靠近流化床反应器的气体进口(I) 一侧设有第二环形缝(9)。
10.根据权利要求9所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述圆台形导流管(3)上第二环形缝(9)的宽度为40謹?120_。
11.根据权利要求9所述的流化床反应器的气体预分布器，其特征在于，所述导流器(2)与流化床反应器的气体进口(I)所在的壁面之间的距离为800mm?1200mm。
【文档编号】B01J8/24GK103769011SQ201210402799
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月20日 优先权日:2012年10月20日
【发明者】连业波, 张竑, 阳永荣, 武锦涛, 王靖岱 申请人:中国石油化工股份有限公司