一种气体进料分布器及浆态床反应器的制作方法

本实用新型涉及化工机械技术领域，具体而言，涉及气体进料分布器及浆态床反应器。

背景技术：

浆态床反应器是气体以鼓泡形式通过悬浮有固体颗粒的液体(浆液)层，以实现气液固三相反应过程的反应器。浆态床反应器由于可使用细颗粒催化剂，催化剂效率高，并且反应是在液相中进行的，移热能力好，控温能力强，对于放热反应，不容易发生飞温现象，容易实现大型化，可实现催化剂的连续再生等优点，因此在费托合成、煤直接液化、劣质油加氢、精细化工加氢、乙炔加氢制乙烯等反应过程中有着重要的应用。

在石油化工和煤化工领域的浆态床反应器内，气体进料分布器存在不能进行预热，且气体进料在浆态床分布不均匀的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种气体进料分布器，使气体分布更加均匀，防止了偏流现象的发生，并且通过预热避免了过冷气体进入热液体中发生局部温度降低的现象。

本实用新型的另一目的在于提供一种浆态床反应器，使用上述气体进料分布器，使气体分布更加均匀，防止了偏流现象的发生，并且通过预热避免了过冷气体进入热液体中发生局部温度降低的现象。

本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一种气体进料分布器，适用于浆态床反应器，包括导流预热板、分布器底板和多根间隔设置的中空分布条，分布器底板与反应器本体的内壁连接并用于封闭反应器本体，导流预热板具有上端和下端，上端与反应器本体的内壁连接，下端连接分布器底板，反应器本体的内壁与导流预热板之间形成间隙，使反应器本体的内壁、导流预热板和分布器底板之间围成气体空间，每根中空分布条均设置于内筒内且具有上端部、下端部、第一连接端和第二连接端，下端部设置于分布器底板，第一连接端和第二连接端均设置于导流预热板，第一连接端和第二连接端均设置有与气体空间连通的通孔，下端部设置有多个分布孔，反应器本体上设置有多个进气口并与气体空间连通。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，相邻两根中空分布条的分布孔交错设置。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，每根中空分布条包括第一竖板、第二竖板和连接板，第一竖板和第二竖板间隔设置于分布器底板，连接板、第一竖板、分布器底板和第二竖板之间连接形成两端开口的条形框，条形框的两端均设置于导流预热板且两个开口形成通孔，第一竖板和第二竖板上均设置多个分布孔。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述连接板包括第一斜板和第二斜板，第一斜板的一端与第一竖板连接，另一端朝向远离第一竖板的方向延伸且与第二斜板的一端连接，第二斜板的另一端与第二竖板连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述连接板为圆弧形板，圆弧形板的两端分别与第一竖板和第二竖板连接且圆弧形板朝向远离分布器底板的方向凸出。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述间隙与进气口的内径比为(0.2-0.3)：1。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述导流预热板的高度与反应器本体的内径比为(0.2-0.3)：1。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述多个进气口均匀设置于反应器本体且位于导流预热板的上端。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述进气口为偶数个并相对设置于反应器本体。

一种浆态床反应器，包括反应器本体和上述气体进料分布器，气体进料分布器设置于反应器本体。

本实用新型的较佳实施例提供的气体进料分布器的有益效果是：气体从进气口进入气体空间内，即先进入导流预热板与反应器本体的内壁的间隙，再通过通孔进入到中空分布条内，最后通过分布孔进入反应器内，由于反应器内的液相为高温的液相，在气体位于气体空间内流动的时候，液相内的高温会通过导流预热板与气体空间内的气体进行热交换，起到对气体进行预热的作用。同时，气体通过气体空间以后进入液相内，使气体进入液相后，在液相内的分布更加均匀，防止了偏流现象的发生，并且通过预热避免了过冷气体进入热液体中发生局部温度降低的现象。

本实用新型提供的浆态床反应器的有效效果是：浆态反应器使用上述气体进料分布器，使气体分布更加均匀，防止了偏流现象的发生，并且通过预热避免了过冷气体进入热液体中发生局部温度降低的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型实施例1提供的气体进料分布器的第一安装结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的气体进料分布器的第二安装结构示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的中空分布条的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的中空分布条的第一截面图；

图5为本实用新型实施例1提供的中空分布条的第二截面图；

图6为本实用新型实施例1提供的中空分布条的第三截面图；

图7为本实用新型实施例1提供的中空分布条的第四截面图。

图标：110-反应器本体；111-进气口；120-导流预热板；121-竖直板；122-倾斜板；123-气体空间；130-分布器底板；140-中空分布条；141-分布孔；142-通孔；151-上端部；152-下端部；153-第一连接端；154-第二连接端；143-第一竖板；144-第二竖板；145-连接板；146-第一斜板；147-第二斜板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

本实施例提供了一种气体进料分布器，适用于浆态床反应器，能够对进入浆态床反应器的气体进行预热，并使其在浆态床反应器的液相中分布更加均匀，防止了偏流现象的发生，使气体与液相和液相中的催化剂的接触更加均匀，反应效果更好，并且通过预热避免了过冷气体进入热液体中发生局部温度降低的现象，避免反应速率遭到影响和副反应的产生，减少成本的消耗，增加经济效益。

图1为本实施例提供的气体进料分布器的第一安装结构示意图；图2为本实施例提供的气体进料分布器的第二安装结构示意图；图3为本实施例提供的中空分布条140的结构示意图。请一并参阅图1-图3，本实施例中，浆态床反应器作为反应容器，包括反应器本体110，反应器本体110具有内壁和外壁。

气体进料分布器包括导流预热板120、分布器底板130和多根间隔设置的中空分布条140，分布器底板130与反应器本体110的内壁连接并用于封闭反应器本体110，导流预热板120具有上端和下端，上端与反应器本体110的内壁连接，下端连接分布器底板130，反应器本体110的内壁与导流预热板120之间形成间隙，使反应器本体110的内壁、导流预热板120和分布器底板130之间围成气体空间123，每根中空分布条140均设置于内筒内且具有上端部151、下端部152、第一连接端153和第二连接端154，下端部152设置于分布器底板130，第一连接端153和第二连接端154均设置于导流预热板120，第一连接端153和第二连接端154均设置有与气体空间123连通的通孔142，下端部152设置有多个分布孔141，反应器本体110上设置有多个进气口111并与气体空间123连通。

气体从进气口111进入气体空间123内，即先进入导流预热板120与反应器本体110的内壁的间隙，再通过通孔142进入到中空分布条140内，最后通过分布孔141进入反应器内，由于反应器内的液相为高温的液相，在气体位于气体空间123内流动的时候，液相内的高温会通过导流预热板120与气体空间123内的气体以及中空分布条140内的气体进行热交换，起到对气体进行预热的作用。同时，气体通过气体空间123以及中空分布条140以后进入液相内，使气体进入液相后，在液相内的分布更加均匀，防止了偏流现象的发生，并且通过预热避免了过冷气体进入热液体中发生局部温度降低的现象。

本实施例中，多个进气口111均匀设置于反应器本体110且位于导流预热板120的上端。气体从进气口111进入气体空间123以后，在气体空间123的流动时间长，能够起到更好的预热效果，并且，使气体的流动更加均匀，气体进入液相以后，也分布的更加均匀。进气口111的个数与进气量有关，可以根据进气量进行进气口111的个数的设置。

优选地，进气口111为偶数个并相对设置于反应器本体110，气体呈对称进入到气体空间123中，即导流预热板120与内壁形成的间隙，与导流预热板120进行间壁换热，之后向下从通孔142处进入中空分布条140内，最后通过分布孔141进入到反应器内的液相中进行反应，使气体的预热更加均匀，进料更加均匀，使反应器本体110中的反应效果更好。

导流预热板120的形状与反应器本体110的形状有关，优选地，导流预热板120的形状与反应器本体110的形状一致，且导流预热板120的尺寸比反应器本体110的尺寸小，即，导流预热板120设置在反应器本体110内，并与反应器本体110的内壁之间形成间隙，用于供气体的流通。

本实施例中，反应器本体110为柱状，导流预热板120呈环形，上端呈一定坡度焊接在反应器本体110的内壁，下端焊接在分布器底板130上。详细地，导流预热板120包括相互连接的竖直板121和倾斜板122，竖直板121位于导流预热板120的下端，倾斜板122位于导流预热板120的上端，竖直板121的远离倾斜板122的一端与分布器底板130连接，倾斜板122的远离竖直板121的一端与反应器本体110的内壁连接。这样设置，使整个气体进料分布器各部件之间的连接更加牢固。同时，进气口111进入气体空间123以后，会在倾斜板122处进行阻挡，再朝向分布器底板130的方向运动，有一个向下的漩涡流，使气体在整个气体空间123中流动后从导流预热板120的通孔142处进入中空分布条140内，使气体的预热效果更好，并且，进入液相以后的分布更加均匀。

本实施例中，间隙与进气口111的内径比为(0.2-0.3)：1，即导流预热板120与进气口111的内径比为(0.2-0.3)：1，此间隙设置可以使导流预热板120的传热效果更好，气体的预热效果更好，并且，气体空间123内的气体流动效果也更好。

优选地，导流预热板120的高度与反应器本体110的内径比为(0.2-0.3)：1。使气体空间123较大，有足够大的换热面积，气体的预热效果越好，并且，将态床反应器的占用空间相对较小，利于生产设备的安装。

多根中空分布条140间隔设置，优选平行间隔设置，使气体的分布效果更好。请参阅图2，本实施例中，相邻两根中空分布条140的分布孔141交错设置，进一步提高气体的分布效果，防止两个相邻中空分布条140的分布孔141条喷射出来的气泡发生碰撞，产生聚并现象，同时也对分布条之间的区域起到很好的流体扰动效果，减少了死区面积，防止催化剂的沉积。

详细地，图4为本实施例提供的中空分布条140的第一截面图，请参阅图4，每根中空分布条140包括第一竖板143、第二竖板144和连接板145，第一竖板143和第二竖板144间隔设置于分布器底板130，连接板145、第一竖板143、分布器底板130和第二竖板144之间连接形成两端开口的条形框，条形框的两端均设置于导流预热板120且两个开口形成通孔142，第一竖板143和第二竖板144上均设置多个分布孔141。方便中空分布条140与导流连接板145之间的安装，并且，两个开口全部设置成通孔142，使气体流量更大，气体的分布效果更好。

图5为本实施例提供的中空分布条140的第二截面图，请参阅图5，连接板145包括第一斜板146和第二斜板147，第一斜板146的一端与第一竖板143连接，另一端朝向远离第一竖板143的方向延伸且与第二斜板147的一端连接，第二斜板147的另一端与第二竖板144连接。使条形分布条的连接板145形成尖端结构，避免催化剂在连接板145上聚集，进一步提高反应器中的反应效果。

类似的实施方式还可以是：图6为本实施例提供的中空分布条140的第三截面图，请参阅图6，连接板145为圆弧形板，圆弧形板的两端分别与第一竖板143和第二竖板144连接且圆弧形板朝向远离分布器底板130的方向凸出。使条形分布条的连接板145形成平滑结构，避免催化剂在连接板145上聚集，进一步提高反应器中的反应效果。

类似的实施方式还可以是：图7为本实施例提供的中空分布条140的第四截面图，请参阅图7，中空分布条140的横截面为三角形，也可以达到使气体分布均匀，并对气体进行很好的预热的作用，同时，中空分布条140的顶部为尖端结构，避免催化剂在连接板145上聚集，进一步提高反应器中的反应效果。

以上所述的中空分布条140的形状仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，中空分布条140的形状可以有各种更改和变化。

本实施例中，分布孔141的孔径为1-3mm、气体在每个进气口111的气体流速为30-100m/s，每个第一竖板143上的相邻两个分布孔141之间的距离为2-5cm，每个第二竖板144上的相邻两个分布孔141之间的距离为2-5cm，中空分布条140内的气体流速为4-20m/s，相邻两个中空分布条140之间的距离为5-8cm，这样组合设置，可以使气体在气体空间123和中空分布条140内的分布更加均匀，进入液相以后的分布也更加均匀，同时，气体在气体空间123和中空分布条140内均能够与液相进行良好的热交换，使气体的预热效果更好。

实施例2

本实施例提供一种浆态床反应器，使用实施例1提供的气体进料分布器，使气体分布更加均匀，防止了偏流现象的发生，并且通过预热避免了过冷气体进入热液体中发生局部温度降低的现象。

本实施例提供的浆态床反应器的工作原理是：气体从进气口111进入到气体空间123内，通过导流预热板120与液相进行了间壁换热，利用浆态床反应器内的液相的热量对气体起到预热作用，避免了冷气体进入到热液体时出现局部降温现象，同时部分回收了浆态床反应热，既节能经济，又减少了设备投资和操作费用；采用顶端为尖型或光滑状的中空分布条140防止催化剂在分布条上的沉积，分布条两侧底端开设分布孔141，并且相邻两根分布条的分布孔141错开设置，有效减少了分布条之间的死区，增加了流体扰动效果，既减少了气泡的聚并可能性，又防止了催化剂在相邻分布条之间的沉积；多边形分布条侧面开孔，气体进料水平进入到浆液中进行反应，可以有效防止漏液现象的发生，当发生事故关闭时，分布条气腔中只需要少量的气体就可以起到气封作用，防止浆液倒流，极大方便了装置的二次开启与使用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。