一种空气分布板的制作方法

1.本发明属于化工装置技术领域，尤其是涉及一种空气分布板。


背景技术：

2.反应器在使用时，反应器内的介质(如芳烃氨、丙烯氨等)在催化剂的作用下与空气中的氧气发生氧化反应，生成相应的化工产品，同时释放大量热并伴随冷却水排出反应器。
3.空气分布板作为反应器的主要部件之一，设置在反应器内，通过垫环与反应器的壳体焊接固定，进入到反应器内的空气先通过空气分布板均匀分布，然后在催化剂的作用下与反应器的介质发生反应。由于反应器内的温度通常在380~420℃范围，操作压力0.05mpa，空气分布板和反应器的壳体在受热后均会发生径向热膨胀，并在两者之间产生应力。由于空气分布板是圆平板结构，直径较大，受热后膨胀量较大，将导致空气分布板和反应器的壳体之间产生较大的应力，容易造成结构不稳定以及连接处发生破坏，最终导致反应器设备的安全性能得不到有效保障。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种有利于保障反应器设备安全性能的空气分布板。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种空气分布板，包括分布板，还包括与反应器内壁相匹配的垫环、支撑圈和连接件，所述的垫环与所述的反应器的内壁固定连接，所述的支撑圈的外圈与所述的垫环的内圈固定连接，所述的分布板放置在所述的支撑圈的上端面上，所述的分布板的直径大于所述的支撑圈内圈的直径，且所述的分布板的直径小于所述的支撑圈外圈的直径，所述的分布板的上端面通过所述的连接件与所述的垫环连接。
6.所述的连接件包括具有环形圈，所述的环形圈的下端面与所述的分布板的上端面固定连接，所述的环形圈的上端面从下到上并沿径向外方向延伸，所述的环形圈的上端面与所述的垫环的内圈固定连接。
7.所述的环形圈的剖面呈圆弧形，其圆心角为α满足：60
°
≤α≤90
°
。
8.所述的垫环的上边缘、所述的垫环的下边缘分别与所述的反应器的内壁焊接固定，所述的垫环的侧壁上设置有透气孔。
9.所述的垫环的中心、所述的支撑圈的中心和所述的分布板的中心位于同一轴线上。
10.与现有技术相比，本发明的优点在于1、分布板的上端面通过连接件与垫环连接，且分布板的侧面与垫环之间留有间隙，当使用反应器制备化工产品时，分布板受热后发生径向热膨胀，其不会与垫圈或反应器的壳体接触，分布板和反应器的壳体之间不会产生较大应力，有效避免因应力过大导致的
结构不稳定，有利于保障反应器设备安全性能；2、传统的结构对分布板的尺寸偏差要求非常高，尺寸偏差过大均会导致分布板与垫环之间的间隙过大或过小，最终影响两者之间的装配质量和焊接质量，而本分布板的结构能够在确保装配质量和焊接质量的前提下，有效降低对分布板尺寸的制作精度的要求，便于生产制作。
附图说明
11.图1为本发明与反应器配合时的局部结构示意图；图2为本发明与反应器配合时的局部爆炸结构示意图；图3为本发明与反应器配合时的剖面结构示意图一；图4为本发明与反应器配合时的剖面结构示意图二。
12.图中：1、分布板；2、垫环；21、透气孔；3、支撑圈；4、连接件；41、环形圈；5、反应器。
具体实施方式
13.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
14.实施例一：如图1～图4所示，一种空气分布板，包括分布板1、与反应器5内壁相匹配的垫环2、支撑圈3和连接件4，垫环2与反应器5的内壁固定连接，支撑圈3的外圈与垫环2的内圈固定连接，分布板1放置在支撑圈3的上端面上，分布板1的直径大于支撑圈3内圈的直径，且分布板1的直径小于支撑圈3外圈的直径，分布板1的上端面通过连接件4与垫环2连接。
15.在说明书附图中，反应器5仅展示了与空气分布板配合的局部结构。
16.实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于连接件4包括具有环形圈41，环形圈41的下端面与分布板1的上端面固定连接，环形圈41的上端面从下到上并沿径向外方向延伸，环形圈41的上端面与垫环2的内圈固定连接。
17.本实施例中，环形圈41的剖面呈圆弧形，其圆心角α满足：60
°
≤α≤90
°
，图3展示的为圆心角α=90
°
时的环形圈41，图4展示的为圆心角α=60
°
时的环形圈41。
18.本实施例中，环形圈41由公称管子围弯切割而成，厚度比分布板1厚度略薄，既能起到固定分布板1的作用，又实现分布板1与支撑圈3之间可滑动，此外还能吸收分布板1在高温下的部分热膨胀。
19.实施例三：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于垫环2的上边缘、垫环2的下边缘分别与反应器5的内壁焊接固定，垫环2的侧壁上设置有透气孔21，由于垫环2和反应器5的壳体受热膨胀量不同，通过设置透气孔21，便于位于垫环2和反应器5的壳体之间的气体自由流动。
20.本实施例中，垫环2的中心、支撑圈3的中心和分布板1的中心位于同一轴线上。
21.本空气分布板主要适用于直径在3.0m～10.0m之间的反应器，适用范围广。
22.采用ansys软件对圆心角α为90
°
时的空气分布板(下称“结构一”)和圆心角α为60
°
时的空气分布板(下称“结构二”)进行三维建模，并进行热分析和应力分析，边界条件为：
①
设置整体温度为480℃；
②
切面处采用对称边界；
③
壳体壁面处设置为0.25mpa压力。计算结构如下：结构一的最大位移为壳体处，位移量为17.4mm，最大应力为环形圈与垫圈的连接
处，应力值为62mpa；结构二的最大位移为壳体处，位移量为17.4mm，最大应力为环形圈与垫圈的连接处，应力值为49mpa。
23.通过综合分析可知，最大位移量在结构尺寸允许范围之内，最大应力值也均处于较低水平，结构一和结构二均能够有效保障反应器设备安全性能。


技术特征：
1.一种空气分布板，包括分布板，其特征在于还包括与反应器内壁相匹配的垫环、支撑圈和连接件，所述的垫环与所述的反应器的内壁固定连接，所述的支撑圈的外圈与所述的垫环的内圈固定连接，所述的分布板放置在所述的支撑圈的上端面上，所述的分布板的直径大于所述的支撑圈内圈的直径，且所述的分布板的直径小于所述的支撑圈外圈的直径，所述的分布板的上端面通过所述的连接件与所述的垫环连接。2.根据权利要求1所述的一种空气分布板，其特征在于所述的连接件包括具有环形圈，所述的环形圈的下端面与所述的分布板的上端面固定连接，所述的环形圈的上端面从下到上并沿径向外方向延伸，所述的环形圈的上端面与所述的垫环的内圈固定连接。3.根据权利要求2所述的一种空气分布板，其特征在于所述的环形圈的剖面呈圆弧形，其圆心角为α满足：60
°
≤α≤90
°
。4.根据权利要求1所述的一种空气分布板，其特征在于所述的垫环的上边缘、所述的垫环的下边缘分别与所述的反应器的内壁焊接固定，所述的垫环的侧壁上设置有透气孔。5.根据权利要求1所述的一种空气分布板，其特征在于所述的垫环的中心、所述的支撑圈的中心和所述的分布板的中心位于同一轴线上。

技术总结
本发明公开了一种空气分布板，包括分布板，其特征在于还包括与反应器内壁相匹配的垫环、支撑圈和连接件，所述的垫环与所述的反应器的内壁固定连接，所述的支撑圈的外圈与所述的垫环的内圈固定连接，所述的分布板放置在所述的支撑圈的上端面上，所述的分布板的直径大于所述的支撑圈内圈的直径，且所述的分布板的直径小于所述的支撑圈外圈的直径，所述的分布板的上端面通过所述的连接件与所述的垫环连接；优点是有利于保障反应器设备安全性能。优点是有利于保障反应器设备安全性能。优点是有利于保障反应器设备安全性能。


技术研发人员：陶建辉 栗根喜 武爱兵 杨凯
受保护的技术使用者：中石化宁波技术研究院有限公司 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/4/15