專利名稱：一種無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種大型塔器及氣液兩相進(jìn)料分布裝置，具體地說屬于一種適用于大型塔器的氣液兩相進(jìn)料無導(dǎo)流板的環(huán)流分布器。
背景技術(shù)：
塔器是石油和化工工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種氣液、液液接觸傳質(zhì)設(shè)備。近十幾年來，填料塔的大型化和新型填料的應(yīng)用意味著塔徑和填料直徑比增大和填料徑向分布系數(shù)減小，因此初始不良分布轉(zhuǎn)化為自然流分布將更為困難，這也正是現(xiàn)代填料塔技術(shù)更依賴于良好氣液初始分布的一個重要原因。大量的科學(xué)研究和工程應(yīng)用都說明良好的氣液初始分布是保證大型填料塔高效穩(wěn)定操作的關(guān)鍵因素之一。因此，進(jìn)料分布器的設(shè)計成為了大型塔器開發(fā)的核心問題。為了滿足新型填料塔大型化的良好氣體初始分布要求，近十幾年來，國內(nèi)外許多學(xué)者都致力于這方面的研究。目前，最常用的進(jìn)料分布器有雙切向環(huán)流式、單切向環(huán)流式、雙列葉片式等。其中，雙切向環(huán)流式分布器因氣體分布效果好、液沫夾帶少等優(yōu)點(diǎn)，是大型減壓塔進(jìn)料分布器的首選。目前應(yīng)用的環(huán)流式分布器在內(nèi)套筒的環(huán)形通道內(nèi)都設(shè)置多個導(dǎo)流板，其目的在于實現(xiàn)氣液分離。如專利CN2273216Y流線式進(jìn)料分布器，在環(huán)形流道內(nèi)設(shè)置6 18個弧形導(dǎo)流板；專利CN100404106C帶防旋流擋板的進(jìn)料分布器、CN201558566U —種進(jìn)料分布器和CN101837268A氣體環(huán)流分布器，都在環(huán)形通道內(nèi)設(shè)置數(shù)量不等的導(dǎo)流板。但對于高速運(yùn)動的氣液兩相流(如煉油減壓塔的高速轉(zhuǎn)油線氣液兩相流)，流體依次被導(dǎo)流板剖分成多股流體，并被導(dǎo)向塔底，液體被導(dǎo)下塔底或沿塔壁流下，氣體再折向上由內(nèi)套筒流出，進(jìn)入分布器上方空間。在這一過程中，高速運(yùn)動的流體經(jīng)過導(dǎo)流板時，多次改變流動方向，流體的湍動能在這一區(qū)域變化很大，流體在有導(dǎo)流板的環(huán)形通道內(nèi)的能量損失，占整體能量耗散的90%以上，特別是靠近進(jìn)口的前兩塊導(dǎo)流板，由于進(jìn)料管和前兩塊導(dǎo)流板所處區(qū)域內(nèi)流體流動形態(tài)復(fù)雜多變，不利于流體經(jīng)過導(dǎo)流板后的流場均布，當(dāng)流體速度比較高時，這種影響十分明顯，而且高速流體沖擊導(dǎo)流板常常引起振動破壞。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，其特點(diǎn)是在內(nèi)套筒的環(huán)形通道內(nèi)不設(shè)置導(dǎo)流板，高速氣液兩相進(jìn)料通過無阻礙環(huán)形通道，在離心力作用下，實現(xiàn)氣液分離。內(nèi)套筒內(nèi)側(cè)加設(shè)防旋流擋板，該防旋流擋板的作用是阻止上升氣體形成渦旋，同時進(jìn)一步均化氣體分布，并兼具捕集夾帶液滴的功用。喇叭形導(dǎo)流蓋板消除了上升氣體在水平蓋板后形成的后臺階現(xiàn)象，避免了氣體在塔壁附近的渦流，氣體分布更加均勻。本實用新型的目的通過以下措施來達(dá)到:—種無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，包括進(jìn)料管1、入口導(dǎo)流板2、內(nèi)套筒3、導(dǎo)流蓋板4、防旋流擋板5 ;導(dǎo)流蓋板4與內(nèi)套筒3和塔壁6形成一個頂部封閉、底部敞開的環(huán)形空間，防旋流擋板5設(shè)置在內(nèi)套筒3的內(nèi)側(cè)，與內(nèi)套筒3焊接，頂部與導(dǎo)流蓋板4喇叭口下端平齊，防旋流擋板5的數(shù)量不少于3個；進(jìn)料管I為擴(kuò)散管，在直管段出口加一個擴(kuò)散管，擴(kuò)張角為6° 8°的擴(kuò)散段，擴(kuò)散端出口與塔壁相焊接；入口導(dǎo)流板2為一對流線型導(dǎo)流板，在內(nèi)套筒3和塔壁6之間焊接成人字形結(jié)構(gòu)。所述的內(nèi)套筒3高度H比進(jìn)料管I直徑高200 400mm，內(nèi)套筒3的寬度為其高度的1/2或略少，但不少于進(jìn)料管直徑的1/2。所述的防旋流擋板5在內(nèi)套筒3內(nèi)側(cè)的寬度L為內(nèi)套筒高H的三分之一到三分之二，防旋流擋板底部與內(nèi)套筒平齊，或略高于內(nèi)套筒，底邊為直邊或斜邊，斜邊角度為60°以內(nèi)，斜邊高度為內(nèi)套筒高度H的三分之一到二分之一。所述的導(dǎo)流蓋板4為喇叭形導(dǎo)流板，導(dǎo)流蓋板4的導(dǎo)流角在30° 60°之間，導(dǎo)流蓋板4與塔壁6的連接點(diǎn)高于與內(nèi)套筒3的連接點(diǎn)。 所述的進(jìn)料分布器是雙切向進(jìn)料分布器，所應(yīng)用的進(jìn)料管是單進(jìn)料管或是雙進(jìn)料管。所述的防旋流擋板在進(jìn)料管兩側(cè)均勻分布為3 12個，上端與導(dǎo)流蓋板下端平齊，下端與水平方向成0° 60°的夾角，與內(nèi)套筒連接。所述的防旋流擋板的形狀是矩形或多邊形。高速氣液兩相混合物由進(jìn)料管經(jīng)入口導(dǎo)流板分成兩股流體進(jìn)入由塔壁、內(nèi)套筒和導(dǎo)流蓋板形成的環(huán)形通道，在離心力作用下，液體被導(dǎo)向塔底或沿塔壁流向塔釜，氣體在分布器之下的塔底部空間轉(zhuǎn)而向上，實現(xiàn)氣液分離，由于高速氣液兩相流體在無阻礙的環(huán)形通道做離心運(yùn)動，能量損失比有導(dǎo)流板的進(jìn)料分布器降低40%左右。內(nèi)套筒內(nèi)側(cè)加設(shè)防旋流擋板，該防旋流擋板的作用是阻止上升氣體的旋流，同時進(jìn)一步均化氣體分布，并兼具捕集夾帶液滴的功用。喇叭形的導(dǎo)流蓋板消除了上升氣體在水平蓋板后形成的后臺階現(xiàn)象，避免了氣體在塔壁附近形成回流，氣體分布更加均勻。本實用新型的有益效果是高速氣液兩相流體流經(jīng)無阻礙內(nèi)套筒的環(huán)形通道，降低了壓降，且能有效減小振動造成的破壞；喇叭形的導(dǎo)流蓋板消除了上升氣體在水平蓋板后形成的后臺階現(xiàn)象，避免了氣體在塔壁附近的渦流，氣體分布更加均勻。

圖1 一種無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2防旋流擋板安裝位置示意圖；圖3內(nèi)套筒和導(dǎo)流蓋板的結(jié)構(gòu)尺寸圖。其中:1_進(jìn)料管；2-入口導(dǎo)流板；3-內(nèi)套筒；4-導(dǎo)流蓋板；5-防旋流擋板；6-塔壁。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施實例對本實用新型作進(jìn)一步說明。本實用新型的無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，主要結(jié)構(gòu)包括進(jìn)料管1、入口導(dǎo)流板
2、內(nèi)套筒3、導(dǎo)流蓋板4、防旋流擋板5。上部導(dǎo)流蓋板4與內(nèi)套筒3形成一個頂部封閉、底部敞開的環(huán)形空間，防旋流擋板5設(shè)置在內(nèi)套筒3的內(nèi)側(cè)，固定在內(nèi)套筒3上，同時也起到加強(qiáng)筋的作用。[0022]如圖1所示進(jìn)料管I為擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管的直管段出口加一個擴(kuò)張角為6。 8°的擴(kuò)散段，擴(kuò)散端出口與塔壁6相焊接。入口導(dǎo)流板2為一對流線型導(dǎo)流板，焊接成人字形結(jié)構(gòu)。導(dǎo)流蓋板4為喇叭形導(dǎo)流板，位于內(nèi)套筒3的頂部，一端固定在塔壁6上，另一端固定在內(nèi)套筒3上。防旋流擋板5設(shè)置在內(nèi)套筒3的內(nèi)側(cè)，與內(nèi)套筒3焊接，頂部與導(dǎo)流蓋板4喇叭口下端平齊，防旋流擋板5的數(shù)量不少于3個，一般為3 12，對于雙切向進(jìn)料分布器，各防旋流擋板的尺寸相同，在進(jìn)料管兩側(cè)均勻、對稱分布。如圖2所示，防旋流擋板5的形狀可以是矩形，也可以是多邊形等多種形式。如圖3所示為內(nèi)套筒3和導(dǎo)流蓋板4的結(jié)構(gòu)尺寸圖，內(nèi)套筒3高度H比進(jìn)料管I的直徑高200 400mm，內(nèi)套筒3的寬度為其高度的1/2或略少，但不少于進(jìn)料管管直徑的1/2。防旋流擋板5在內(nèi)套筒3內(nèi)側(cè)的寬度L為內(nèi)套筒3高H的三分之一到三分之二，不小于300_，防旋流擋板5底部與內(nèi)套筒3平齊，或略高于內(nèi)套筒3，底邊為直邊或斜邊，斜邊角度為0° 60°，斜邊高度為內(nèi)套筒3高度H的三分之一到二分之一。防旋流擋板5頂部與導(dǎo)流蓋板4平齊。從進(jìn)料管I經(jīng)入口導(dǎo)流板2分成兩股流體進(jìn)入由塔壁6和內(nèi)套筒3、導(dǎo)流蓋板4形成的環(huán)形通道，在離心力作用下，液體被導(dǎo)向塔底或沿塔壁流向塔底，氣體在分布器下部塔底空間轉(zhuǎn)而向上，實現(xiàn)氣液分離，由于高速氣液兩相流體在無阻礙的環(huán)形通道做離心運(yùn)動，能量損失較有導(dǎo)流板的分布器降低40%左右。內(nèi)套筒3內(nèi)側(cè)加設(shè)防旋流擋板5，該防旋流擋板的作用是阻止上升氣體的旋流，同時進(jìn)一步均化氣體分布，并兼具捕集夾帶液滴的功用。喇叭形的導(dǎo)流蓋板4消除了上升氣體在水平蓋板后形成的后臺階現(xiàn)象，避免了氣體在塔壁附近形成回流，氣體分布更加均勻。本實用新型提出的無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，已通過較佳實施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本實用新型內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的結(jié)構(gòu)和制造進(jìn)行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(xiàn)本實用新型技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本實用新型精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求1.一種無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，包括進(jìn)料管(I)、入口導(dǎo)流板(2)、內(nèi)套筒(3)、導(dǎo)流蓋板(4)、防旋流擋板(5);其特征是導(dǎo)流蓋板(4)與內(nèi)套筒(3)和塔壁(6)形成一個頂部封閉、底部敞開的環(huán)形空間，防旋流擋板(5)設(shè)置在內(nèi)套筒的內(nèi)側(cè)，與內(nèi)套筒焊接，頂部與導(dǎo)流蓋板喇叭口下端平齊，防旋流擋板(5)的數(shù)量不少于3個；進(jìn)料管(I)為擴(kuò)散管，在直管段出口加一個擴(kuò)散管，擴(kuò)張角為6° 8°的擴(kuò)散段，擴(kuò)散端出口與塔壁相焊接；入口導(dǎo)流板(2)為一對流線型導(dǎo)流板，在內(nèi)套筒(3)和塔壁(6)之間焊接成人字形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的分布器，其特征是所述的內(nèi)套筒(3)高度比進(jìn)料管(I)直徑高200 400_，內(nèi)套筒(3)的寬度為其高度的1/2或略少，但不少于進(jìn)料管直徑的1/2。
3.如權(quán)利要求1所述的分布器，其特征是所述的防旋流擋板(5)在內(nèi)套筒(3)內(nèi)側(cè)的寬度L為內(nèi)套筒高H的三分之一到三分之二，防旋流擋板底部與內(nèi)套筒平齊，或略高于內(nèi)套筒，底邊為直邊或斜邊，斜邊角度為60°以內(nèi)，斜邊高度為內(nèi)套筒高度H的三分之一到二分之一 O
4.如權(quán)利要求1所述的分布器，其特征是所述的導(dǎo)流蓋板(4)為喇叭形導(dǎo)流板，導(dǎo)流蓋板(4)的導(dǎo)流角在30° 60°之間，導(dǎo)流蓋板(4)與塔壁(6)的連接點(diǎn)高于與內(nèi)套筒(3)的連接點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的分布器，其特征是所述的進(jìn)料分布器是雙切向進(jìn)料分布器，所應(yīng)用的進(jìn)料管是單進(jìn)料管或是雙進(jìn)料管。
6.如權(quán)利要求1所述的分布器，其特征是所述的防旋流擋板上端與導(dǎo)流蓋板下端平齊，下端與水平方向成0° 60°的夾角，與內(nèi)套筒連接。
7.如權(quán)利要求1述的無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，其特征是所述的防旋流擋板的形狀是矩形或多邊形。
8.如權(quán)利要求1述的無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器，其特征是所述的防旋流擋板在進(jìn)料管兩側(cè)均勻分布，優(yōu)選為3 12個。
專利摘要本實用新型涉及一種大型塔器進(jìn)料分布器，所述的無導(dǎo)流板的環(huán)流進(jìn)料分布器由進(jìn)料管、入口導(dǎo)流板、內(nèi)套筒、導(dǎo)流蓋板、防旋流擋板構(gòu)成，其中進(jìn)料管為擴(kuò)散管；入口導(dǎo)流板設(shè)置在入口管與內(nèi)套筒之間，成流線型；內(nèi)套筒為無阻礙環(huán)形通道；蓋板位于內(nèi)套筒頂部，一端固定在塔壁上，另一端連接內(nèi)套筒，為喇叭形導(dǎo)流板；防旋流擋板設(shè)置在內(nèi)套筒內(nèi)側(cè)，固定在內(nèi)套筒上。該擋板的作用是阻止上升氣體的渦流，并兼具撲集夾帶液滴的功用。本實用新型的有益效果是高速氣液兩相流體流經(jīng)無阻礙內(nèi)套筒的環(huán)形通道，壓降低，且有效減小振動造成的破壞；喇叭形蓋板消除了上升氣體在水平蓋板后形成的后臺階現(xiàn)象，避免了氣體在塔壁附近的渦旋，氣體分布更加均勻。
文檔編號B01D53/18GK203030164SQ20122035208
公開日2013年7月3日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者張呂鴻, 袁毅夫, 肖曉明, 尹文, 李鑫鋼, 王自依, 羅銘芳, 方釗, 姜斌 申請人:天津大學(xué), 中國石化工程建設(shè)有限公司