[发明专利]一种用于浆态床反应器的气体分布器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气液固三相浆态床反应器的气体分布器。

背景技术

气液固三相浆态床反应器在费托合成反应过程中大量使用。对于反应热很大的反应过程，使用三相浆态床反应器可以有效地移走反应热量，实现反应器的等温操作，保证反应器的正常运行。在三相浆态床反应器中，气体分布器是保证气体进料在浆态床层中均匀分布和提高浆液气含率的重要部件。目前文献中提到的关于浆态床反应器的气体分布器，主要包括孔板分布器、填充式分布器、烧结金属板分布器、喷嘴分布器、管式分布器和泡帽分布器等，它们各有自身的使用条件和使用范围。

中国专利CN201735386U公开了一种用于费托合成的浆态床反应器，使用的是泡帽分布器；泡帽分布器均匀地布置在合成气分布板上。该专利没有对泡帽分布器的具体结构和功能做详细说明。美国专利US4874583公开了一种泡帽分布器，主要由泡帽、上升管、止逆球和阀芯等部件组成。泡帽筒体的底部开设有条缝，上升管上部和阀芯中部设有流体出口，阀芯下部设有阀座，阀座带有阀座孔；多个泡帽分布器均匀地设置于分布板上。这种泡帽分布器是用于沸腾床反应器的气液分布器，进料为气液混合进料。因此，上升管的下部为带有进气槽的气液预混合结构，上升管内设有用于气液混合的孔板混合器。如果将这种泡帽分布器直接引用到浆态床反应器以分配气体进料(去掉气液预混合结构和孔板混合器)，则会产生如下问题：(1)仅依靠泡帽筒体底部的条缝破碎气泡，在进气量较大的情况下，不能很好地破碎气泡并使气体进料均匀分布；来不及破碎的大气泡将进入浆液中。(2)止逆球正常浮起时，球体的大部分处于流体出口上方的阀芯内腔。阀芯内腔的顶端是封闭的，进入到浮起的止逆球上方、阀芯内腔顶部死区的气体会形成回旋流(气体向下回旋流动)，冲击止逆球的上部；止逆球将在气流中频繁跳动，引起气体进料流量的波动，并造成止逆球与阀芯之间的碰撞损伤。(3)止逆球在正常浮起位置时，若气体进料进气中断或进气压力降低，浆液将从流体出口进入止逆球下方的阀芯内腔；止逆球会因下方逆流浆液瞬间压力过大而不能迅速落回密封位置实现密封。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于浆态床反应器的气体分布器，以解决现有的泡帽分布器用于浆态床反应器分配气体进料时所存在的在进气量较大的情况下不能很好地破碎气泡并使气体均匀分布、止逆球会在气流中频繁跳动等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种用于浆态床反应器的气体分布器，设有泡帽、上升管、止逆球，泡帽筒体的底部开设有条缝，上升管上设有流体出口，泡帽的筒体与上升管之间形成环形通道，其特征在于：泡帽的筒体上倾斜向上设置有布气孔，上升管为进气管，进气管由进气管上段和进气管下段组成，所述的环形通道，为形成于泡帽的筒体与进气管上段之间的环形通道，所述的流体出口，包括进气管上段中下部开孔和进气管上段顶部开孔，进气管下段的内腔，自上而下由倒置截头圆锥形的进气管下段上内腔、进气管下段喉道和截头圆锥形的进气管下段下内腔组成，止逆球处于密封位置时支承于进气管下段上内腔的表面。

采用本发明，具有如下的有益效果：(1)泡帽筒体底部的条缝和泡帽上的布气孔，都可以破碎气泡；在气体进料进气量较大的情况下，也能够很好地破碎大气泡和细化气泡，使更多的微气泡均匀分布、扩散到浆态床的浆液中，从而提高浆液的气含率以及传热传质效率。(2)在止逆球浮起时，进入到止逆球上方、进气管上段内腔顶部的气体，可以经进气管上段顶部开孔流出(至环形通道)，不会形成回旋流冲击止逆球的上部，因而进气管上段顶部开孔可以使气流保持得较为稳定。止逆球不会在气流中频繁跳动，其悬浮状态稳定，不会引起气体进料流量的波动并造成止逆球与进气管上段内腔和进气管下段上内腔之间的碰撞损伤。(3)止逆球处于正常浮起位置时，若气体进料进气中断或进气压力降低，进入环形通道内的一部分浆液将从进气管上段顶部开孔逆流进入止逆球上方的进气管上段内腔，抵消了从进气管上段中下部开孔逆流进入止逆球下方的进气管上段内腔的浆液所形成的瞬间过大压力。因此，止逆球可以迅速落回密封位置，与进气管下段上内腔的表面接触实现密封。(4)布气孔和进气管上段顶部开孔，可以降低气体进料通过本发明气体分布器时的压力降。

本发明的气体分布器，气体扩散面积广、结构简单合理、使用安全可靠；可用于浆态床反应器、分配气体进料。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明的一种用于浆态床反应器的气体分布器的结构示意图。