[发明专利]流化床反应器的气体预分布器

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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：

1）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；

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；

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。

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：

1）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）。

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。

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

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。

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。

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。

为了达到更好的发明效果，以下作为本发明的优选结构：

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1～5条，宽度为50mm～200mm。

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。

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100mm～400mm，以使进入的气体有较好的分布。

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。

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。

所述的导流器可以为半球形导流器或者圆锥形导流器。