[发明专利]一种用于气固反应器的气体分布板

说明书

本发明涉及气固反应器设备领域，具体的说是一种用于气固反应器的气体分布板。包括分布板本体以及开设在分布板本体上的多个贯穿孔，任意一个贯穿孔中均固定插设有复合陶瓷套管，复合陶瓷套管上靠近反应器反应腔室的一端凸出于分布板本体设置，复合陶瓷套管上靠近反应器气相腔室的一端凸出于分布板本体设置或与分布板本体平齐设置；复合陶瓷套管包括固定套设在贯穿孔中的外套管以及固定套设在外套管中的陶瓷内套管，在外套管内腔中并位于陶瓷内套管的两端还分别设有端盖，端盖上分别开设有与陶瓷内套管中心孔的两端相应的开口。本发明可克服分布板上气孔的磨损问题，并达到长周期运行的效果。

技术领域

本发明涉及气固反应器设备领域，具体的说是一种用于气固反应器的气体分布板。

背景技术

石油化工等行业中存在大量的气体和固体颗粒以流化形式进行接触的反应器。在这类反应器中，气体首先经过分布板，然后与固体颗粒接触发生反应。分布板的作用是保证气体分布的均匀性，为达到上述目的，除合理的布置分布板上的开孔外，实际设计时一般采取提高气体的过孔速度的方法，高速气体带动的固体颗粒会造成分布板的磨损。

传统的分布板在金属板面上直接开孔，孔端面与板面平齐。实际运行中，气体从开孔高速喷出，形成射流。在射流根部靠近板面位置，由于中心孔处的高速流动造成局部压力降低，周边气体补充过来从而形成环状的二次流，如图7所示。二次流带动板面附近的固体颗粒在孔口附近流动，持续对孔口位置形成磨损。由于分布板一般长周期运行，在运行后期由于磨损的长期累积，孔开口处会明显的变大，严重情况下，甚至会将开孔附近的金属磨穿，使得分布板开孔的实际面积增大，从而使得气体分布的均匀性明显变差。

为避免分布板磨损问题，文献及工程实践中提出了多种改进方法，除提高板材材质的耐磨级别外，常见做法如图8、9、10所示。

如前文所述，分布板孔出口位置的磨损主要是由喷口射流的二次流带动附近颗粒流动引起的，因此图8所示意的方案中，在开孔位置焊接具有一定高度的环形保护套管。该套管的长度经过详细计算以保证周围颗粒不至于进入喷口附近的二次流中。该方案由于屏蔽了板面附近颗粒向喷口处的流动，一定程度上可以减轻喷口处的磨损。但方案实施时，设计计算及施工均较为复杂，且实际生产过程中，生产装置的负荷发生波动时，分布板进气量发生波动，相应的喷口速度也会发生变化。波动范围较大时，保护套管长度不再合适，周边颗粒会被夹带进入喷口根部，且设备开停工时，不可避免的有催化剂进入夹套内，从而会对板面造成磨损。实践表明，当保护套管长度不合适时，分布板孔出口处的磨损比未加保护套管时的磨损更为严重。

图9中所示方案则直接在出口处焊接一等径钢管或将钢管穿透板面，作为分布板开孔。该方案相当于将分布板出口位置上移，相应的二次流位置向上移动，磨损发生在钢管管口及其附近位置，避免或至少减轻了板面附近的磨损。该方案的不利之处在于如果板面横流流速过大或运行周期较长，钢管管口及高出板面的钢管管段部分会被逐步磨损，出口位置逐步退缩至板面附近，继续运行则会发生前文所述的板面磨损问题。

图10中所示方案则针对图9方案可能存在的问题，在钢管外侧铺设耐磨材料，提高其耐磨性能。该方案面临的问题是耐磨衬里易脱落，之后面临与图9所示方案同样的问题。

分布板除除上述因二次流造成的孔口附近磨损外，实际运行中某些情况下会有部分固体颗粒漏到板面以下，这些固体颗粒会随着气体高速通过分布板上的开孔，随着时间的累积，颗粒对孔内壁的磨损逐渐加重，造成实际开孔孔径变大，降低气体分布的均匀性。分布板实际操作过程中，开停工以及进气压力的波动，都有可能造成部分固体颗粒漏到板面以下，对于该类由于固体颗粒高速通过造成的开孔内磨问题，图8、9、10所示的三种方案都不能有效应对。