本實(shí)用新型涉及一種化工領(lǐng)域的氣液混合分配器，更具體地說，涉及一種加氫反應(yīng)器中的氣液混合分配裝置。

背景技術(shù)：

許多催化反應(yīng)過程都在包含有一系列單獨(dú)催化劑床層的固定床反應(yīng)器中完成。在化工、石油煉制等領(lǐng)域中有很多應(yīng)用于不同過程的反應(yīng)器，這些反應(yīng)器能夠?qū)⒁合嗷驓庖夯旌舷喾峙渲凉腆w顆粒床層上。例如催化脫蠟、加氫脫硫、加氫脫金屬、加氫脫氮等均存在將液相或氣液混合相分配至催化劑床層上的過程。在這種下流式固定床反應(yīng)器中，在流至催化劑床層界面上之前，流體的混合和均勻分配就顯得十分重要。這是因?yàn)楹线m的混合和均勻的流體分配能夠帶來很多優(yōu)勢，如更高的催化劑利用率、減少頂部催化劑床層磨損、提高產(chǎn)品收率、延長裝置運(yùn)行周期等。一個(gè)良好的催化反應(yīng)器中物流分配裝置應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件：(1)在一個(gè)較大的氣液相物料流量范圍內(nèi)均能夠提供給催化劑床層均勻的流體分配；(2)對(duì)分配塔盤的傾斜度具有較好的抵抗性，即流量受塔盤上的液位高度影響要?。?3)具有良好的流體噴灑角度以最大程度減少用于進(jìn)一步徑向分散的催化劑床層高度。因此，在設(shè)計(jì)中要充分考慮到上述因素的影響。

US3218249公開了一種傳統(tǒng)的泡帽分配塔盤。這種分配塔盤上均布若干由降液管和泡帽組成的分配器。這種分配器的主要缺點(diǎn)對(duì)塔盤上的液位高度變化十分敏感，這在高氣相負(fù)荷條件下尤為明顯。另外分配塔盤上方的空間內(nèi)由于氣液平衡作用而形成壓力梯度，這些對(duì)單個(gè)分配器的液相流量影響較大。

US5158714公開了一種改進(jìn)型泡帽分配器，主要包括泡帽、降液管以及連接桿。這種分配器通過采用不同的加強(qiáng)液體分散的內(nèi)嵌流體擴(kuò)散件來提高每個(gè)分配器出口的液相局部分配均勻性，但由于內(nèi)嵌流體擴(kuò)散件的存在，降液管中氣液兩相流體的摩擦壓力損失增大，導(dǎo)致單個(gè)分配器中液相流量受塔盤液位高度影響較大，從而一定程度上降低了整體分配均勻性。

CN200963585A公開了一種抽吸型分配器，主要由泡帽、降液管、碎流板構(gòu)成。泡帽采用了改進(jìn)的螺旋形條縫。同傳統(tǒng)的泡帽分配器相比，優(yōu)化了單個(gè)分配器的分配均勻性，改善了徑向分配峰值過大的問題。但依然存在流體流量受液位高度影響較大的缺點(diǎn)。

CN201959779A公開了一種改進(jìn)泡帽分配器。同傳統(tǒng)的泡帽分配器相比，增加了底部流體擴(kuò)散元件，一定程度改善了單個(gè)分配器分配均勻性，同樣存在不適用高氣相負(fù)荷條件、受塔盤液位高度影響較大等問題。

綜上所述，這些分配器雖一定程度上改善了流體分配不均的問題，但仍存在流量受塔盤液位高度影響較大、操作彈性小等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種氣液混合分配器，通過新型的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)來解決原有技術(shù)具有的分配流量受塔盤液位變化影響較大、操作彈性小等缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型提供的氣液混合分配器，包括外管4、內(nèi)管5、位于外管4和內(nèi)管5頂部的擋板3和位于擋板3上方的防濺板1，所述的外管4內(nèi)徑大于所述的內(nèi)管5的外徑，所述的擋板3為環(huán)形平板，所述的防濺板1通過連接桿2與擋板3相連，所述外管4的軸向長度大于所述內(nèi)管5的軸向長度，內(nèi)管5底端水平面高于外管4底端水平面，所述的內(nèi)管底端設(shè)有增速端8，所述增速端為倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁母線與內(nèi)管的中心軸線夾角α為20～85°、優(yōu)選30～75°。

所述的防濺板1為圓形或矩形平板，所述的防濺板1的幾何中心位于擋板3中心軸的垂直上方。

所述的防濺板1內(nèi)切圓的直徑大于所述內(nèi)管5的外徑。

所述的外管4側(cè)壁上設(shè)有至少一個(gè)圓形開孔，所述的圓形開孔的底端水平面位于內(nèi)管底端水平面之上。其中，所述的圓形開孔的直徑為4～12mm、優(yōu)選6～10mm。所述的圓形開孔的個(gè)數(shù)為1～8個(gè)、優(yōu)選2-6個(gè)。

所述的內(nèi)管5的側(cè)壁上設(shè)有條形開槽，條形開槽的底端水平面位于圓形開孔頂端水平面之上。其中，所述的條形開槽的條形開槽的長度為10～60mm、優(yōu)選25～40mm，寬度為1～20mm、優(yōu)選6～12mm。所述的內(nèi)管側(cè)壁上條形開槽的個(gè)數(shù)為1～10個(gè)，優(yōu)選為2～8個(gè)。

本實(shí)用新型提供的氣液混合分配器中，在內(nèi)管的底部設(shè)置倒圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)的增速端，用于提高氣相流速。倒圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)的增速端的內(nèi)壁母線與內(nèi)管的中心軸線成一角度α，α的范圍根據(jù)實(shí)際工藝條件計(jì)算，一般范圍在20～85°之間，優(yōu)選為30～75°。

工作狀態(tài)時(shí)，氣液兩相從氣液混合分配器的上方流至防濺板上，防濺板使得兩相物流流向兩側(cè)。隨后氣液兩相會(huì)發(fā)生分離，液相由于重力作用逐漸在分配塔盤上聚集，氣相則在液相上方聚集。當(dāng)液位高度達(dá)到外管上的側(cè)壁開孔高度時(shí)，液相開始進(jìn)入外管中，此時(shí)氣相會(huì)選擇阻力最小的流道進(jìn)行流動(dòng)，即通過內(nèi)管的頂部流入內(nèi)管中，隨后，當(dāng)氣相流量較小時(shí)，氣相向下流動(dòng)通過氣相出口即內(nèi)管底部增速端流出，當(dāng)氣相流量較大時(shí)，則有一部分氣相通過內(nèi)管側(cè)壁上的圓形開孔流出，圓形開孔的作用在于調(diào)節(jié)氣相從增速端流過的流量，并保持內(nèi)管內(nèi)外的壓力平衡。由外管側(cè)壁開孔中流入的液相與由內(nèi)管底部增速端以及可能從圓形開孔中流出的氣相在外管和內(nèi)管形成的狹小環(huán)隙中產(chǎn)生劇烈混合和擾動(dòng)，并通過外管的底部出口流向下方催化劑床層中。由于增速端采用了倒圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，因此氣相在流經(jīng)增速端時(shí)速度會(huì)增加，并與從增速端外側(cè)圓周流來的液相進(jìn)行劇烈沖擊和混合，高速氣相對(duì)液相形成強(qiáng)烈的剪切和破碎作用，從而強(qiáng)化氣液兩相混合和分散效果。

本實(shí)用新型提供的氣液混合分配器的有益效果：

本實(shí)用新型提供的氣液混合分配器利用內(nèi)外管的設(shè)置使得氣液兩相分別通過不同的流道流入分配器內(nèi)，并通過外管側(cè)壁開孔和內(nèi)管增速端的結(jié)構(gòu)使得氣液兩相在獲得足夠動(dòng)量后發(fā)生充分的混合，氣相通過高速運(yùn)動(dòng)對(duì)液相產(chǎn)生劇烈的剪切和破碎作用，從而實(shí)現(xiàn)氣液兩相的有效混合與分散。本實(shí)用新型能夠有效減小單個(gè)分配器中液相流量受塔盤上液位高度的影響程度，且結(jié)構(gòu)緊湊，壓力降較低，適用于不同餾分油加氫處理裝置中的固體顆粒床層起始物流分配和床層間物流再分配。

附圖說明

為更清楚的表述本實(shí)用新型中實(shí)施的技術(shù)方案，下面對(duì)實(shí)施例中描述的附圖內(nèi)容作詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型提供的氣液混合分配器的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)記說明：

1、防濺板；2、連接桿；3、擋板；4、側(cè)壁開孔；5、外管；6、內(nèi)管；7、側(cè)壁開孔；8、增速端。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型氣液混合分配器的具體實(shí)施方式進(jìn)行清晰、完整的描述。

本實(shí)用新型氣液混合分配器結(jié)構(gòu)示意如附圖所示，主要由防濺板1，外管5，內(nèi)管6，以及擋板3組成。防濺板1位于擋板3上方，防濺板1通過連接桿2與擋板3相連，擋板3位于外管5和所述內(nèi)管6的上方。防濺板1設(shè)置于擋板3上方，并通過連接桿2與擋板3相連，防濺板1由圓形或矩形平板構(gòu)成，焊接于連接桿2的上方，防濺板1的幾何中心位于擋板3中心軸的垂直上方。擋板3位于連接桿2下方，通過焊接與連接桿2相連，擋板3為環(huán)形平板，其外徑略小于外管5的外徑，其內(nèi)徑略大于內(nèi)管6的內(nèi)徑。外管5位于所述內(nèi)管6的外部，外管5的內(nèi)徑大于內(nèi)管6的外徑，且外管5和內(nèi)管6頂端處于同一水平面上，并通過所述的擋板3焊接相連，外管5的長度大于內(nèi)管6的長度，從垂直方向上看，內(nèi)管6底端水平面高于外管5底端水平面。圓形防濺板的直徑或矩形防濺板的最小邊長大于所述內(nèi)管6的外徑。在外管5側(cè)壁上設(shè)有2個(gè)圓周對(duì)稱的圓形開孔7，圓形開孔7的底端水平面位于內(nèi)管6底端水平面之上，圓形開孔7的直徑為8mm。在內(nèi)管6側(cè)壁上設(shè)有2個(gè)圓形開孔4，圓形開孔4的底端水平面位于圓形開孔7頂端水平面之上，圓形開孔的直徑為6mm。在內(nèi)管6的底部設(shè)置有增速端8，其內(nèi)部為倒圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，用于提高氣相流速。倒圓臺(tái)形增速端8的內(nèi)側(cè)壁母線與內(nèi)管6的中心軸線成一角度α，本實(shí)施例中α的值為60°。

工作狀態(tài)時(shí)，氣液兩相從氣液混合分配器的上方流至防濺板1上，防濺板1使得兩相物流流向兩側(cè)。隨后氣液兩相會(huì)發(fā)生分離，液相由于重力作用逐漸在分配塔盤上聚集，氣相則在液相上方聚集。當(dāng)液位高度達(dá)到外管5上的側(cè)壁開孔7高度時(shí)，液相開始進(jìn)入外管中，此時(shí)氣相會(huì)選擇阻力最小的流道進(jìn)行流動(dòng)，即通過內(nèi)管6的頂部流入內(nèi)管6中，隨后，當(dāng)氣相流量較小時(shí)，氣相向下流動(dòng)通過氣相出口即內(nèi)管6底部增速端8流出，當(dāng)氣相流量較大時(shí)，則有一部分氣相通過內(nèi)管6側(cè)壁上的圓形開孔4流出，圓形開孔4的作用在于調(diào)節(jié)氣相從增速端8流過的流量，并保持內(nèi)管6內(nèi)外的壓力平衡。由外管5側(cè)壁開孔7中流入的液相與由內(nèi)管6底部增速端8以及可能從圓形開孔4中流出的氣相在外管5和內(nèi)管6形成的狹小環(huán)隙中產(chǎn)生劇烈混合和擾動(dòng)，并通過外管5的底部出口流向下方催化劑床層中。由于增速端8采用了倒圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，因此氣相在流經(jīng)增速端8時(shí)速度會(huì)增加，并與從增速端8外側(cè)圓周流來的液相進(jìn)行劇烈沖擊和混合，高速氣相對(duì)液相形成強(qiáng)烈的剪切和破碎作用，從而強(qiáng)化氣液兩相混合和分散效果。

上述實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型應(yīng)用方法，并非對(duì)本實(shí)用新型的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，還可以做出各種變化和變形，因此所用的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)該由權(quán)利要求限定。