[發明專利]一種用于氣固反應器的氣體分布板

在審

• 申請號: 201810570023.4
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108479643A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 邵松;高永川
• 申請（專利權）人: 洛陽瑞昌環境工程有限公司
• 主分類號: B01J8/00
• 分類號: B01J8/00;B01J8/18
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 張龍

本發明涉及氣固反應器設備領域，具體的說是一種用于氣固反應器的氣體分布板。包括分布板本體以及開設在分布板本體上的多個貫穿孔，任意一個貫穿孔中均固定插設有復合陶瓷套管，復合陶瓷套管上靠近反應器反應腔室的一端凸出于分布板本體設置，復合陶瓷套管上靠近反應器氣相腔室的一端凸出于分布板本體設置或與分布板本體平齊設置；復合陶瓷套管包括固定套設在貫穿孔中的外套管以及固定套設在外套管中的陶瓷內套管，在外套管內腔中并位于陶瓷內套管的兩端還分別設有端蓋，端蓋上分別開設有與陶瓷內套管中心孔的兩端相應的開口。本發明可克服分布板上氣孔的磨損問題，并達到長周期運行的效果。

技術領域

本發明涉及氣固反應器設備領域，具體的說是一種用于氣固反應器的氣體分布板。

背景技術

石油化工等行業中存在大量的氣體和固體顆粒以流化形式進行接觸的反應器。在這類反應器中，氣體首先經過分布板，然后與固體顆粒接觸發生反應。分布板的作用是保證氣體分布的均勻性，為達到上述目的，除合理的布置分布板上的開孔外，實際設計時一般采取提高氣體的過孔速度的方法，高速氣體帶動的固體顆粒會造成分布板的磨損。

傳統的分布板在金屬板面上直接開孔，孔端面與板面平齊。實際運行中，氣體從開孔高速噴出，形成射流。在射流根部靠近板面位置，由于中心孔處的高速流動造成局部壓力降低，周邊氣體補充過來從而形成環狀的二次流，如圖7所示。二次流帶動板面附近的固體顆粒在孔口附近流動，持續對孔口位置形成磨損。由于分布板一般長周期運行，在運行后期由于磨損的長期累積，孔開口處會明顯的變大，嚴重情況下，甚至會將開孔附近的金屬磨穿，使得分布板開孔的實際面積增大，從而使得氣體分布的均勻性明顯變差。

為避免分布板磨損問題，文獻及工程實踐中提出了多種改進方法，除提高板材材質的耐磨級別外，常見做法如圖8、9、10所示。

如前文所述，分布板孔出口位置的磨損主要是由噴口射流的二次流帶動附近顆粒流動引起的，因此圖8所示意的方案中，在開孔位置焊接具有一定高度的環形保護套管。該套管的長度經過詳細計算以保證周圍顆粒不至于進入噴口附近的二次流中。該方案由于屏蔽了板面附近顆粒向噴口處的流動，一定程度上可以減輕噴口處的磨損。但方案實施時，設計計算及施工均較為復雜，且實際生產過程中，生產裝置的負荷發生波動時，分布板進氣量發生波動，相應的噴口速度也會發生變化。波動范圍較大時，保護套管長度不再合適，周邊顆粒會被夾帶進入噴口根部，且設備開停工時，不可避免的有催化劑進入夾套內，從而會對板面造成磨損。實踐表明，當保護套管長度不合適時，分布板孔出口處的磨損比未加保護套管時的磨損更為嚴重。

圖9中所示方案則直接在出口處焊接一等徑鋼管或將鋼管穿透板面，作為分布板開孔。該方案相當于將分布板出口位置上移，相應的二次流位置向上移動，磨損發生在鋼管管口及其附近位置，避免或至少減輕了板面附近的磨損。該方案的不利之處在于如果板面橫流流速過大或運行周期較長，鋼管管口及高出板面的鋼管管段部分會被逐步磨損，出口位置逐步退縮至板面附近，繼續運行則會發生前文所述的板面磨損問題。

圖10中所示方案則針對圖9方案可能存在的問題，在鋼管外側鋪設耐磨材料，提高其耐磨性能。該方案面臨的問題是耐磨襯里易脫落，之后面臨與圖9所示方案同樣的問題。

分布板除除上述因二次流造成的孔口附近磨損外，實際運行中某些情況下會有部分固體顆粒漏到板面以下，這些固體顆粒會隨著氣體高速通過分布板上的開孔，隨著時間的累積，顆粒對孔內壁的磨損逐漸加重，造成實際開孔孔徑變大，降低氣體分布的均勻性。分布板實際操作過程中，開停工以及進氣壓力的波動，都有可能造成部分固體顆粒漏到板面以下，對于該類由于固體顆粒高速通過造成的開孔內磨問題，圖8、9、10所示的三種方案都不能有效應對。