[發明專利]一種氣體均勻分布的氣固流化床反應器

在審

• 申請號: 202111158136.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113694841A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 呂文超
• 申請（專利權）人: 江蘇航運職業技術學院;南通海特科勒換熱設備科技有限公司
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明提供了一種氣體均勻分布的氣固流化床反應器，由進氣分布器、擴張分布段、收縮反應段、擴張分離段、封頭、氣體排出管、催化劑過濾網、螺旋換熱管、返回管組成。本發明氣體均勻分布氣固流化床反應器使得反應器內部的氣體與催化劑分布趨于均勻，使氣體流動過程中速度趨于恒定，延長氣固接觸反應時間，提高反應器的整體效率。

技術領域

本發明涉及石油、化工技術領域，具體地，涉及一種氣體均勻分布的氣固流化床反應器。

背景技術

氣固流化床反應器利用氣體通過催化劑床層，使催化劑顆粒處于懸浮運動狀態，并進行氣固相反應。氣固流化床反應器廣泛應用于化工、石油、冶金、核工業等工業領域。與固定床反應器相比，流化床反應器具有流固相間接觸面積大、催化劑效率高、換熱系數高等突出優點。然而，流化床反應器使用過程中最容易出現的問題是由于氣體分布不均導致的催化劑顆粒分布不均，即部分區域的催化劑顆粒較密集，而部分區域的催化劑顆粒較稀疏。催化劑密集區域容易導致催化劑過熱而失活，催化劑稀疏區域容易造成催化效率低下。

目前，市面上的流化床反應器大多采用氣體分布器對反應氣進料口進行規整化分布，從而實現反應進氣的均勻分布。然而，氣體分布器排出的氣體均為豎直向上進入催化劑床層，實際使用過程中并不能很好的實現催化劑均勻分布的目的。因此，改進、優化氣體分布器以及反應器的結構，實現氣體與催化劑的均勻分布對于流化床反應器的推廣具有極其重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種氣體均勻分布的氣固流化床反應器。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種氣體均勻分布的氣固流化床反應器，由進氣分布器、擴張分布段、收縮反應段、擴張分離段、封頭、氣體排出管、催化劑過濾網、螺旋換熱管、返回管組成，所述進氣分布器焊接于擴張分布段的底部，所述擴張分布段的側面上焊接有催化劑排出管，所述擴張分布段的上部與收縮反應段通過焊接連接，所述收縮反應段內分布有螺旋換熱管，所述收縮反應段的下側面焊接有螺旋換熱管的介質進口，所述收縮反應段的上側面焊接有螺旋換熱管的介質出口；所述收縮反應段與擴張分離度段通過焊接連接；所述收縮反應段與擴張分離段之間焊接有供催化劑回落的返回管；所述擴張分離段與封頭通過焊接連接，所述封頭的內表面焊接有催化劑導流肋片，所述封頭的頂部焊接有氣體排出管道，所述氣體排出管道中固定有催化劑過濾網。

進一步地，所述進氣分布器包括：進氣總管、斜向進氣管、向上進氣管、斜向進氣閥門、向上進氣閥門，所述斜向進氣管、向上進氣管均與進氣總管連接，所述斜向進氣閥門設置于斜向進氣管上，所述向上進氣閥門設置于向上進氣管上；所述向上進氣管的頂部開有進氣孔，伸入擴張分布段中；所述斜向進氣管的側壁的上半部分開有斜向上的進氣孔，伸入擴張分布段中。

進一步地，所述向上進氣管內嵌于斜向進氣管中，并通過焊接固定，所述向上進氣管的高度高于斜向進氣管的高度。

進一步地，所述收縮反應段為圓錐形，其側壁與鉛垂線之間的夾角θ＞0°。

進一步地，所述催化劑過濾網的上下側氣體排出管道均設有壓力傳感器。

進一步地，所述催化劑導流肋片的圓心角均小于90°。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果：本發明氣體均勻分布的氣固流化床反應器通過對反應氣進氣分布器的結構進行優化，使之包含向上進氣管道與斜向進氣管道，其中，向上進氣管道的排氣管位于頂端，產生豎直向上的反應進氣；斜向進氣管的排氣孔位于側壁，產生斜向上的螺旋進氣，分別調整兩個進氣管道閥門，控制向上進氣與斜向進氣的流量之比位于合理區間，從而使整個反應器內部的氣體與催化劑分布趨于均勻。收縮反應段呈圓錐形，使氣體流動過程中速度趨于恒定，延長氣固接觸反應時間，提高反應器的整體效率。收縮反應段與擴張分離段之間分布有催化劑返回管，可以有效減少催化劑的損耗；氣體排出管內部增設催化劑過濾網，且過濾網前后安裝壓力傳感器，通過觀察壓力變化值對過濾網是否堵塞進行在線監測。

附圖說明