一種流體分布設備的製作方法

2023-05-01 11:16:31 1

專利名稱:一種流體分布設備的製作方法
【專利摘要】一種流體分布設備，包括：用於支撐上部固體粒子床，並且允許流體通過的上表面支撐部件(5)；位於上表面支撐部件(5)之下，並與所述的上表面支撐部件(5)間隔開的表面基本無孔的流體收集板(7)；位於所述流體收集板(7)之上的至少一組導流筒(9)，所述導流筒(9)提供上表面支撐部件(5)與流體收集板(7)之下空間的流體通路；位於流體收集板(7)上方的流體導入或抽出管(8)；位於流體收集板(7)之下的流體分布板(10)；和位於流體分布板(10)下方，並且與流體分布板間隔開的下表面流體分布部件(6)。本實用新型提供的流體分布設備既能有效的延長流體的混合路徑，強化流體間的混合，使進入設備下部空間的流體的濃度分布更均勻。
【專利說明】_種流體分布設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種流體分布設備。更具體地說，涉及一種含有多個固體粒子床層的容器中，收集上遊粒子床流下來的流體，將收集的流體與從外界引入的流體充分混合，並將混合後的流體均勻的分配到設備下遊粒子床中的設備。

【背景技術】
[0002]石油化工領域中，在含有固體粒子的容器中進行的流體與固體粒子接觸的過程被廣泛用於諸如吸附分離、催化反應等操作中。其中吸附分離是石油化工中常用的分離技術，對於結構相近、沸點差很小的混合物的提純具有非常好的效果。用於吸附分離的設備有固定床、移動床和模擬移動床，其中模擬移動床是目前吸附分離採用的主要設備。在模擬移動床中，可將固定相吸附劑設想為是逆於物料移動方向運動，待分離混合物料在分離工作區中部的某一點被連續輸入，選定兩個方向流動的流速的比率，料液自入口處就分成逆向流動的兩部分，以進料入口為參考點，吸附劑似乎吸附了產品向上移動，因此稱為「模擬移動床」。在進料點以上的位置越尚，廣品純度就越尚，而副廣品卻是在相反方向富集。t旲擬移動床的生產能力和分離效率比固定吸附床高，又可避免移動床吸附劑磨損、碎片或粉塵堵塞設備或管道以及固體顆粒縫間的溝流。
[0003]當流體流經含有固體粒子床層的模擬移動床、固定床這種分離或反應設備時，需要在設備內部設置一個或多個流體分布設備，將設備中的固體離子分成兩個或多個固體粒子床層。流體分布設備設置在最上部的固體粒子床層之上和兩個固體粒子床層之間，可以使通過該設備內的截面區域的流體流動更均勻，從而提高操作的效率。例如，設置流體分布設備可以降低甚至消除固體粒子床層內的溝流、短路和流動死區，從而減少溫差以及流體濃度的變化。
[0004]CN102451647A公開了一種流體收集、混合、分布設備，沿容器的主軸方向從上到下通常包括以下部件:上表面支撐部件，流體收集部件，流體整流部件，下表面流體分布部件。流體收集部件位於上表面支撐部件下方，各部件以合理的間隔依次排布。該設備獨特的流體整流部件使通過設備的流體獲得更均勻的流動，能夠更充分的混合和更小的流動波動幹擾。另外該設備具有多種外部形狀，能適應各種規模和安裝要求的容器的使用需要。本實用新型是對CN102451647A的一種改進，主要採用一組導流筒結構的特殊設計，在設備空間內強化流體間的混合，使流體混合更均勻。
[0005]CN201592090U公開了一種液體收集混合分配裝置。該設備的特點是內部設置若干用於強化流體混合的迷宮構件。相比於CN201592090U採用的迷宮結構，本實用新型採用的導流筒結構更簡單，流體流經設備產生的壓降更低，設備內的反混更小。
[0006]CN101056684A公開了一種用於流體-固體接觸容器中的固體粒子床之間的混合器-分布器-收集器設備。該設備包括用於保持固體粒子的上部床層，並且容許流體向下流經所述混合器-分布器-收集器設備的上邊界；位於上邊界之下並與該上邊界間隔開的流體分布器；上述兩者之間並且和兩者分別隔開的流體偏轉板；貫穿偏轉板的至少一個通道；還包括選自穿孔板、絲網、柵格、多孔固體、蜂窩狀物體及其組合的流量控制器；其中所述的最下部的流量控制器上的開孔面積大於其上的流體分布器的開孔面積。該設備還可以選擇性的包括一個與管道連接的混合箱，外部流體的引入或從容器中抽出流體都通過該混合箱進行。該設備對容器內的流體有良好的分配效果，但是流體在設備中的流動路徑較長，存在比較明顯的流動死區，局部會產生高速射流，增加流體通過設備時的壓降。並且在進行流體的導入或抽出的操作切換時，必須對管道進行衝洗。本實用新型是對CN101056684A的一種改進，主要採用一組導流筒結構的特殊設計，在設備空間內強化流體間的混合，使流體混合更均勻。
[0007]CN1123372C公開了一種流體分配-收集系統，該設備包括用於混合、分配或抽出流體的若干分配盤和若干板條。該系統具有兩個腔室，其功能類似於前文提到的混合箱，其中一個腔室進行外部流體的引入，另一個腔室進行容器內流體的抽出。在操作過程中，進行流體的導入或抽出的操作切換時，無須對管道進行衝洗。該設備能提供有比較好的流體分配效果，但是內部結構複雜，增加流體通過設備時的壓降。而且腔室數量的增加導致管道數量的增加，減小了容器內的有效體積。該設備外形結構比較單一，適合用於規模較大的容器，對於較小的容器，安裝該設備比較困難。相比於CN1123372C中設置兩個獨立的腔室完成流體的導入和抽出，本實用新型採用一根單獨的管路兼顧流體的導入和抽出，結構更簡單；而且獨特的導流筒結構能強化設備中流體的混合，使流體混合更均勻。
[0008]綜上所述，目前使用的流體分布設備還存在以下問題需要改進:(I)流體在設備中的流動路徑較長，容易形成流動死區。(2)流體在設備內存在比較大的濃度梯度，流體混合不充分。(3)設備內部結構複雜，導致流體流經設備時的壓降較大，且具有較大的反混。
實用新型內容
[0009]本實用新型要解決的技術問題是在現有技術的基礎上，對現有的設備進行改進，提供一種結構簡單，能提高流體流動均勻性，使流體充分混合，降低流體流經設備時的壓降的流體分布設備。
[0010]本實用新型提供的流體分布設備這樣實現的:在容器中位於垂直於軸線的兩個固體粒子床層之間、頂部床層上部或底部床層下部，包括:
[0011]用於支撐上部固體粒子床，並且允許流體通過的上表面支撐部件5 ;
[0012]水平延伸穿過所述容器的截面區域並位於上表面支撐部件5之下，並與所述的上表面支撐部件5間隔開的流體收集板7 ;
[0013]位於所述流體收集板7上的至少一組導流筒9，所述導流筒9提供上表面支撐部件5與流體收集板7之下空間的流體通路；
[0014]位於流體收集板7和上表面支撐部件之間的流體導入或抽出管8 ;
[0015]位於流體收集板7之下，水平延伸穿過所述容器的截面區域的流體分布板10 ;
[0016]和位於流體分布板10下方，並且與流體分布板10間隔開的下表面流體分布部件
6ο
[0017]與現有流體分布設備相比，本實用新型具有如下優點:
[0018]本實用新型提供的流體分布設備具有獨特的導流筒9，既能有效的延長流體的混合路徑，強化流體間的混合，使進入設備下部空間的流體的濃度分布更均勻。本實用新型提供的流體分布設備可根據設備的尺寸調節導流筒9的數量，滿足不同規模設備的流體分布需要，縮短流體在設備中的流動路徑，減少流動死區。本實用新型提供的流體分布設備，具有結構簡單，流體通過時壓降較小的特點，使通過設備的流體獲得更均勻的流動，更充分的混合和更小的流動波動幹擾，而且能適應各種規模的容器的流體分配要求。

【附圖說明】

[0019]圖1為本實用新型提供的流體分布設備的剖面示意圖；
[0020]圖2為上表面支撐部件結構示意圖；
[0021]圖3為流體收集板的結構示意圖；
[0022]圖4A為導流筒的剖面側視示意圖；
[0023]圖4B為導流筒的俯視示意圖；
[0024]圖5為流體分布板的結構示意圖；
[0025]圖6為流體導入或抽出管的結構示意圖；
[0026]圖7A為流體收集板區段一種劃分方式的示意圖；
[0027]圖7B為流體收集板區段另一種劃分方式的示意圖；
[0028]圖8A為沿圖7A中A-A標記的剖面線截取的本實用新型的剖面側視示意圖；
[0029]圖8B為沿圖7B中B-B標記的剖面線截取的本實用新型的剖面側視示意圖。

【具體實施方式】
[0030]本實用新型提供的流體分布設備可用於任何流體與固體粒子接觸的過程，流體和固體粒子接觸的容器中可單獨使用一個內構件，也可以同時使用多個內構件。流體在容器內沿主軸向下流經通過各個分隔的粒子床。構成粒子床的材料包括吸附劑、樹脂、催化劑以及惰性材料，但並不因此而受到限制。流經粒子床的流體可以是蒸汽、液體或超臨界流體，且流體可以是純物質，也可以是多種化合物或多種流體的混合物，只要這些混合物必須基本上是一個相。石油化工行業中有許多這種流體與固體粒子接觸的過程，例如各種反應及分離過程。本實用新型提供的設備優先推薦使用於吸附分離過程。
[0031]本實用新型提供的流體分布設備可以安裝於諸如模擬移動床這類含有固體粒子的容器的中部，使粒子床層間相互分隔，對流體起到收集、混合和分配的作用，也可以放在容器的頂部起流體的初始分配作用，或者放在容器的底部起最終收集作用。
[0032]本實用新型提供的流體分布設備，在一個含有固體粒子的容器的圓形截面上，根據容器的規模和安裝要求，可以有幾種形狀和結構。
[0033]本實用新型提供的流體分布設備在容器中位於垂直於軸線的兩個固體粒子床層之間、頂部床層上部或底部床層下部，所述設備包括:
[0034]用於支撐上部固體粒子床，並且允許流體通過的上表面支撐部件5 ;
[0035]水平延伸穿過所述容器的截面區域並位於上表面支撐部件5之下，並與所述的上表面支撐部件5間隔開的表面基本無孔的流體收集板7 ;
[0036]位於所述流體收集板7之上的至少一組導流筒9，所述導流筒9提供上表面支撐部件5與流體收集板7之下空間的流體通路；
[0037]位於流體收集板7上方的流體導入或抽出管8 ；
[0038]位於流體收集板7之下的流體流體分布板10 ；
[0039]和位於流體分布板10下方，並且與流體分布板間隔開的下表面流體分布部件6。
[0040]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的上表面支撐部件5由兩部分構成，上部分為為開有小孔或條縫的成型金屬絲網或其它多孔材料，用以阻擋固體顆粒進入設備；為了加強上遊床層的支撐，下部設置一組支撐條。
[0041]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的下表面流體分布部件6 —般為開有小孔或條縫的成型金屬絲網或其它多孔材料，對設備內流入下遊床層的流體進行分布，同時阻擋下遊床層的固體顆粒進入設備；優選地，在其上方增加支撐條。
[0042]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的流體收集板7由上部基本無孔的板構成，優選在其下部的設置導流板18，用以收集混合後的流體。在流體收集板7上一般包括至少一組導流筒9，連通流體收集板7上下兩部分空間。導流筒9為一組或多組具有一定高度的圓筒、橢圓筒、方筒或其他具有流道的結構，其高度在0.1?20_範圍內。導流筒9之間可以等距離排列，也可以按一定規則不等距離排列；導流筒9的當量直徑可以相等，也可以不相等；導流筒9總的截面積之和與設備截面積之比為1: (3?90)。每個導流筒9側壁一般不開孔，也可以開有條縫或小孔；優選地，導流筒9側壁開有條縫或小孔，開孔面積與導流筒截面積之比為1: (2?90)。所述的導流筒9的頂部為開放的，或者用開有小孔或條縫的平板封閉；優選地，所述的導流筒9的頂部用開有小孔或條縫的平板封閉，所述的平板上開孔面積與導流筒(9)截面積之比為1: (I?90)。
[0043]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的流體導入或抽出管8提供設備外流體導入設備或設備內流體抽出設備的通路。根據設備的規模，流體導入或抽出管8可以是多個，也可以不設置。優選地，流體導入或抽出管8上開有小孔或條縫，其總開孔面積與設備截面積之比為1: (5?100)，小孔孔徑或條縫寬度為1.5?10mm，小孔或條縫的間距為5?30mmo
[0044]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的上表面流體支撐部件5、流體收集板7和導流筒9共同限定的空間，提供設備收集的上遊床層的流體與設備外導入的流體混合的區域。
[0045]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的流體分布板10為一貫穿設備截面的開孔的平板，或者是具有一定孔隙率的多孔材料。優選地，所述的流體分布板10為開有孔或條縫的平板，流體分布板10上的總開孔面積與設備截面積之比為1: (4?30)。
[0046]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的下表面流體分布部件(6)和其上的流體收集板(7)之間的距離為H，下表面流體分布部件網孔或間距為Me，即Me為主平面內的臨近開口之間的平均中心線距離；H/Me的值為2?100。
[0047]下面結合附圖詳細的描述本實用新型和具體的實施方式。但本實用新型並不僅限於提及的這幾種實施方式。附圖都是簡化的示意圖且未按比例畫出。
[0048]實施例1
[0049]圖1為本實用新型提供的流體分布設備的典型結構，設備I的主軸14基本上垂直於水平方向，沿主軸14方向從上到下，本實用新型提供的流體分布設備包括以下部件:用於支撐上部固體粒子床，並且允許流體通過的上表面支撐部件5 ;水平延伸穿過所述容器的截面區域並位於上表面支撐部件5之下，並與所述的上表面支撐部件5間隔開的流體收集板7 ;位於上表面支撐部件5和流體收集板7之間的流體導入或抽出管8，所述的流體導入或抽出管8上一般開有孔或條縫，根據容器I的規模，可以是多個或不設置；貫穿所述流體收集板7的至少一組導流筒9，所述導流筒9提供流體收集板7上下兩部分空間的流體通路；位於流體收集板7之下的貫穿整個設備截面的流體分布板10，流體分布板為具有一定開孔率的平板或多孔材料；和位於流體分布板10下方，並且與流體收分布板10間隔開的下表面流體分布部件6。下表面流體分布部件6位於上表面支撐部件5之下，且與該上表面支撐部件5共同限定出本實用新型所提供的流體混合分布設備的內部空間V。基本上無孔的流體收集板7位於設備空間V內，並將該空間分為上下兩部分，位於流體收集板7下方的流體分布板10進一步將設備的下部空間分為上下兩部分，即上表面支撐部件5和流體收集板7之間的空間11，流體收集板7和流體分布板10之間的空間12與流體分布10和下表面流體分布部件6之間的空間13。上表面支撐部件5、流體收集板7、流體導入或抽出管8、流體分布板10和下表面流體分布部件6以合理的間隔彼此基本上平行，且基本上垂直於該容器的豎直主軸虛線14。
[0050]上表面支撐部件5的功能是支撐流體混合分布設備上遊的粒子床，阻擋設備上方的固體粒子進入設備之內，而又允許流體流入設備。該部件通常由上下兩部分組成，也可以由多個部分組合組成。附圖2為上表面支撐部件5 —種實施方式的結構示意圖，該部件的上部分採用稱為「成型金屬絲篩網」的特殊類型的柵格，但是不局限於這種結構，可以由諸如各種絲網、柵格、多孔篩板、蜂窩狀物質等單獨或組合構成。該部件的下部分可以設置由一系列橫縱交錯的支撐條組成支撐結構，該支撐結構也可以由開孔的成型支撐板構成，還可以是多個支撐部件的組合。
[0051]如附圖1所示，流體收集板7含有一組導流筒9，導流筒9提供流體收集板7之上的空間11與流體收集板7之下的空間12之間的流體通路。所述的空間11為上表面支撐部件5與流體收集板7之間的空間，所述的空間12為流體收集板7與流體分布板10之間的空間。流體收集板7通常由無孔的平板、斜板或階梯狀板水平延伸封閉整個設備截面。附圖3為流體收集板7的一種實施方式的結構示意圖，如圖3所示，流體收集板7通常可以包括引導流體設備遠端流動的導流板18。導流板18 —般在流體收集板7的下方，由一系列基本上垂直於腔室的板條或圓柱構成，板條可以是直的，也可以是彎曲的，圖3中虛線所示為導流板18在流體收集板8下方的一種排布方式。如圖3所示，流體收集板上包含兩組導流筒9。流體收集板7的功能是收集上遊床層流入設備的流體，使之與流體導入或抽出管8導入的流體接觸，經過導流筒9強化混合作用後，導入設備空間12 ;或者是將收集的上遊床層的流體的一部分通過流體導入或抽出管15抽出設備，另一部分在導流筒9的作用下充分混合，消除上遊床層因壁效應等因素引起的流體間濃度差異，然後導入設備空間12。設備上方粒子床的容器截面積與導流筒9的總截面積之和之比在(3-90):1的範圍內。如圖4A和4B所示，設備中可以使用一組或多組導流筒9。如圖4A所示，導流筒9設置在流體收集板7上，導流筒9 一般具有一定的高度，其高度一般在0.1?20mm範圍內，其橫截面的形狀通常為圓形、橢圓形、矩形或其他形狀。為了增加流體的通量，降低流體流經設備時產生的壓降，導流筒9的側壁不開孔，或者在導流筒9側壁上開孔或條縫，開孔面積與導流筒截面積之比為1: (2?90)。導流筒9頂部為開放的，或者用開有小孔或條縫的平板封閉，優選採用開遊小孔或條縫的平板封閉，所述的小孔或條縫的開孔面積與導流筒(9)截面積之比為1: (I?90)。如圖4B所示，導流筒9 一般按一定規則排列在流體導入或抽出管8兩側，導流筒9之間的間距可以是相等的，也可以是按一定規則不等距排布。導流筒9的橫截面的當量直徑可以是相同的，也可以不同。
[0052]下表面流體分布部件6與上表面支撐部件5的上部分結構類似，是用於改進和/或維持流體速度均勻分布的裝置，可由諸如多孔篩板、成型金屬絲網、柵格、蜂窩狀物質、波紋板及其組合構成，其表面的開孔率可與上表面支撐部件5的上部分的開孔率相同或不同。實施例中採用稱為「成型金屬絲篩網」的特殊類型的柵格作為下表面流體分布部件，但是不局限於這種結構。該部件可選擇在上方連接一系列橫縱交錯的支撐條或開孔的成型支撐板，用於阻止下遊床層粒子的衝擊。支撐條在流體流動方向彼此連通，對流體有引流和分配作用。下表面流體分布部件6與流體收集板7之間的距離H為網孔或間距M的函數。網孔M是指部件主平面內的臨近開口之間的平均中心線距離。下表面流體分布部件6和流體收集板7之間的距離H由比率!1//來限定。其中Me為下表面流體分布部件6的網孔或間距，且H/Me至少為2。優選的方案是比率H/Me的值為2?100。在某些過程中，有效距離H為3?30mm，但是不限定於這個數值。
[0053]本實用新型提供的流體分布設備中，所述的流體分布板10用以將通過導流筒9流入設備空間12的流體均勻的進行分布到空間13。所述空間12為流體收集板7與流體分布板10之間的空間，所述空間13為流體分布板10與下表面流體分布部件6之間的空間。圖5為流體分布板10的一種實施結構示意圖，如圖5所示，流體收集板10為一具有一定開孔率的部件，本實施結構中為具有相同孔徑的成型金屬篩網，但是不局限於這種結構，也可以是多孔板、燒結金屬板等一種或幾種的組合。本實施例中，流體收集板10具有相同的孔徑和均勻的孔間距，根據實際情況，可以在流體收集板10上設置不同孔徑的孔或縫，孔或縫的間接可以是不相等的。
[0054]本實用新型提供的流體分布設備中，還可以包括流體導入或抽出管8，圖6為流體導入或抽出管8的結構示意圖，描述了一種流體導入或抽出管的可選的實施結構，但是不局限於這種結構。圖6中的流體導入或抽出管8設置在流體收集板7的上方，底部與流體收集板7緊貼，功能是將容器外流體導入設備，例如解吸劑，通過流體導入或抽出管8上的開孔或條縫15，均勻的分布到本實用新型提供的流體混合分布設備中，使之在空間11內在導流筒9的作用下與流體收集板7收集的流體充分混合；或者是將通過流體收集板7收集的容器內的流體的一部分通過流體導入或抽出管8抽出到容器外。流體導入或抽出管8是一個或多個開有小孔或條縫的方管或圓管，使得流體導入或抽出管8內的流體與設備內的流體連通。這些小孔的排布可以是等間距排布，也可以按照一定比例不等間距排列。流體導入或抽出管上的總開孔面積優選與導流筒總截面積之和的比為1: (5?100)。
[0055]本實用新型提供的流體分布設備的工作過程為:流體通過設備上遊粒子床2，經過上表面支撐部件5進入設備上部空間11，被流體收集板7阻擋，流體流動方向改變，匯集到導流筒9附近，溢流過導流筒的外壁，進入導流筒9內部。在此過程中，流體進行充分混合，消除流體間存在的濃度梯度。混合後的流體通過導流筒9底部進入設備空間12，在流體分布板10的作用下，均勻的流入設備空間13。如果此時有設備外流體通過流體導入或抽出管8進入設備，則流體通過流體導入或抽出管8上的小孔15進入設備空間11，並在空間11內與流體收集板7收集的上遊床層進入設備的流體混合。混合後的流體溢流通過導流筒9進入設備空間12。流體在設備空間12中，通過流體分布板10的整流和分配，均勻的進入設備空間13，最後通過下表面流體分布部件6的最終分配，均勻的進入下遊粒子床。如果此時將設備內的流體通過流體導入或抽出管8抽出到容器外，則由流體收集板7收集的流體，經過導流筒9強化混合，消除流體間存在的濃度差異後，一部分會從流體導入或抽出管8上的小孔15進入流體導入或抽出管8，然後抽出到容器外。剩餘流體通過導流筒9底部流入設備空間12，通過流體分布板10的整流和分配，進入設備空間13，並最終通過下表面流體分布部件6的最終分配進入下遊粒子床層。
[0056]實施例2
[0057]本實用新型所提供的流體分布設備可應用於不同規模和外部形狀的容器中。能適應各種規模和安裝要求的容器的使用需要，對於中小型容器，例如實驗室規模的裝置可以將該設備整體置於容器之內。
[0058]對於大型容器，例如工業規模的容器中，該設備通常根據該容器外殼的入孔或埠的尺寸分成若干區段，每一區段均包含該設備的所有部件。對於不同規模的工業容器，區段劃分的方法有所不同，附圖7A是針對規模較小的工業容器的一種區段劃分方式。如圖7A所示，是一個具有垂直軸線14和外殼22的圓柱形容器的圓形截面。肋板21用以限定鄰近區段之間的側邊界。在兩個中間區段以及上弦區段中，導流筒9為流體收集板7上的沿流體導入或抽出管8兩側排列的，兩組橫截面為圓形的，具有一定高度的圓管。圖7A的下弦區段中，由於流體導入或抽出管8為一根邊緣緊貼區段的弧形邊的可彎曲導管，導流筒9為一組沿流體導入或抽出管8的弧形排列的，橫截面為橢圓形的，具有一定高度的異形管。
[0059]圖8A對應於圖7A中所標記的剖面線，用以說明本實施例的附加細節。
[0060]圖8A所示的實施例中，上表面支撐部件5的上部分採用多孔板與金屬絲篩網的組合部件，也可以是成型金屬絲篩網或替他多孔物質。下部分由縱支撐梁19和基本上與橫支撐梁20以一定的間距組合構成。每一區段都具有各自的肋板21，從而使相鄰的區段如圖8A所示沿相鄰肋板外表面連接。相鄰區段間也可以使用同一個肋板21連接，肋板橫斷面可以是矩形，也可以是T形。圖8A中，上表面支撐部件5下方，設置流體收集板7。流體收集板7上包含兩組導流筒9，導流筒9為側壁不開孔或條縫的中空管，使流體收集板7上的空間11與其下的空間12相連通。流體收集板7為水平延伸整個設備截面的基本無孔的平板，也可以是斜板或階梯形板。如果流體收集板7不是平板，則靠近導流筒9處應該最薄，且沿遠離導流筒9的方向逐漸變厚。流體收集板7基本上封閉容器設備截面並包括導流板18，也可以不包含導流板18或包含諸如柵格等其他結構。圖8A中還包括流體導入或抽出管8。每個區段可具有其一個或多個流體導入或抽出管8，提供該設備的空間V與容器之外的其他設備之間的流體連通。圖8A中，流體導入或抽出管8位於流體收集板7上方，其底部與流體收集板7頂部緊貼。流體導入或抽出管8可以是截面為圓形、矩形或其他形狀的導管。流體導入或抽出管8至少應具有一個條縫或開孔以使流體分布設備空間V內的流體與容器外設備連通。流體分布板10為表面開有小孔、條縫或具有其他貫穿通道的水平延伸整個設備截面的平板。流體分布板上總開孔面積與設備截面積之比在1:(5?100)範圍內。設備的最底端是下表面流體分布部件6，與上表面支撐部件5結構類似。流體分布部件6與流體分布板10間隔開。
[0061]實施例3
[0062]圖7B描繪了本流體分布設備在圓柱形容器中的另一種可能的區段實施方式，該實施例一般用於規模較大的工業容器中。一根承重管(中心管)24沿容器的主軸13同心設置於容器的中心。在容器的一個截面上，將該截面按一定角度劃分為與中心管同心的若干扇形區段；也可以如圖7B所示，設置與中心管同心的流通面積相等的兩層區段，靠近中心管的內圈區段和遠離中心管的外圍一圈區段，但不僅限於兩層。區段間以肋板21限定。在圖7B中，每一區段的流體收集板7上均包含兩組沿流體導入或抽出管8兩側排列的具有一定高度的導流筒9。導流筒9的橫截面可以是圓形，也可以如圖7B所示為矩形或其他形狀。導流筒9側壁開有小孔或條縫，開孔面積與導流筒截面積之比為1:20，其頂部也有開有小孔或條縫的平板封閉，開孔面積與導流筒截面積之比為1:10。每組導流筒9的當量直徑從中間向兩側逐步減小。單層扇形區段中，導流筒9中心線距離區段兩端的距離比通常介於1.1至3.5的範圍內。對於圖7B中所示的兩層區段，靠近中心管的區段中導流筒9的中心線距離區段兩段的距離比通常介於1.1至3.0的範圍內，遠離中心管的外圍一圈區段中，導流筒9的中心線距離區段兩端的距離比通常介於1.2至1.6的範圍內。在圖7B中，單層扇形區段和兩層區段中的流體導入或抽出管8和兩組導流筒9的方向基本是垂直於容器截面徑向的，但是也可以如圖7B中所示，沿截面徑向設置。
[0063]圖8B對應於圖7B中所標記的剖面線，用以說明本實施例的附加細節。
[0064]圖SB中的中心管兩側各有一個區段，分別由區段肋板21、上表面支撐部件5及下表面流體分布部件6所限定的區段僅通過底部的支撐圈17安裝於容器外殼22和中心管3上。如圖9B所示，上表面支撐部件5的上部分是成型金屬絲篩網，但不局限於這種結構。下表面流體分布部件6由與上表面支撐部件5的上部分通常採用相同的材料製成。在其它應用中，這些部件可以由不同構型的材料構成。例如，一個為成型金屬絲篩網，另一個為多孔板。床內粒子的平均粒徑應為成型金屬絲之間平均間距的至少兩倍。下表面流體分布部件6也可以如圖9B中心管右側所示，可選的包含一組支撐梁。如圖SB中心管左側所示，容器外殼22的內表面是可見的。同時，流體收集板7以梯形斜坡的形式逐漸變薄，並且其最薄的部分最靠近導流筒9，流體收集板7上包含兩組導流筒9，導流筒9以一定的規則排布在流體導入或抽出管8兩側。導流筒9側壁不開孔，其頂部由開有小孔或條縫的平板封閉，開孔面積與導流筒9截面積之比為1:3。每個導流筒9的當量直徑均相等。流體收集板7的逐漸變薄也可以如圖8B中心管右側所示，成階梯狀。導流筒9的高度可以如圖SB中心管左側區段所示，高出流體收集板7 —定高度；也可以如圖SB中心管右側區段所示，與流體收集板7等高，且貫穿流體收集板7。如圖SB中心管左側所示，流體收集板7下方可設置一組導流板18，用以支撐流體收集板8，並使進入空間21的流體向設備兩端流動；也可以如圖SB中心管右側區段所示，不設導流板18。流體導入或抽出管8可以如圖9B中心管左側所示，是截面為距形的導管，也可以是如圖SB中心管右側所示是截面為圓形的導管。流體導入或抽出管8通過側面開有小孔或條縫15與設備的空間連通，小孔或條縫15的設置應避開導流筒9的外壁。流體分布板10位於流體收集板7下方，可以如圖SB中心管左側所示，為一具有一定開孔率的水平延伸整個設備截面的平板；也可如圖8B中心管右側所示，為兩塊具有一定開孔率的平板，兩塊板的開孔率和與流體收集板7的間距可以相同或不同。從導流筒9底部流出的流體經過流體分布板10的分配後，均勻的進入設備空間12。設備底部可如圖SB中心管左側所示，與下遊床層間隔一定的距離，也可以如圖9B中心管右側所示，與下遊床層接觸。設備的下表面流體分布部件6與下遊床層的粒子上表面的間距通常為2-20mm。
【權利要求】
1.一種流體分布設備，設置在容器中位於垂直於軸線的兩個固體粒子床層之間、頂部床層上部或底部床層下部，其特徵在於，所述流體分布設備包括: 用於支撐上部固體粒子床，並且允許流體通過的上表面支撐部件(5); 水平延伸穿過所述容器的截面區域並位於上表面支撐部件(5)之下，並與所述的上表面支撐部件(5)間隔開的表面基本無孔的流體收集板(7); 位於所述流體收集板(7)之上的至少一組導流筒(9)，所述導流筒(9)提供上表面支撐部件(5)與流體收集板(7)之下空間的流體通路； 位於流體收集板(7)上方的流體導入或抽出管(8); 位於流體收集板(7)之下的流體分布板(10)； 和位於流體分布板(10)下方，並且與流體分布板間隔開的下表面流體分布部件(6)。2.按照權利要求1的流體分布設備，其特徵在於，所述的上表面支撐部件(5)由兩部分構成，上部分為開有小孔或條縫的成型金屬絲網或多孔材料，下部分為一組支撐條。3.按照權利要求1的流體分布設備，其特徵在於，所述的下表面流體分布部件(6)為開有小孔或條縫的成型金屬絲網或多孔材料；在其上方增加或不增加支撐條。4.按照權利要求1的流體分布設備，其特徵在於，所述的流體收集板(7)由上部基本無孔的板構成，在其下部設置或不設置導流板(18)。5.按照權利要求1的流體分布設備，其特徵在於，所述的導流筒(9)為圓筒、橢圓筒或方筒，其高度為0.1?20mm，導流筒(9)總的截面積之和與設備截面積之比為1: (3?90)。6.按照權利要求1或5的流體分布設備，其特徵在於，所述的導流筒(9)側面開有條縫或小孔，開孔面積與導流筒截面積之比為1: (2?90)。7.按照權利要求6的流體分布設備，其特徵在於，所述的導流筒(9)頂部用開有小孔或條縫的平板封閉，小孔或條縫的開孔面積與導流筒(9)的截面積之比為1: (I?90)。8.按照權利要求1的流體分布設備，其特徵在於，所述的流體導入或抽出管(8)上開有小孔或條縫，其總開孔面積與設備截面積之比為1:(5?100)，小孔孔徑或條縫寬度為1.5?10mm，小孔或條縫的間距為5?30mm。9.按照權利要求1的流體分布設備，其特徵在於，所述的流體分布板(10)為貫穿設備截面的開孔的平板或多孔材料板，流體分布板(10)上的總開孔面積與設備截面積之比為1: (4 ?30) O10.按照權利要求1的流體分布設備，其特徵在於，所述的下表面流體分布部件(6)和其上的流體收集板(7)之間的距離為H，下表面流體分布部件網孔或間距為Me，即Me為主平面內的臨近開口之間的平均中心線距離；H/Me的值為2?100。
【文檔編號】B01J8-02GK204294209SQ201420492262
【發明者】朱振興, 毛俊義, 張佔柱, 王少兵, 王璐璐, 侯栓弟 [申請人]中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院