专利名称：一种液体收集混合分配装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油化工领域，特别是涉及一种布置在反应器或塔内两个固体颗 粒床层之间的液体收集混合分配装置。
背景技术：
石油化工行业内有多种固定床反应器或塔，催化剂固体颗粒处于密实装填状态， 催化剂颗粒床层之间需要补充新的液体，新补充的液体(即液体B)需要与从上颗粒床层来 的液体(即液体A)充分混合并分配到整个反应器或塔的横截面。本实用新型正是用于将 液体A与液体B充分混合均勻并分配到整个反应器或塔横截面上的内部构件。中国专利CNl 131394A所述的结构停留时间短，流道过于简单，不利于液体的充分 混合。本实用新型是对CN1131394A的改进，主要采用在混合室增加迷宫结构的特殊设计， 在有效的空间内大幅延长液体混合接触时间，促进混合均勻。美国专利US6183702B1公布的流体分配装置含有一种迷宫结构，其迷宫结构的核 心为2到6块弧形、首尾部分重叠的挡板结构，该结构引导流体旋转、切向进入中心的泡帽 混合区，延长了流体的接触混合时间。该结构与本实用新型成对设置绕流板、引导液体分为 对称的两股在绕流板的开口处对流碰撞、强化混合效果有实质上的不同。另外，美国专利 US6183702B1公布的结构只有一个迷宫结构，与本实用新型的多个迷宫结构沿混合室长度 方向排列有实质上的不同。
实用新型内容本实用新型的目的在于对现有技术的改进，通过采用在混合室增加迷宫结构的特 殊设计，能在有效的空间内大幅延长液体混合接触时间，促进混合均勻。本实用新型的液体收集混合分配装置是这样实现的本实用新型的的液体收集混合分配装置布置在两个固体颗粒床层之间，包括上格 栅板1、液体A收集室2、一组液体A通孔3、隔板4、分配室5、下格栅板6、液体B缓冲室9、 一组液体B通孔10、一组迷宫结构11、混合室12、一组混合液通孔14、防冲板17，其特征在 于所述的一组迷宫结构11在混合室12内沿长度方向排列，迷宫结构11由上盖板13 和1 5对绕流板15组成。在实施中，所述的绕流板15为弧形，每对绕流板15组成为有两个对称开口的圆形，开口部分 占圆形的15-40%。所述的绕流板15成对设置，绕流板15的底部与隔板连接，绕流板15的顶部由上
盖板13覆盖。所述的每个迷宫结构11的1 5对绕流板15形成1 5个同心圆，混合液通孔 14位于圆心；[0013]所述迷宫结构11与混合液通孔14数目相同，每个迷宫结构11覆盖在一个混合液 通孔14上方，且混合液通孔14位于对应迷宫结构11的中心；所述混合液通孔14下方设防冲板17，防冲板17是与每一个混合液通孔14 一一对 应的结构，或者是一个对应全部混合液通孔14的长条结构。在具体实施中所述的隔板4将所述的液体收集混合分配装置分隔为两层结构，上层是液体A收集室2、液体B缓冲室9和位于二者之间的混合室12，下层为分配室5 ；所述的液体B缓冲室9的上方中心为依次穿过上格栅板1和上颗粒床层8侧壁的 液体B输送管16，下方依次为分配室5、下格栅板6 ；所述的液体A收集室2的上方依次为上格栅板1和上颗粒床层8，下方依次为分配 室5、下格栅板6 ；所述的一组液体A通孔3为一排或者两排；所述的一组液体B通孔10为一排或者两排；所述的一组迷宫结构11为一排或者两排，所述的每一个迷宫结构对应一个混合 液通孔14 ；所述的混合室12与液体A收集室2的数目相同，同为2个或者1个，每个混合室 12内有一排迷宫结构11 ；所述的液体B缓冲室9数目为1个；所述的上格栅板1和下格栅板6采用焊接条形筛网结构，构成焊接条形筛网的相 邻金属丝间距小于固体颗粒的最小通径；所述的液体A通孔3和液体B通孔10为平行排列的圆形或者长条矩形或者椭圆 形孔道；所述的液体A通孔3和液体B通孔10沿长度方向分别交错布置于混合室12两侧 的隔板上。本实用新型的详细内容包括1)本实用新型的关键为混合室12内的迷宫结构11。多个迷宫结构11沿混合室 12长度方向排列，每个迷宫结构11由上盖板13、1到5对绕流板15组成，如附图2和3。绕 流板15为弧形，每对绕流板组成一个开口的圆形，开口部分占圆形的15-40%。每个绕流 板15的开口部分与相邻层绕流板15的中间部分相对。绕流板15成对设置，绕流板15的 底部与隔板连接，绕流板15的顶部由上盖板13覆盖。通常设置两对绕流板15，液体首先从 第一层绕流板15对称布置的两个开口处进入外层流道，绕过第二层绕流板15后从第二层 绕流板15的对称布置的两个开口处进入中心，进而从中心的混合液通孔14进入分配室5， 混合液通孔14连通混合室12和分配室5。上盖板13覆盖在绕流板15上方，避免液体直接 从混合液通孔14流出。绕流板15的层数可以根据液体混合特性进行调整，最少一层，通常设置2层或3 层，最多5层。迷宫结构11的绕流板15成对设置，引导液体分为对称的两股在绕流板15 的开口处对流碰撞，强化混合效果。同时迷宫结构11大幅延长液体混合接触时间，促进液 体混合均勻。2)迷宫结构11与混合液通孔14数目相同，每个迷宫结构11覆盖在一个混合液通孔14上方，且混合液通孔14位于对应迷宫结构11的中心。每个迷宫结构11的1到5对 绕流板15形成1到5个同心圆，混合液通孔14位于圆心。 中国专利CNl 131394A所述的结构停留时间短，流道过于简单，不利于液体的充分
混合ο美国专利US6183702B1公布的流体分配装置含有一种迷宫结构，其迷宫结构的核 心为2到6块弧形、首尾部分重叠的挡板结构，该结构引导流体旋转、切向进入中心的泡 帽混合区，延长了流体的接触混合时间。该结构与本实用新型成对设置绕流板15、引导液 体分为对称的两股在绕流板15的开口处对流碰撞、强化混合效果不同。另外，美国专利 US6183702B1公布的结构只有一个迷宫结构，与本实用新型的多个迷宫结构11沿混合室12 长度方向排列不同。3)混合室12位于液体A收集室2和液体B缓冲室9之间，共同被隔板4区隔在上 层空间，隔板下方为分配室5。充分利用空间，减少对反应器或塔内空间的占用，降低设备投 资。液体A收集室2收集从上颗粒床层8经上格栅板1进入的液体A，进而从液体A通孔3 流入混合室12 ；液体B缓冲室9用于缓冲经输送管16进入的液体B，再经液体B通孔10流 入混合室12。两种液体在混合室12内混合。液体A通孔3和液体B通孔10分别位于混合室两侧的隔板上，是多个平行排列的 圆形或者长条矩形或者椭圆形孔道，两种流通孔在长度方向交错布置。液体A通孔3横截 面积使液体A的流通速度在0. 4米/秒至2. 0米/秒之间，液体B通孔10横截面积使液体 B的流通速度在2. 0米/秒至5. 4米/秒之间。适当提高的液体B流速可以形成液体射流， 提高混合室12内的湍流度，有利于两种液体的混合。实际应用中依据实际液体A和液体B的流量，根据权利要求11对流速的要求设置 两种液体通孔的数量和大小；依据混合液体的流量，根据权利要求10对流速的要求设置混 合液通孔14的数量和大小；4)混合液通孔14下方设防冲板17，防冲板17可以是多个与混合液通孔14 一一 对应的结构，也可以是一个长条结构对应全部混合液通孔14。防冲板17能够避免混合液体 对下格栅板6的冲击，有助于提高混合液体经下格栅板6分配的均勻性。5)混合室12与液体A收集室2数目相同，在空间受限情况下可以只有一个混合室 12与一个液体A收集室2。对于反应器或塔边缘的位置，可以布置的空间有限，这种特殊情 况下可以只有一个混合室12与一个液体A收集室2。如附图5。6)上格栅板1和下格栅板6采用焊接条形筛网结构，构成焊接条形筛网的相邻金 属丝间距小于固体颗粒的最小通径。这样可以保证固体颗粒不会进入液体收集_混合_分 配装置，避免发生固体颗粒堵塞装置通孔的故障。本实用新型的效果在于通过采用在混合室增加迷宫结构的特殊设计，能在有效 的空间内大幅延长液体混合接触时间，促进混合均勻。热态模拟计算结果说明本实用新型 结构的混合效果优于现有技术，能够满足工艺要求。
附图1是本实用新型结构示意图附图2是迷宫结构示意图[0042]附图3是四层绕流板的迷宫结构示意图附图4是多个迷宫结构排列图示意图附图5是单混合室结构示意图附图6是多个本实用新型拼接组装的圆形结构示意图附图7A、附图7B、附图7C是本实用新型三种典型结构示意图
具体实施方式
以下是本实用新型实施例的说明实施例1附图4是典型的本实用新型结构。液体B缓冲室9两侧分别对称设置两个液体A 收集室2和两个混合室12，液体A从每侧的液体A收集室2经液体A通孔3流入混合室12， 每侧都有15个液体A通孔3 ；液体B从液体缓冲室9两侧均勻布置的液体B通孔10流入 混合室12，每侧分别有15个液体B通孔10。每个混合室12对应的两种液体的通孔数目相 同，交错排列，一般液体A通孔3大于液体B通孔10。混合室底部布置9个迷宫结构11，每 个迷宫结构11覆盖一个混合液通孔14。两种液体在混合室12经迷宫结构11充分混合后 从混合液通孔14进入隔板4下方的分配室5，与混合液通孔14对应的位置设置防冲板17。实际应用中依据实际液体A和液体B的流量，根据权利要求11对流速的要求设置 两种液体通孔的数量和大小，两种流通孔的数目可以不同；依据混合液体的流量，根据权利 要求10对流速的要求设置混合液通孔14的数量和大小；实施例2附图5是在受限空间内布置单混合室的本实用新型结构。液体B缓冲室9仅一侧 设置一个液体A收集室2和一个混合室12，液体A从液体A收集室2经液体A通孔3流入 混合室12 ；液体B从液体缓冲室9经液体B通孔10流入混合室12。实施例3在实际工程应用中，通常反应器或塔都是圆柱形，可以采用多个本实用新型结构 拼接组装形成完整的圆形横截面，如附图6。附图6中每个小圆形表示一个液体B输送管 16入口，其周围的小区域为一个本实用新型结构。共有三种典型的结构如第一种结构18、 第二种结构19、第三种结构20，其放大结构见附图7A、附图7B和附图7C。其中第一种结构 18和第二种结构19所示的结构通常为液体B缓冲室9两侧分别对称设置两个液体A收集 室2和两个混合室12 ；第三种结构20所示的结构通常为液体B缓冲室9仅一侧设置一个 液体A收集室2和一个混合室12的结构。具体每种结构的数目根据反应器或塔的直径大 小进行排布选择。
权利要求一种液体收集混合分配装置，所述的装置布置在两个固体颗粒床层之间，包括上格栅板(1)、液体A收集室(2)、一组液体A通孔(3)、隔板(4)、分配室(5)、下格栅板(6)、液体B缓冲室(9)、一组液体B通孔(10)、一组迷宫结构(11)、混合室(12)、一组混合液通孔(14)、防冲板(17)，其特征在于所述的一组迷宫结构(11)在混合室(12)内沿长度方向排列，迷宫结构(11)由上盖板(13)和1～5对绕流板(15)组成。
2.根据权利要求1所述的液体收集混合分配装置，其特征在于 所述的绕流板(15)为弧形，每对绕流板(15)组成为有两个对称开口的圆形，开口部分 占圆形的15-40% ；所述的绕流板(15)成对设置，绕流板(15)的底部与隔板连接，绕流板(15)的顶部由 上盖板(13)覆盖。
3.根据权利要求2所述的液体收集混合分配装置，其特征在于所述的每个迷宫结构(11)的1 5对绕流板(15)形成1 5个同心圆，混合液通孔(14)位于圆心；所述迷宫结构(11)与混合液通孔(14)数目相同，每个迷宫结构(11)覆盖在一个混合 液通孔(14)上方，且混合液通孔(14)位于对应迷宫结构(11)的中心；所述混合液通孔(14)下方设防冲板(17)，防冲板(17)是与每一个混合液通孔(14) 一一对应的结构，或者是一个对应全部混合液通孔(14)的长条结构。
4.根据权利要求1所述的液体收集混合分配装置，其特征在于所述的隔板(4)将所述的液体收集混合分配装置分隔为两层结构，上层是液体A收集 室(2)、液体B缓冲室(9)和位于二者之间的混合室(12)，下层为分配室(5)。
5.根据权利要求4所述的液体收集混合分配装置，其特征在于所述的液体B缓冲室(9)的上方中心依次为穿过上格栅板(1)和上颗粒床层(8)侧壁 的液体B输送管(16)，下方依次为分配室(5)、下格栅板(6)；所述的液体A收集室(2)的上方依次为上格栅板(1)和上颗粒床层(8)，下方依次为分 配室(5)、下格栅板(6)。
6.根据权利要求1所述的液体收集混合分配装置，其特征在于 所述的一组液体A通孔(3)为一排或者两排；所述的一组液体B通孔(10)为一排或者两排；所述的一组迷宫结构(11)为一排或者两排，所述的每一个迷宫结构对应一个混合液 通孔(14)。
7.根据权利要求6所述的液体收集混合分配装置，其特征在于所述的混合室(12)与液体A收集室(2)的数目相同，同为2个或者1个，每个混合室 (12)内有一排迷宫结构(11)；所述的液体B缓冲室(9)数目为1个。
8.根据权利要求1所述的液体收集混合分配装置，其特征在于所述的上格栅板(1)和下格栅板(6)采用焊接条形筛网结构，构成焊接条形筛网的相 邻金属丝间距小于固体颗粒的最小通径。
9.根据权利要求1所述的液体收集混合分配装置，其特征在于所述的液体A通孔(3)和液体B通孔(10)为平行排列的圆形或者长条矩形或者椭圆 形孔道；所述的液体A通孔(3)和液体B通孔(10)沿长度方向分别交错布置于混合室(12)两 侧的隔板上。
10.根据权利要求3所述的液体收集混合分配装置，其特征在于 所述的隔板(4)将所述的液体收集混合分配装置分隔为两层结构，上层是液体A收集 室(2)、液体B缓冲室(9)和位于二者之间的混合室(12)，下层为分配室(5)；所述的液体B缓冲室(9)的上方中心为依次穿过上格栅板(1)和上颗粒床层(8)侧壁 的液体B输送管(16)，下方依次为分配室(5)、下格栅板(6)；所述的液体A收集室(2)的上方依次为上格栅板(1)和上颗粒床层(8)，下方依次为分 配室(5)、下格栅板(6)；所述的一组液体A通孔(3)为一排或者两排； 所述的一组液体B通孔(10)为一排或者两排；所述的一组迷宫结构(11)为一排或者两排，所述的每一个迷宫结构对应一个混合液 通孔(14)；所述的混合室(12)与液体A收集室(2)的数目相同，同为2个或者1个，每个混合室 (12)内有一排迷宫结构(11)；所述的液体B缓冲室(9)数目为1个；所述的上格栅板(1)和下格栅板(6)采用焊接条形筛网结构，构成焊接条形筛网的相 邻金属丝间距小于固体颗粒的最小通径；所述的液体A通孔(3)和液体B通孔(10)为平行排列的圆形或者长条矩形或者椭圆 形孔道；所述的液体A通孔(3)和液体B通孔(10)沿长度方向分别交错布置于混合室(12)两 侧的隔板上。
专利摘要本实用新型为一种液体收集混合分配装置，所述的装置布置在两个固体颗粒床层之间，包括上格栅板(1)、液体A收集室(2)、一组液体A通孔(3)、隔板(4)、分配室(5)、下格栅板(6)、液体B缓冲室(9)、一组液体B通孔(10)、一组迷宫结构(11)、混合室(12)、一组混合液通孔(14)、防冲板(17)，所述的一组迷宫结构(11)在混合室(12)内沿长度方向排列，迷宫结构(11)由上盖板(13)和1～5对绕流板(15)组成。本实用新型是对现有技术的改进，通过采用在混合室增加迷宫结构的特殊设计，能在有效的空间内大幅延长液体混合接触时间，促进混合均匀。
文档编号B01J8/04GK201592090SQ201020000158
公开日2010年9月29日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者任建生, 刘永芳, 吴德飞, 孙丽丽, 李啸东, 袁忠勋 申请人:中国石油化工集团公司;中国石化工程建设公司