流体均布器及其均布装置的制作方法

本发明涉及一种流体均布器及其均布装置，特别涉及乙烯裂解炉对流段中使用的脱硝还原剂分布装置及其脱硝还原剂分布管。

背景技术：

乙烯裂解炉中会产生大量的nox与n2o。而nox是形成酸雨、酸雾的主要污染物之一，n2o在大气同温层中会破坏臭氧层。因此，必须对乙烯裂解炉的烟气进行脱硝处理。

现有的乙烯裂解炉脱硝系统，脱硝还原剂由流体导入装置的喷口导入模块，与来自于模块上游含有nox的烟气混合，烟气与还原剂需要经过6到7米距离才可能混合均匀，且脱硝还原剂进入模块的注入口之间距离近，增加了乙烯裂解炉对流段的高度和模块侧墙的开孔数量，导致乙烯裂解炉投资增大，热效率下降。

技术实现要素：

本发明提供一种流体均布器及其均布装置，主要为解决现有乙烯裂解炉脱硝系统中脱硝还原剂与烟气混合距离长以及模块侧墙开孔多等上述问题。本发明也可应用于其他需要流体均布的场合。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种流体均布器，其特征在于：包括多级总管，第一级总管的一端为流体入口，每个上一级总管的下游端垂直连通于下一级总管的中部而呈t形；

最后一级总管沿其长度方向垂直连通有数根支管的中部，各最后一级总管连通的支管的数量与相对位置均相同，每个支管上开设有数个流体出口。

所述的流体均布器，其中：各支管上的流体出口数量与相对位置均相同。

所述的流体均布器，其中：部分区域的支管上的流体出口呈并排设置或呈交错排列。

所述的流体均布器，其中：所述最后一级总管的通道由中心向两端具有锥角，使其横截面积由中心向两端逐渐变大。

所述的流体均布器，其中：各级总管以及支管均为直管形态，或者为呈镜面对称或中心对称的弯管形态。

所述的流体均布器，其中：各级总管以及支管垂直于管长方向的横截面为圆形，或者为多边形。

一种流体均布装置，其特征在于，包括框体以及布置在框体内的前述流体均布器；

框体的上游设有第二流体进口，框体的下游设有混合出口。

所述的流体均布装置，其中：框体内相对于流体均布器的下游位置布置有数排由光管或扩大表面管组成的气体混合单元，所述管排垂直于第二流体流动方向呈并排设置或呈交错排列。

所述的流体均布装置，其中：框体内相对于流体均布器的下游位置布置有数个气体混合单元，每个所述气体混合单元具有4-6个不可旋转的流线型叶片。

所述的流体均布装置，其中：框体内相对于流体均布器的上游设置有导流装置，导流装置与第二流体流动方向具有夹角β，β处于[0°，60°]范围内。

所述的流体均布装置，其中：所述流体均布器的支管上的流体出口位于支管的侧壁，每一个流体出口的中心线与第二流体进口的入流方向呈相对设置并具有夹角γ，γ处于[0°，175°]范围内。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：当流体从第一级总管的流体入口进入，会在第二级总管中均匀分为两路，然后在第三级总管中均匀分为四路，……以及类推，最终均匀地分配到各支管中，由于采用上述总管结构，各支管的长度远远小于框体长度，因此流体在支管的不同流体出口处的流量差别较小，因此所述流体均布器能够将流体相对均匀地排放至框体内的不同位置。同时，采用这种流体分布器，大大减少了第一流体进入框体的流体分布器的总管数量，减少了对框体的耐热墙的破坏，相比于其他流体分布装置，降低了工业炉的热损失，提高了热效率。

附图说明

图1是本发明提供的流体均布装置的正剖结构示意图；

图1a、图1b分别是图1的区域a内圆圈与区域b内圆圈的局部放大图；

图2是流体出口的放大示意图；

图3是本发明提供的流体均布装置的另一角度的剖视结构图。

附图标记说明：框体1；第二流体进口11；混合出口12；支管2；总管3；流体出口4；锥角5；气体混合单元6；区域a；区域b；夹角γ。

具体实施方式

以下将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按真实比例绘制的。

如图1、图3所示，一种流体均布装置，是在框体1(例如工业炉对流段)内设有流体均布器，流体均布器用于将第一流体(例如脱硝还原剂)导入框体1内，框体1内流体均布器的上游有第二流体(例如含有nox的烟气)进入框体1(如图3的第二流体进口11)，框体1内相对于流体均布器的下游位置布置有数个气体混合单元7，第一流体由流体均布器导入框体1内，通过流体均布器的扰动以及气体混合单元7的搅动，与第二流体快速混合(例如发生脱硝还原反应)，然后从框体1下游的混合出口12流出。如此结构，能够缩短混合距离。

所述流体均布器，主要包括多级总管3，第一级总管3的一端为流体入口，另一端伸入框体1内且其末端垂直连通于第二级总管3的中部而呈t形，第二级总管3的两端又分别垂直连通于第三级总管3的中部而呈t形，以此类推，使各级总管3的数目呈1、2、4、8……的指数数列上升趋势；

最后一级总管3沿其长度方向垂直连通有数根支管2的中部，各最后一级总管3连通的支管2的数量与相对位置均相同，各支管2上开设有数量以及相对位置均相同的流体出口4，所述流体出口4呈区域并排设置(如图1、图1a)或呈区域交错排列(如图1、图1b所示)均可；

为了使由最后一级总管3流入各支管2中的第一流体的流量相对平均，所述最后一级总管3的通道由中心向两端具有锥角5，使其横截面积由中心向两端逐渐变大。

如此，当第一流体从第一级总管3的流体入口进入，会在第二级总管3中均匀分为两路，然后在第三级总管3中均匀分为四路，……以及类推，最终均匀地分配到各支管2中，由于采用上述总管3结构，各支管2的长度远远小于框体1长度，因此流体在支管2的不同流体出口4处的流量差别较小，因此所述流体均布器能够将第一流体相对均匀地排放至框体1内的不同位置。

如图2、图3所示，所述支管2上的流体出口4位于支管2的侧壁，每一个流体出口4的中心线与第二流体入口的入流方向呈相对设置并具有夹角γ，γ处于[0°，175°]范围内；而每个位于所述支管2下游位置的所述气体混合单元6具有4-6个不可旋转的流线型叶片；凭借所述夹角γ以及所述气体混合单元6，可使脱硝还原剂与烟气中的nox达成快速混合。

上述实施例中，各级总管3以及支管2均为直管形态，而实际上，各级总管3以及支管2也可以为镜面对称或中心对称的弯管形态。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种流体均布器，其特征在于：包括多级总管，第一级总管的一端为流体入口，每个上一级总管的下游端垂直连通于下一级总管的中部而呈t形；

最后一级总管沿其长度方向垂直连通有数根支管的中部，各最后一级总管连通的支管的数量与相对位置均相同，每个支管上开设有数个流体出口。

2.根据权利要求1所述的流体均布器，其特征在于：各支管上的流体出口数量与相对位置均相同。

3.根据权利要求1所述的流体均布器，其特征在于：部分区域的支管上的流体出口呈并排设置或呈交错排列。

4.根据权利要求1所述的流体均布器，其特征在于：所述最后一级总管的通道由中心向两端具有锥角，使其横截面积由中心向两端逐渐变大。

5.根据权利要求1所述的流体均布器，其特征在于：各级总管以及支管均为直管形态，或者为呈镜面对称或中心对称的弯管形态。

6.根据权利要求1所述的流体均布器，其特征在于：各级总管以及支管垂直于管长方向的横截面为圆形，或者为多边形。

7.一种流体均布装置，其特征在于，包括框体以及布置在框体内的如权利要求1-6中任一项所述的流体均布器；

框体的上游设有第二流体进口，框体的下游设有混合出口。

8.根据权利要求7所述的流体均布装置，其特征在于：框体内相对于流体均布器的下游位置布置有数个气体混合单元，每个所述气体混合单元具有4-6个不可旋转的流线型叶片。

9.根据权利要求7所述的流体均布装置，其特征在于：框体内相对于流体均布器的下游位置布置有数排由光管或扩大表面管组成的气体混合单元，所述管排垂直于第二流体流动方向呈并排设置或呈交错排列。

10.根据权利要求7所述的流体均布装置，其特征在于：框体内相对于流体均布器的上游设置有导流装置，导流装置与第二流体流动方向具有夹角β，β处于[0°，60°]范围内。

11.根据权利要求7所述的流体均布装置，其特征在于：所述流体均布器的支管上的流体出口位于支管的侧壁，每一个流体出口的中心线与第二流体进口的入流方向呈相对设置并具有夹角γ，γ处于[0°，175°]范围内。

技术总结
本发明提供一种流体均布器及其均布装置，所述均布装置包括框体以及布置在框体内的流体均布器，所述流体均布器包括多级总管，第一级总管的一端为流体入口，每个上一级总管的下游端垂直连通于下一级总管的中部而呈T形；最后一级总管沿其长度方向垂直连通有数根支管的中部，各最后一级总管连通的支管的数量与相对位置均相同，每个支管上开设有数个流体出口。本发明可将第一流体均匀地分配到各支管中，而各支管的长度远远小于框体长度，因此流体在支管的不同流体出口处的流量相差不大，所述流体均布器能够将流体相对均匀地分布至框体内的不同位置。

技术研发人员：杨庆兰;李锦辉;孙长庚;隋建伟;张来勇;李春燕;王国峰;黄佳平;武欣宇;刘建国;曹媛维
受保护的技术使用者：中国寰球工程有限公司
技术研发日：2019.08.30
技术公布日：2019.12.20