[发明专利]一种反射式气体分布器及气体分布方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反射式气体分布器及气体分布方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

目前，石油化工行业上使用的气体分布器，常见的有伞形喷头式分布器、多管喷嘴式分布器、环流式分布器、侧向或中部进口管自由式分布器等四种类型；第一种是设备中部设置伞形喷头，喷头上钻孔用于气体分布；第二种是一根或多根管进入设备中部，在设备中部的总管上沿设备径向均匀布置多个喷嘴向床层方向分布气体，第三种是气体从设备中部进入，在设备内部气体进口方向设置挡板，或者设置多个环流槽，使气体流动方向改变后喷射到筒体壁上，达到分布气体的目的；第四种是气体进口管道进入设备筒壁后自由分布或进入设备中部在管道上开孔进行气体分布。

现有气体分布器存在的主要问题是：

1、第一种和第二种气体分布器需要根据气体的流量及设备的直径确定钻孔或喷嘴的数量和大小，结构复杂，设备内部需留有足够的检修空间，分布孔和喷嘴气体流向正对床层方向，喷头或喷嘴距离床层要有一定的距离才能保证气体分布的效果，分布器在设备内部占有较大的空间；当气体流量小于设计流量时，气体分布不均匀，偏流现象非常严重，当气体流量大于设计流量时，分布器阻力大、能耗增加，操作弹性小，同时分布器容易堵塞，维修量较大； 

2、第三种和第四种气体分布器气体流向侧对床层方向，但偏流现象严重；因气体进入设备有一定的流速，大部分气体随气体管道方向流动，有回流时距离气体入口近的部位气体流速大，被遮挡和远离进口管的部位气流速度明显下降导致偏流；无回流时沿气体流动方向气流速度大，气体进口管附近气流速度明显降低同样导致气体偏流或壁流现象严重。

现有气体分布器不均匀回流和气体直喷现象导致气体分布不均匀度较大，气体偏流及壁流现象非常严重；特别是装置直径较大时，如大型气相催化反应器等，现有的气体分布器存在的问题更加突出，体现在反应器催化剂床层径向平面温差一般都大于5℃，有的床层径向温差高达20℃以上，直接影响了装置效率的发挥，能耗增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种反射式气体分布器及气体分布方法，结构简单可靠，制作成本低、使用寿命长，尤其是气体分布均匀、操作弹性大、阻力小，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案为：

一种反射式气体分布器，包含筒体、床层、气体进口管、反射板，床层、反射板设置在筒体内，气体进口管设置在床层和反射板之间，气体进口管的出口处气体流动方向是背对床层、朝向反射板方向，反射板表面光滑，形状为凹形，凹面向下，凹面的中心朝向气体进口管的出口，使得气流喷到反射板后，反射回来的气体大致与筒体轴向平行进入层床，均匀分布。

所说的反射板形状为凹形，包括伞形、光学凹面镜形、弧形等等。反射板最佳的形状是光学凹面镜形，气体进口管的位置通过光反射的原理模拟、计算确定，设置在光学凹面镜焦点或其周围的位置为最佳。

反射板的直径为设备筒体直径的50-100%，以80-100%为最佳。

气体进口管设置一个或多个均可，设置多个气体进口管时气体需全部引到反射板光学凹面镜焦点或其周围的位置汇合，或者在设备内设置多个凹型反射式气体分布器单元，多个气体进口管与之配套。

一种反射式气体分布器及方法，包含如下工艺步骤：原料气体通过原料气进口进入设备筒体内，气流喷向反射板改变方向，反射板为凹形，反射板将气体进口喷出的气流反射成相互大致平行的气流束，该气流束与设备筒体轴向平行，均匀分布进入设备筒体内的层床，原料气体不直接进入床层，原料气出口处气体流动方向是背对床层、朝向反射板方向，原料气体直接流向反射板，反射板反射回来的气体再进入床层。

所说的反射板最佳的形状是光学凹面镜形，原料气体出口的位置通过光反射的原理模拟、计算确定，设置在光学凹面镜焦点或其周围的位置为最佳，这样能够保证气流反射分解成相互平行的气流束，分布最均匀。

设备的气体进口管设置一个或多个均可，设置多个气体进口管时气体需全部引到反射板光学凹面镜焦点或其周围的位置汇合，或者在设备内设置多个凹型反射式气体分布器单元，多个气体进口管与之配套。反射板表面要光滑、耐冲刷、耐使用介质的腐蚀。