[发明专利]一种液体收集、混合和均布的设备

说明书

技术领域

本发明属于流体混合分布的设备，尤其涉及在石油化工领域塔、立式罐或反应器内的两个或多个固体颗粒床层之间的液体混合均布的设备。

背景技术

在化工行业，特别是石油化工行业，有多种塔、立式罐、或固定床反应器，其床层内催化剂或吸附剂等固体粒子为密实填装。固体粒子床层之间根据工艺需要，在收集上部床层来的主物流或循环物流(物料A)的同时，还需与外部注入的新鲜物流或辅助物流(物料B)充分混合，然后尽可能地均匀分布至整个塔、立式罐、或固定床反应器的横截面。其中最为典型的是用于同分异构体或光学异构体分离的模拟移动床。

对二甲苯与C8芳族化合物中其它异构体、乙苯与C8芳族化合物中其它异构体、葡萄糖与果糖、甲酚位置异构体和光学异构体等石化产品或天然产物由于沸点相近，采用精馏方法难以分离，模拟移动床是目前的主要分离手段。模拟移动床一般至少包括3个床层，床层之间设置内构件，该内构件不仅起到隔离上下游粒子床层的目的，同时需要收集来自上部床层来的主物流或循环物流(物料A)，还根据工艺需要引入新鲜物流或辅助物流(物料B)，并将上述两物流尽可能地混合均匀，然后均匀分配到下一个床层。

目前，应用于模拟移动床或其它内含多个粒子床层的塔、立式罐、或固定床反应器的具有收集-混合-分配功能的内件较少，其中专利CN101056684公开了一种混合器-分布器-收集器设备，但是该设备的混合箱结构过于简单，仅仅是通过小孔的射流效应提高新鲜物料或辅助物料(物料B)的流速与来自上游床层的主物流或循环物流(物料A)进行简单混合，在未被混合均匀的情况下就被送至下游床层，且小孔射流在该设备流体分布器上产生大量的涡流扰动，严重影响了对下游床层的均布效果。同时该设备对下游床粒子冲击较大，不得不在下游设置“流量控制器”充当再混合器和减缓器，以提高混合效果和减缓对下游床层的冲击。

专利CN1131394A公开了一种单相流体分配-混和-提取器，简称DME。该DME设备通过混合室可将新鲜物流或辅助物流(物料B)与来自上游床层的主物流或循环物流(物料A)，并将混合时产生的紊流或涡流尽量限制于混合室内。但该DME设备的混合室和分配/收集室顶部和底部均为封闭结构，使得与之相接触的上部颗粒床层的催化或吸附效率大为降低或者成为死区，同时与之相接触的下部/游颗粒床层混合液相分布很少或无分布，进而形成死区，不利于下部/游颗粒床层横截面上流量均布。

中国专利CN201592090U公开了一种液体收集混合分配装置，该专利在液体收集混合分配装置的混合室内设置了一组迷宫结构，以强化混合效果。但是该专利的迷宫结构预达到强化混合的效果，必然要求流体以一定的流速通过，从而产生较大的压降，从而大大增加了整个液体收集混合分配装置的压降；同时该液体收集混合分配装置的总高度较高，使余隙容积较大，在一定程度上浪费了装置的有效利用空间，并增加了设备投资。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液体收集、混合和均布的设备不仅使液体在混合室内得到较好的混合效果并把混合所产生的紊流限制在混合室内；而且混合后的液体分布均匀，没有死区。

为实现上述目的，本发明一种的液体收集、混合和均布的设备包括顶部栅板、底部栅板以及支撑顶部栅板和底部栅板的支撑筋板；顶部栅板和底部栅板间设置有分配收集室，与分配收集室相连的出口穿过顶部栅板与出口管线相通，分配收集室两侧外壁上各有一组或多组射流孔，分配收集室左右两侧对称设置有横隔板，横隔板与分配收集室之间形成隔板窄缝，分配收集室下方设置有底部挡板，横隔板和底部挡板间竖直设置有折流板，将混合室与下部液体分布空间隔开。折流板与横隔板和/或底部挡板间或折流板间形成折流窄缝。

本发明所述液体收集、混合和均布的设备分为上部液体收集空间、混合室和下部分布空间。

上部液体收集空间由顶部栅板、分配收集室外壁和横隔板合围而成，且顶部栅板由筋板支撑，以承受上游床的重量。

混合室由折流板、横隔板、分配收集室外壁以及底部挡板组。底部挡板可以设置在底部支撑筋板上，也可以直接设置在底部格栅上。当直接设置在底部格栅上时，为增加底部格栅强度，并控制液体直接穿过混合室下方格栅的压降、避免短路，可在底部挡板上开孔，开孔率在2％～20％之间，此时底部挡板为多孔底部挡板。