[实用新型]一种新型混氢器

说明书

技术领域

本实用新型涉及混氢装置，特别指一种适用于煤焦油加氢混合反应的新型混氢器。

背景技术

目前，国内煤焦油加氢装置建设热情日益高涨。由于煤焦油含较多的沥青质、多环芳烃、杂环芳烃等，加热时局部过热过快、受热不均、流动性差均易引起结焦。传统煤焦油原料进加氢反应器预热一般采用反应产物直接供热，但产物一般温度较高，直接给煤焦油原料加热易导致换热器管束结焦堵塞，造成频繁的检修。目前有工艺陆续采用换热后的高温混氢与低温原料直接混合以避免结焦问题。然而由于目前的工艺仍采用混氢直接注入煤焦油原料的混合方式，温差可达250℃以上的混氢与煤焦油直接混合易造成煤焦油的局部结焦，因此提出一种新型的混合方式及设备是有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种结构简单，能最大程度的避免混合时的结焦问题，防止堵塞的新型混氢器。

本实用新型的技术方案是构造一种包括筒体，伸入筒体内的分配管装置，及设置在筒体上的混氢接入口，其中：所述筒体为由缓冲段、层流段、过渡段和紊流段组成的多级混氢筒体，所述分配管装置内端伸入至紊流段的中部，所述混氢接入口倾斜的连接在缓冲段上；所述的筒体内设置有隔板，分配管装置穿过该隔板向下伸入。

在其中一个实施例中，所述的分配管装置为管板式结构，包括与煤焦油接入管连接的法兰式管板，和一端设置在法兰式管板上的分配管，管板式分配管整体通过缓冲段放入筒体内，其中法兰式管板上的分配管排布与混氢接入口流向角度α呈90°或45°。

在其中一个实施例中，所述的隔板设置在层流段末端的分配管通过位置，该隔板通过加强筋固定在筒体内，各加强筋之间形成混氢流通通道，隔板上开有与分配管数对应的分配管通过孔。

在其中一个实施例中，所述的缓冲段为前小后大的锥形结构，混氢接入口倾斜的设置在缓冲段筒壁上，混氢接入口与筒体中心线角度β呈30～60°。

在其中一个实施例中，所述的层流段连接在缓冲段后端，为等径圆筒体结构。

在其中一个实施例中，所述的过渡段连接在层流段的后端，为前大后小的锥形结构。

在其中一个实施例中，所述的紊流段连接在过渡段的后端，为等径圆筒体结构，且紊流段的筒体直径小于层流段的筒体直径，紊流段后端设置出口法兰。

在其中一个实施例中，所述的筒体的煤焦油接入端、混氢接入口及筒体接出口均采用法兰式连接。

本实用新型的优点及有益效果：

本实用新型特别适用于煤焦油加氢，采用多级混氢筒体实现逐级强化换热与最终均态的混合效果，使煤焦油原料得以实现逐步的预热并且较小的混合温差，最大限度的避免了高温差混合时易结焦的问题。同时，本实用新型混氢器入口采用管板结构，易制造，安装拆卸均较便利。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是图1a-a剖面结构示意图。

图3是图1 b-b 剖面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的设计及工作原理：

本实用新型煤焦油入口采用法兰连接形式，分配管直接焊接于管板上形成分配管装置，管板采用法兰连接，一侧连接筒体，分配管装置可从筒体抽出。分配管排布与混氢接入口流向角度α呈90°或45°，以尽量减少层流段的湍流程度。分配管大小依据工况可采用DN15~DN32等。煤焦油入口管板另一侧接煤焦油入口管线法兰。混氢接入口接管斜接混氢器筒体，与设备中心线角度β呈30~60°。混氢器筒体内部设置隔板，采用加强筋固定，分配管以可活动形式穿过隔板。

工作时，低温煤焦油原料进入，通过入口法兰在分配管中均匀分配，氢气从侧面进入混氢器筒体，经过缓冲段后迅速进入层流段，流速达到最小并且传热系数最小，混氢经管壁给煤焦油初步预热。在层流段的末端设置隔板，一方面阻挡分配管束间的气相流动以减小层流区的传热，另一方面减小轴向流通面积使混氢进入过渡段，同时可以固定分配管以防止震动。在过渡段随着流通面积减小传热速率不断增大，管内煤焦油得到进一步预热。经过过渡段的混氢随后进入絮流段，在絮流段管内外介质获得最大的传热效率。分配管需插入絮流段的中部，一方面避免缩径处流型混乱造成受热不均，另一方面可使混氢均匀分布于分配管束之间以使随后混氢与煤焦油的混合达到理想的同向、均质的喷洒式混合效果。本实用新型筒体各部分尺寸需根据实际加氢工况计算，此外，本实用新型最佳的安装方式为竖直安装。