專(zhuān)利名稱(chēng):一種流體分布設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種流體分布設(shè)備，包括：用于支撐上部固體粒子床，并且允許流體通過(guò)的上表面支撐部件(5)；位于上表面支撐部件(5)之下，并與所述的上表面支撐部件(5)間隔開(kāi)的表面基本無(wú)孔的流體收集板(7)；位于所述流體收集板(7)之上的至少一組導(dǎo)流筒(9)，所述導(dǎo)流筒(9)提供上表面支撐部件(5)與流體收集板(7)之下空間的流體通路；位于流體收集板(7)上方的流體導(dǎo)入或抽出管(8)；位于流體收集板(7)之下的流體分布板(10)；和位于流體分布板(10)下方，并且與流體分布板間隔開(kāi)的下表面流體分布部件(6)。本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備既能有效的延長(zhǎng)流體的混合路徑，強(qiáng)化流體間的混合，使進(jìn)入設(shè)備下部空間的流體的濃度分布更均勻。
【專(zhuān)利說(shuō)明】_種流體分布設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種流體分布設(shè)備。更具體地說(shuō)，涉及一種含有多個(gè)固體粒子床層的容器中，收集上游粒子床流下來(lái)的流體，將收集的流體與從外界引入的流體充分混合，并將混合后的流體均勻的分配到設(shè)備下游粒子床中的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]石油化工領(lǐng)域中，在含有固體粒子的容器中進(jìn)行的流體與固體粒子接觸的過(guò)程被廣泛用于諸如吸附分離、催化反應(yīng)等操作中。其中吸附分離是石油化工中常用的分離技術(shù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)相近、沸點(diǎn)差很小的混合物的提純具有非常好的效果。用于吸附分離的設(shè)備有固定床、移動(dòng)床和模擬移動(dòng)床，其中模擬移動(dòng)床是目前吸附分離采用的主要設(shè)備。在模擬移動(dòng)床中，可將固定相吸附劑設(shè)想為是逆于物料移動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，待分離混合物料在分離工作區(qū)中部的某一點(diǎn)被連續(xù)輸入，選定兩個(gè)方向流動(dòng)的流速的比率，料液自入口處就分成逆向流動(dòng)的兩部分，以進(jìn)料入口為參考點(diǎn)，吸附劑似乎吸附了產(chǎn)品向上移動(dòng)，因此稱(chēng)為“模擬移動(dòng)床”。在進(jìn)料點(diǎn)以上的位置越尚，廣品純度就越尚，而副廣品卻是在相反方向富集。t旲擬移動(dòng)床的生產(chǎn)能力和分離效率比固定吸附床高，又可避免移動(dòng)床吸附劑磨損、碎片或粉塵堵塞設(shè)備或管道以及固體顆?？p間的溝流。
[0003]當(dāng)流體流經(jīng)含有固體粒子床層的模擬移動(dòng)床、固定床這種分離或反應(yīng)設(shè)備時(shí)，需要在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置一個(gè)或多個(gè)流體分布設(shè)備，將設(shè)備中的固體離子分成兩個(gè)或多個(gè)固體粒子床層。流體分布設(shè)備設(shè)置在最上部的固體粒子床層之上和兩個(gè)固體粒子床層之間，可以使通過(guò)該設(shè)備內(nèi)的截面區(qū)域的流體流動(dòng)更均勻，從而提高操作的效率。例如，設(shè)置流體分布設(shè)備可以降低甚至消除固體粒子床層內(nèi)的溝流、短路和流動(dòng)死區(qū)，從而減少溫差以及流體濃度的變化。
[0004]CN102451647A公開(kāi)了一種流體收集、混合、分布設(shè)備，沿容器的主軸方向從上到下通常包括以下部件:上表面支撐部件，流體收集部件，流體整流部件，下表面流體分布部件。流體收集部件位于上表面支撐部件下方，各部件以合理的間隔依次排布。該設(shè)備獨(dú)特的流體整流部件使通過(guò)設(shè)備的流體獲得更均勻的流動(dòng)，能夠更充分的混合和更小的流動(dòng)波動(dòng)干擾。另外該設(shè)備具有多種外部形狀，能適應(yīng)各種規(guī)模和安裝要求的容器的使用需要。本實(shí)用新型是對(duì)CN102451647A的一種改進(jìn)，主要采用一組導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(jì)，在設(shè)備空間內(nèi)強(qiáng)化流體間的混合，使流體混合更均勻。
[0005]CN201592090U公開(kāi)了一種液體收集混合分配裝置。該設(shè)備的特點(diǎn)是內(nèi)部設(shè)置若干用于強(qiáng)化流體混合的迷宮構(gòu)件。相比于CN201592090U采用的迷宮結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型采用的導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，流體流經(jīng)設(shè)備產(chǎn)生的壓降更低，設(shè)備內(nèi)的反混更小。
[0006]CN101056684A公開(kāi)了一種用于流體-固體接觸容器中的固體粒子床之間的混合器-分布器-收集器設(shè)備。該設(shè)備包括用于保持固體粒子的上部床層，并且容許流體向下流經(jīng)所述混合器-分布器-收集器設(shè)備的上邊界；位于上邊界之下并與該上邊界間隔開(kāi)的流體分布器；上述兩者之間并且和兩者分別隔開(kāi)的流體偏轉(zhuǎn)板；貫穿偏轉(zhuǎn)板的至少一個(gè)通道；還包括選自穿孔板、絲網(wǎng)、柵格、多孔固體、蜂窩狀物體及其組合的流量控制器；其中所述的最下部的流量控制器上的開(kāi)孔面積大于其上的流體分布器的開(kāi)孔面積。該設(shè)備還可以選擇性的包括一個(gè)與管道連接的混合箱，外部流體的引入或從容器中抽出流體都通過(guò)該混合箱進(jìn)行。該設(shè)備對(duì)容器內(nèi)的流體有良好的分配效果，但是流體在設(shè)備中的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，存在比較明顯的流動(dòng)死區(qū)，局部會(huì)產(chǎn)生高速射流，增加流體通過(guò)設(shè)備時(shí)的壓降。并且在進(jìn)行流體的導(dǎo)入或抽出的操作切換時(shí)，必須對(duì)管道進(jìn)行沖洗。本實(shí)用新型是對(duì)CN101056684A的一種改進(jìn)，主要采用一組導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(jì)，在設(shè)備空間內(nèi)強(qiáng)化流體間的混合，使流體混合更均勻。
[0007]CN1123372C公開(kāi)了一種流體分配-收集系統(tǒng)，該設(shè)備包括用于混合、分配或抽出流體的若干分配盤(pán)和若干板條。該系統(tǒng)具有兩個(gè)腔室，其功能類(lèi)似于前文提到的混合箱，其中一個(gè)腔室進(jìn)行外部流體的引入，另一個(gè)腔室進(jìn)行容器內(nèi)流體的抽出。在操作過(guò)程中，進(jìn)行流體的導(dǎo)入或抽出的操作切換時(shí)，無(wú)須對(duì)管道進(jìn)行沖洗。該設(shè)備能提供有比較好的流體分配效果，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加流體通過(guò)設(shè)備時(shí)的壓降。而且腔室數(shù)量的增加導(dǎo)致管道數(shù)量的增加，減小了容器內(nèi)的有效體積。該設(shè)備外形結(jié)構(gòu)比較單一，適合用于規(guī)模較大的容器，對(duì)于較小的容器，安裝該設(shè)備比較困難。相比于CN1123372C中設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立的腔室完成流體的導(dǎo)入和抽出，本實(shí)用新型采用一根單獨(dú)的管路兼顧流體的導(dǎo)入和抽出，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單；而且獨(dú)特的導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)能強(qiáng)化設(shè)備中流體的混合，使流體混合更均勻。
[0008]綜上所述，目前使用的流體分布設(shè)備還存在以下問(wèn)題需要改進(jìn):(I)流體在設(shè)備中的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，容易形成流動(dòng)死區(qū)。(2)流體在設(shè)備內(nèi)存在比較大的濃度梯度，流體混合不充分。(3)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致流體流經(jīng)設(shè)備時(shí)的壓降較大，且具有較大的反混。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能提高流體流動(dòng)均勻性，使流體充分混合，降低流體流經(jīng)設(shè)備時(shí)的壓降的流體分布設(shè)備。
[0010]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備這樣實(shí)現(xiàn)的:在容器中位于垂直于軸線的兩個(gè)固體粒子床層之間、頂部床層上部或底部床層下部，包括:
[0011]用于支撐上部固體粒子床，并且允許流體通過(guò)的上表面支撐部件5 ;
[0012]水平延伸穿過(guò)所述容器的截面區(qū)域并位于上表面支撐部件5之下，并與所述的上表面支撐部件5間隔開(kāi)的流體收集板7 ;
[0013]位于所述流體收集板7上的至少一組導(dǎo)流筒9，所述導(dǎo)流筒9提供上表面支撐部件5與流體收集板7之下空間的流體通路；
[0014]位于流體收集板7和上表面支撐部件之間的流體導(dǎo)入或抽出管8 ;
[0015]位于流體收集板7之下，水平延伸穿過(guò)所述容器的截面區(qū)域的流體分布板10 ;
[0016]和位于流體分布板10下方，并且與流體分布板10間隔開(kāi)的下表面流體分布部件
6ο
[0017]與現(xiàn)有流體分布設(shè)備相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備具有獨(dú)特的導(dǎo)流筒9，既能有效的延長(zhǎng)流體的混合路徑，強(qiáng)化流體間的混合，使進(jìn)入設(shè)備下部空間的流體的濃度分布更均勻。本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備可根據(jù)設(shè)備的尺寸調(diào)節(jié)導(dǎo)流筒9的數(shù)量，滿足不同規(guī)模設(shè)備的流體分布需要，縮短流體在設(shè)備中的流動(dòng)路徑，減少流動(dòng)死區(qū)。本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體通過(guò)時(shí)壓降較小的特點(diǎn)，使通過(guò)設(shè)備的流體獲得更均勻的流動(dòng)，更充分的混合和更小的流動(dòng)波動(dòng)干擾，而且能適應(yīng)各種規(guī)模的容器的流體分配要求。

【附圖說(shuō)明】

[0019]圖1為本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備的剖面示意圖；
[0020]圖2為上表面支撐部件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為流體收集板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4A為導(dǎo)流筒的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；
[0023]圖4B為導(dǎo)流筒的俯視示意圖；
[0024]圖5為流體分布板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為流體導(dǎo)入或抽出管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7A為流體收集板區(qū)段一種劃分方式的示意圖；
[0027]圖7B為流體收集板區(qū)段另一種劃分方式的示意圖；
[0028]圖8A為沿圖7A中A-A標(biāo)記的剖面線截取的本實(shí)用新型的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；
[0029]圖8B為沿圖7B中B-B標(biāo)記的剖面線截取的本實(shí)用新型的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D。

【具體實(shí)施方式】
[0030]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備可用于任何流體與固體粒子接觸的過(guò)程，流體和固體粒子接觸的容器中可單獨(dú)使用一個(gè)內(nèi)構(gòu)件，也可以同時(shí)使用多個(gè)內(nèi)構(gòu)件。流體在容器內(nèi)沿主軸向下流經(jīng)通過(guò)各個(gè)分隔的粒子床。構(gòu)成粒子床的材料包括吸附劑、樹(shù)脂、催化劑以及惰性材料，但并不因此而受到限制。流經(jīng)粒子床的流體可以是蒸汽、液體或超臨界流體，且流體可以是純物質(zhì)，也可以是多種化合物或多種流體的混合物，只要這些混合物必須基本上是一個(gè)相。石油化工行業(yè)中有許多這種流體與固體粒子接觸的過(guò)程，例如各種反應(yīng)及分離過(guò)程。本實(shí)用新型提供的設(shè)備優(yōu)先推薦使用于吸附分離過(guò)程。
[0031]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備可以安裝于諸如模擬移動(dòng)床這類(lèi)含有固體粒子的容器的中部，使粒子床層間相互分隔，對(duì)流體起到收集、混合和分配的作用，也可以放在容器的頂部起流體的初始分配作用，或者放在容器的底部起最終收集作用。
[0032]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備，在一個(gè)含有固體粒子的容器的圓形截面上，根據(jù)容器的規(guī)模和安裝要求，可以有幾種形狀和結(jié)構(gòu)。
[0033]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備在容器中位于垂直于軸線的兩個(gè)固體粒子床層之間、頂部床層上部或底部床層下部，所述設(shè)備包括:
[0034]用于支撐上部固體粒子床，并且允許流體通過(guò)的上表面支撐部件5 ;
[0035]水平延伸穿過(guò)所述容器的截面區(qū)域并位于上表面支撐部件5之下，并與所述的上表面支撐部件5間隔開(kāi)的表面基本無(wú)孔的流體收集板7 ;
[0036]位于所述流體收集板7之上的至少一組導(dǎo)流筒9，所述導(dǎo)流筒9提供上表面支撐部件5與流體收集板7之下空間的流體通路；
[0037]位于流體收集板7上方的流體導(dǎo)入或抽出管8 ；
[0038]位于流體收集板7之下的流體流體分布板10 ；
[0039]和位于流體分布板10下方，并且與流體分布板間隔開(kāi)的下表面流體分布部件6。
[0040]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的上表面支撐部件5由兩部分構(gòu)成，上部分為為開(kāi)有小孔或條縫的成型金屬絲網(wǎng)或其它多孔材料，用以阻擋固體顆粒進(jìn)入設(shè)備；為了加強(qiáng)上游床層的支撐，下部設(shè)置一組支撐條。
[0041]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的下表面流體分布部件6 —般為開(kāi)有小孔或條縫的成型金屬絲網(wǎng)或其它多孔材料，對(duì)設(shè)備內(nèi)流入下游床層的流體進(jìn)行分布，同時(shí)阻擋下游床層的固體顆粒進(jìn)入設(shè)備；優(yōu)選地，在其上方增加支撐條。
[0042]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的流體收集板7由上部基本無(wú)孔的板構(gòu)成，優(yōu)選在其下部的設(shè)置導(dǎo)流板18，用以收集混合后的流體。在流體收集板7上一般包括至少一組導(dǎo)流筒9，連通流體收集板7上下兩部分空間。導(dǎo)流筒9為一組或多組具有一定高度的圓筒、橢圓筒、方筒或其他具有流道的結(jié)構(gòu)，其高度在0.1?20_范圍內(nèi)。導(dǎo)流筒9之間可以等距離排列，也可以按一定規(guī)則不等距離排列；導(dǎo)流筒9的當(dāng)量直徑可以相等，也可以不相等；導(dǎo)流筒9總的截面積之和與設(shè)備截面積之比為1: (3?90)。每個(gè)導(dǎo)流筒9側(cè)壁一般不開(kāi)孔，也可以開(kāi)有條縫或小孔；優(yōu)選地，導(dǎo)流筒9側(cè)壁開(kāi)有條縫或小孔，開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒截面積之比為1: (2?90)。所述的導(dǎo)流筒9的頂部為開(kāi)放的，或者用開(kāi)有小孔或條縫的平板封閉；優(yōu)選地，所述的導(dǎo)流筒9的頂部用開(kāi)有小孔或條縫的平板封閉，所述的平板上開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒(9)截面積之比為1: (I?90)。
[0043]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的流體導(dǎo)入或抽出管8提供設(shè)備外流體導(dǎo)入設(shè)備或設(shè)備內(nèi)流體抽出設(shè)備的通路。根據(jù)設(shè)備的規(guī)模，流體導(dǎo)入或抽出管8可以是多個(gè)，也可以不設(shè)置。優(yōu)選地，流體導(dǎo)入或抽出管8上開(kāi)有小孔或條縫，其總開(kāi)孔面積與設(shè)備截面積之比為1: (5?100)，小孔孔徑或條縫寬度為1.5?10mm，小孔或條縫的間距為5?30mmo
[0044]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的上表面流體支撐部件5、流體收集板7和導(dǎo)流筒9共同限定的空間，提供設(shè)備收集的上游床層的流體與設(shè)備外導(dǎo)入的流體混合的區(qū)域。
[0045]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的流體分布板10為一貫穿設(shè)備截面的開(kāi)孔的平板，或者是具有一定孔隙率的多孔材料。優(yōu)選地，所述的流體分布板10為開(kāi)有孔或條縫的平板，流體分布板10上的總開(kāi)孔面積與設(shè)備截面積之比為1: (4?30)。
[0046]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的下表面流體分布部件(6)和其上的流體收集板(7)之間的距離為H，下表面流體分布部件網(wǎng)孔或間距為Me，即Me為主平面內(nèi)的臨近開(kāi)口之間的平均中心線距離；H/Me的值為2?100。
[0047]下面結(jié)合附圖詳細(xì)的描述本實(shí)用新型和具體的實(shí)施方式。但本實(shí)用新型并不僅限于提及的這幾種實(shí)施方式。附圖都是簡(jiǎn)化的示意圖且未按比例畫(huà)出。
[0048]實(shí)施例1
[0049]圖1為本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)，設(shè)備I的主軸14基本上垂直于水平方向，沿主軸14方向從上到下，本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備包括以下部件:用于支撐上部固體粒子床，并且允許流體通過(guò)的上表面支撐部件5 ;水平延伸穿過(guò)所述容器的截面區(qū)域并位于上表面支撐部件5之下，并與所述的上表面支撐部件5間隔開(kāi)的流體收集板7 ;位于上表面支撐部件5和流體收集板7之間的流體導(dǎo)入或抽出管8，所述的流體導(dǎo)入或抽出管8上一般開(kāi)有孔或條縫，根據(jù)容器I的規(guī)模，可以是多個(gè)或不設(shè)置；貫穿所述流體收集板7的至少一組導(dǎo)流筒9，所述導(dǎo)流筒9提供流體收集板7上下兩部分空間的流體通路；位于流體收集板7之下的貫穿整個(gè)設(shè)備截面的流體分布板10，流體分布板為具有一定開(kāi)孔率的平板或多孔材料；和位于流體分布板10下方，并且與流體收分布板10間隔開(kāi)的下表面流體分布部件6。下表面流體分布部件6位于上表面支撐部件5之下，且與該上表面支撐部件5共同限定出本實(shí)用新型所提供的流體混合分布設(shè)備的內(nèi)部空間V?；旧蠠o(wú)孔的流體收集板7位于設(shè)備空間V內(nèi)，并將該空間分為上下兩部分，位于流體收集板7下方的流體分布板10進(jìn)一步將設(shè)備的下部空間分為上下兩部分，即上表面支撐部件5和流體收集板7之間的空間11，流體收集板7和流體分布板10之間的空間12與流體分布10和下表面流體分布部件6之間的空間13。上表面支撐部件5、流體收集板7、流體導(dǎo)入或抽出管8、流體分布板10和下表面流體分布部件6以合理的間隔彼此基本上平行，且基本上垂直于該容器的豎直主軸虛線14。
[0050]上表面支撐部件5的功能是支撐流體混合分布設(shè)備上游的粒子床，阻擋設(shè)備上方的固體粒子進(jìn)入設(shè)備之內(nèi)，而又允許流體流入設(shè)備。該部件通常由上下兩部分組成，也可以由多個(gè)部分組合組成。附圖2為上表面支撐部件5 —種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該部件的上部分采用稱(chēng)為“成型金屬絲篩網(wǎng)”的特殊類(lèi)型的柵格，但是不局限于這種結(jié)構(gòu)，可以由諸如各種絲網(wǎng)、柵格、多孔篩板、蜂窩狀物質(zhì)等單獨(dú)或組合構(gòu)成。該部件的下部分可以設(shè)置由一系列橫縱交錯(cuò)的支撐條組成支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)也可以由開(kāi)孔的成型支撐板構(gòu)成，還可以是多個(gè)支撐部件的組合。
[0051]如附圖1所示，流體收集板7含有一組導(dǎo)流筒9，導(dǎo)流筒9提供流體收集板7之上的空間11與流體收集板7之下的空間12之間的流體通路。所述的空間11為上表面支撐部件5與流體收集板7之間的空間，所述的空間12為流體收集板7與流體分布板10之間的空間。流體收集板7通常由無(wú)孔的平板、斜板或階梯狀板水平延伸封閉整個(gè)設(shè)備截面。附圖3為流體收集板7的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，流體收集板7通常可以包括引導(dǎo)流體設(shè)備遠(yuǎn)端流動(dòng)的導(dǎo)流板18。導(dǎo)流板18 —般在流體收集板7的下方，由一系列基本上垂直于腔室的板條或圓柱構(gòu)成，板條可以是直的，也可以是彎曲的，圖3中虛線所示為導(dǎo)流板18在流體收集板8下方的一種排布方式。如圖3所示，流體收集板上包含兩組導(dǎo)流筒9。流體收集板7的功能是收集上游床層流入設(shè)備的流體，使之與流體導(dǎo)入或抽出管8導(dǎo)入的流體接觸，經(jīng)過(guò)導(dǎo)流筒9強(qiáng)化混合作用后，導(dǎo)入設(shè)備空間12 ;或者是將收集的上游床層的流體的一部分通過(guò)流體導(dǎo)入或抽出管15抽出設(shè)備，另一部分在導(dǎo)流筒9的作用下充分混合，消除上游床層因壁效應(yīng)等因素引起的流體間濃度差異，然后導(dǎo)入設(shè)備空間12。設(shè)備上方粒子床的容器截面積與導(dǎo)流筒9的總截面積之和之比在(3-90):1的范圍內(nèi)。如圖4A和4B所示，設(shè)備中可以使用一組或多組導(dǎo)流筒9。如圖4A所示，導(dǎo)流筒9設(shè)置在流體收集板7上，導(dǎo)流筒9 一般具有一定的高度，其高度一般在0.1?20mm范圍內(nèi)，其橫截面的形狀通常為圓形、橢圓形、矩形或其他形狀。為了增加流體的通量，降低流體流經(jīng)設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的壓降，導(dǎo)流筒9的側(cè)壁不開(kāi)孔，或者在導(dǎo)流筒9側(cè)壁上開(kāi)孔或條縫，開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒截面積之比為1: (2?90)。導(dǎo)流筒9頂部為開(kāi)放的，或者用開(kāi)有小孔或條縫的平板封閉，優(yōu)選采用開(kāi)游小孔或條縫的平板封閉，所述的小孔或條縫的開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒(9)截面積之比為1: (I?90)。如圖4B所示，導(dǎo)流筒9 一般按一定規(guī)則排列在流體導(dǎo)入或抽出管8兩側(cè)，導(dǎo)流筒9之間的間距可以是相等的，也可以是按一定規(guī)則不等距排布。導(dǎo)流筒9的橫截面的當(dāng)量直徑可以是相同的，也可以不同。
[0052]下表面流體分布部件6與上表面支撐部件5的上部分結(jié)構(gòu)類(lèi)似，是用于改進(jìn)和/或維持流體速度均勻分布的裝置，可由諸如多孔篩板、成型金屬絲網(wǎng)、柵格、蜂窩狀物質(zhì)、波紋板及其組合構(gòu)成，其表面的開(kāi)孔率可與上表面支撐部件5的上部分的開(kāi)孔率相同或不同。實(shí)施例中采用稱(chēng)為“成型金屬絲篩網(wǎng)”的特殊類(lèi)型的柵格作為下表面流體分布部件，但是不局限于這種結(jié)構(gòu)。該部件可選擇在上方連接一系列橫縱交錯(cuò)的支撐條或開(kāi)孔的成型支撐板，用于阻止下游床層粒子的沖擊。支撐條在流體流動(dòng)方向彼此連通，對(duì)流體有引流和分配作用。下表面流體分布部件6與流體收集板7之間的距離H為網(wǎng)孔或間距M的函數(shù)。網(wǎng)孔M是指部件主平面內(nèi)的臨近開(kāi)口之間的平均中心線距離。下表面流體分布部件6和流體收集板7之間的距離H由比率!1//來(lái)限定。其中Me為下表面流體分布部件6的網(wǎng)孔或間距，且H/Me至少為2。優(yōu)選的方案是比率H/Me的值為2?100。在某些過(guò)程中，有效距離H為3?30mm，但是不限定于這個(gè)數(shù)值。
[0053]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，所述的流體分布板10用以將通過(guò)導(dǎo)流筒9流入設(shè)備空間12的流體均勻的進(jìn)行分布到空間13。所述空間12為流體收集板7與流體分布板10之間的空間，所述空間13為流體分布板10與下表面流體分布部件6之間的空間。圖5為流體分布板10的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，流體收集板10為一具有一定開(kāi)孔率的部件，本實(shí)施結(jié)構(gòu)中為具有相同孔徑的成型金屬篩網(wǎng)，但是不局限于這種結(jié)構(gòu)，也可以是多孔板、燒結(jié)金屬板等一種或幾種的組合。本實(shí)施例中，流體收集板10具有相同的孔徑和均勻的孔間距，根據(jù)實(shí)際情況，可以在流體收集板10上設(shè)置不同孔徑的孔或縫，孔或縫的間接可以是不相等的。
[0054]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備中，還可以包括流體導(dǎo)入或抽出管8，圖6為流體導(dǎo)入或抽出管8的結(jié)構(gòu)示意圖，描述了一種流體導(dǎo)入或抽出管的可選的實(shí)施結(jié)構(gòu)，但是不局限于這種結(jié)構(gòu)。圖6中的流體導(dǎo)入或抽出管8設(shè)置在流體收集板7的上方，底部與流體收集板7緊貼，功能是將容器外流體導(dǎo)入設(shè)備，例如解吸劑，通過(guò)流體導(dǎo)入或抽出管8上的開(kāi)孔或條縫15，均勻的分布到本實(shí)用新型提供的流體混合分布設(shè)備中，使之在空間11內(nèi)在導(dǎo)流筒9的作用下與流體收集板7收集的流體充分混合；或者是將通過(guò)流體收集板7收集的容器內(nèi)的流體的一部分通過(guò)流體導(dǎo)入或抽出管8抽出到容器外。流體導(dǎo)入或抽出管8是一個(gè)或多個(gè)開(kāi)有小孔或條縫的方管或圓管，使得流體導(dǎo)入或抽出管8內(nèi)的流體與設(shè)備內(nèi)的流體連通。這些小孔的排布可以是等間距排布，也可以按照一定比例不等間距排列。流體導(dǎo)入或抽出管上的總開(kāi)孔面積優(yōu)選與導(dǎo)流筒總截面積之和的比為1: (5?100)。
[0055]本實(shí)用新型提供的流體分布設(shè)備的工作過(guò)程為:流體通過(guò)設(shè)備上游粒子床2，經(jīng)過(guò)上表面支撐部件5進(jìn)入設(shè)備上部空間11，被流體收集板7阻擋，流體流動(dòng)方向改變，匯集到導(dǎo)流筒9附近，溢流過(guò)導(dǎo)流筒的外壁，進(jìn)入導(dǎo)流筒9內(nèi)部。在此過(guò)程中，流體進(jìn)行充分混合，消除流體間存在的濃度梯度?；旌虾蟮牧黧w通過(guò)導(dǎo)流筒9底部進(jìn)入設(shè)備空間12，在流體分布板10的作用下，均勻的流入設(shè)備空間13。如果此時(shí)有設(shè)備外流體通過(guò)流體導(dǎo)入或抽出管8進(jìn)入設(shè)備，則流體通過(guò)流體導(dǎo)入或抽出管8上的小孔15進(jìn)入設(shè)備空間11，并在空間11內(nèi)與流體收集板7收集的上游床層進(jìn)入設(shè)備的流體混合?；旌虾蟮牧黧w溢流通過(guò)導(dǎo)流筒9進(jìn)入設(shè)備空間12。流體在設(shè)備空間12中，通過(guò)流體分布板10的整流和分配，均勻的進(jìn)入設(shè)備空間13，最后通過(guò)下表面流體分布部件6的最終分配，均勻的進(jìn)入下游粒子床。如果此時(shí)將設(shè)備內(nèi)的流體通過(guò)流體導(dǎo)入或抽出管8抽出到容器外，則由流體收集板7收集的流體，經(jīng)過(guò)導(dǎo)流筒9強(qiáng)化混合，消除流體間存在的濃度差異后，一部分會(huì)從流體導(dǎo)入或抽出管8上的小孔15進(jìn)入流體導(dǎo)入或抽出管8，然后抽出到容器外。剩余流體通過(guò)導(dǎo)流筒9底部流入設(shè)備空間12，通過(guò)流體分布板10的整流和分配，進(jìn)入設(shè)備空間13，并最終通過(guò)下表面流體分布部件6的最終分配進(jìn)入下游粒子床層。
[0056]實(shí)施例2
[0057]本實(shí)用新型所提供的流體分布設(shè)備可應(yīng)用于不同規(guī)模和外部形狀的容器中。能適應(yīng)各種規(guī)模和安裝要求的容器的使用需要，對(duì)于中小型容器，例如實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的裝置可以將該設(shè)備整體置于容器之內(nèi)。
[0058]對(duì)于大型容器，例如工業(yè)規(guī)模的容器中，該設(shè)備通常根據(jù)該容器外殼的入孔或端口的尺寸分成若干區(qū)段，每一區(qū)段均包含該設(shè)備的所有部件。對(duì)于不同規(guī)模的工業(yè)容器，區(qū)段劃分的方法有所不同，附圖7A是針對(duì)規(guī)模較小的工業(yè)容器的一種區(qū)段劃分方式。如圖7A所示，是一個(gè)具有垂直軸線14和外殼22的圓柱形容器的圓形截面。肋板21用以限定鄰近區(qū)段之間的側(cè)邊界。在兩個(gè)中間區(qū)段以及上弦區(qū)段中，導(dǎo)流筒9為流體收集板7上的沿流體導(dǎo)入或抽出管8兩側(cè)排列的，兩組橫截面為圓形的，具有一定高度的圓管。圖7A的下弦區(qū)段中，由于流體導(dǎo)入或抽出管8為一根邊緣緊貼區(qū)段的弧形邊的可彎曲導(dǎo)管，導(dǎo)流筒9為一組沿流體導(dǎo)入或抽出管8的弧形排列的，橫截面為橢圓形的，具有一定高度的異形管。
[0059]圖8A對(duì)應(yīng)于圖7A中所標(biāo)記的剖面線，用以說(shuō)明本實(shí)施例的附加細(xì)節(jié)。
[0060]圖8A所示的實(shí)施例中，上表面支撐部件5的上部分采用多孔板與金屬絲篩網(wǎng)的組合部件，也可以是成型金屬絲篩網(wǎng)或替他多孔物質(zhì)。下部分由縱支撐梁19和基本上與橫支撐梁20以一定的間距組合構(gòu)成。每一區(qū)段都具有各自的肋板21，從而使相鄰的區(qū)段如圖8A所示沿相鄰肋板外表面連接。相鄰區(qū)段間也可以使用同一個(gè)肋板21連接，肋板橫斷面可以是矩形，也可以是T形。圖8A中，上表面支撐部件5下方，設(shè)置流體收集板7。流體收集板7上包含兩組導(dǎo)流筒9，導(dǎo)流筒9為側(cè)壁不開(kāi)孔或條縫的中空管，使流體收集板7上的空間11與其下的空間12相連通。流體收集板7為水平延伸整個(gè)設(shè)備截面的基本無(wú)孔的平板，也可以是斜板或階梯形板。如果流體收集板7不是平板，則靠近導(dǎo)流筒9處應(yīng)該最薄，且沿遠(yuǎn)離導(dǎo)流筒9的方向逐漸變厚。流體收集板7基本上封閉容器設(shè)備截面并包括導(dǎo)流板18，也可以不包含導(dǎo)流板18或包含諸如柵格等其他結(jié)構(gòu)。圖8A中還包括流體導(dǎo)入或抽出管8。每個(gè)區(qū)段可具有其一個(gè)或多個(gè)流體導(dǎo)入或抽出管8，提供該設(shè)備的空間V與容器之外的其他設(shè)備之間的流體連通。圖8A中，流體導(dǎo)入或抽出管8位于流體收集板7上方，其底部與流體收集板7頂部緊貼。流體導(dǎo)入或抽出管8可以是截面為圓形、矩形或其他形狀的導(dǎo)管。流體導(dǎo)入或抽出管8至少應(yīng)具有一個(gè)條縫或開(kāi)孔以使流體分布設(shè)備空間V內(nèi)的流體與容器外設(shè)備連通。流體分布板10為表面開(kāi)有小孔、條縫或具有其他貫穿通道的水平延伸整個(gè)設(shè)備截面的平板。流體分布板上總開(kāi)孔面積與設(shè)備截面積之比在1:(5?100)范圍內(nèi)。設(shè)備的最底端是下表面流體分布部件6，與上表面支撐部件5結(jié)構(gòu)類(lèi)似。流體分布部件6與流體分布板10間隔開(kāi)。
[0061]實(shí)施例3
[0062]圖7B描繪了本流體分布設(shè)備在圓柱形容器中的另一種可能的區(qū)段實(shí)施方式，該實(shí)施例一般用于規(guī)模較大的工業(yè)容器中。一根承重管(中心管)24沿容器的主軸13同心設(shè)置于容器的中心。在容器的一個(gè)截面上，將該截面按一定角度劃分為與中心管同心的若干扇形區(qū)段；也可以如圖7B所示，設(shè)置與中心管同心的流通面積相等的兩層區(qū)段，靠近中心管的內(nèi)圈區(qū)段和遠(yuǎn)離中心管的外圍一圈區(qū)段，但不僅限于兩層。區(qū)段間以肋板21限定。在圖7B中，每一區(qū)段的流體收集板7上均包含兩組沿流體導(dǎo)入或抽出管8兩側(cè)排列的具有一定高度的導(dǎo)流筒9。導(dǎo)流筒9的橫截面可以是圓形，也可以如圖7B所示為矩形或其他形狀。導(dǎo)流筒9側(cè)壁開(kāi)有小孔或條縫，開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒截面積之比為1:20，其頂部也有開(kāi)有小孔或條縫的平板封閉，開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒截面積之比為1:10。每組導(dǎo)流筒9的當(dāng)量直徑從中間向兩側(cè)逐步減小。單層扇形區(qū)段中，導(dǎo)流筒9中心線距離區(qū)段兩端的距離比通常介于1.1至3.5的范圍內(nèi)。對(duì)于圖7B中所示的兩層區(qū)段，靠近中心管的區(qū)段中導(dǎo)流筒9的中心線距離區(qū)段兩段的距離比通常介于1.1至3.0的范圍內(nèi)，遠(yuǎn)離中心管的外圍一圈區(qū)段中，導(dǎo)流筒9的中心線距離區(qū)段兩端的距離比通常介于1.2至1.6的范圍內(nèi)。在圖7B中，單層扇形區(qū)段和兩層區(qū)段中的流體導(dǎo)入或抽出管8和兩組導(dǎo)流筒9的方向基本是垂直于容器截面徑向的，但是也可以如圖7B中所示，沿截面徑向設(shè)置。
[0063]圖8B對(duì)應(yīng)于圖7B中所標(biāo)記的剖面線，用以說(shuō)明本實(shí)施例的附加細(xì)節(jié)。
[0064]圖SB中的中心管兩側(cè)各有一個(gè)區(qū)段，分別由區(qū)段肋板21、上表面支撐部件5及下表面流體分布部件6所限定的區(qū)段僅通過(guò)底部的支撐圈17安裝于容器外殼22和中心管3上。如圖9B所示，上表面支撐部件5的上部分是成型金屬絲篩網(wǎng)，但不局限于這種結(jié)構(gòu)。下表面流體分布部件6由與上表面支撐部件5的上部分通常采用相同的材料制成。在其它應(yīng)用中，這些部件可以由不同構(gòu)型的材料構(gòu)成。例如，一個(gè)為成型金屬絲篩網(wǎng)，另一個(gè)為多孔板。床內(nèi)粒子的平均粒徑應(yīng)為成型金屬絲之間平均間距的至少兩倍。下表面流體分布部件6也可以如圖9B中心管右側(cè)所示，可選的包含一組支撐梁。如圖SB中心管左側(cè)所示，容器外殼22的內(nèi)表面是可見(jiàn)的。同時(shí)，流體收集板7以梯形斜坡的形式逐漸變薄，并且其最薄的部分最靠近導(dǎo)流筒9，流體收集板7上包含兩組導(dǎo)流筒9，導(dǎo)流筒9以一定的規(guī)則排布在流體導(dǎo)入或抽出管8兩側(cè)。導(dǎo)流筒9側(cè)壁不開(kāi)孔，其頂部由開(kāi)有小孔或條縫的平板封閉，開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒9截面積之比為1:3。每個(gè)導(dǎo)流筒9的當(dāng)量直徑均相等。流體收集板7的逐漸變薄也可以如圖8B中心管右側(cè)所示，成階梯狀。導(dǎo)流筒9的高度可以如圖SB中心管左側(cè)區(qū)段所示，高出流體收集板7 —定高度；也可以如圖SB中心管右側(cè)區(qū)段所示，與流體收集板7等高，且貫穿流體收集板7。如圖SB中心管左側(cè)所示，流體收集板7下方可設(shè)置一組導(dǎo)流板18，用以支撐流體收集板8，并使進(jìn)入空間21的流體向設(shè)備兩端流動(dòng)；也可以如圖SB中心管右側(cè)區(qū)段所示，不設(shè)導(dǎo)流板18。流體導(dǎo)入或抽出管8可以如圖9B中心管左側(cè)所示，是截面為距形的導(dǎo)管，也可以是如圖SB中心管右側(cè)所示是截面為圓形的導(dǎo)管。流體導(dǎo)入或抽出管8通過(guò)側(cè)面開(kāi)有小孔或條縫15與設(shè)備的空間連通，小孔或條縫15的設(shè)置應(yīng)避開(kāi)導(dǎo)流筒9的外壁。流體分布板10位于流體收集板7下方，可以如圖SB中心管左側(cè)所示，為一具有一定開(kāi)孔率的水平延伸整個(gè)設(shè)備截面的平板；也可如圖8B中心管右側(cè)所示，為兩塊具有一定開(kāi)孔率的平板，兩塊板的開(kāi)孔率和與流體收集板7的間距可以相同或不同。從導(dǎo)流筒9底部流出的流體經(jīng)過(guò)流體分布板10的分配后，均勻的進(jìn)入設(shè)備空間12。設(shè)備底部可如圖SB中心管左側(cè)所示，與下游床層間隔一定的距離，也可以如圖9B中心管右側(cè)所示，與下游床層接觸。設(shè)備的下表面流體分布部件6與下游床層的粒子上表面的間距通常為2-20mm。
【權(quán)利要求】
1.一種流體分布設(shè)備，設(shè)置在容器中位于垂直于軸線的兩個(gè)固體粒子床層之間、頂部床層上部或底部床層下部，其特征在于，所述流體分布設(shè)備包括: 用于支撐上部固體粒子床，并且允許流體通過(guò)的上表面支撐部件(5); 水平延伸穿過(guò)所述容器的截面區(qū)域并位于上表面支撐部件(5)之下，并與所述的上表面支撐部件(5)間隔開(kāi)的表面基本無(wú)孔的流體收集板(7); 位于所述流體收集板(7)之上的至少一組導(dǎo)流筒(9)，所述導(dǎo)流筒(9)提供上表面支撐部件(5)與流體收集板(7)之下空間的流體通路； 位于流體收集板(7)上方的流體導(dǎo)入或抽出管(8); 位于流體收集板(7)之下的流體分布板(10)； 和位于流體分布板(10)下方，并且與流體分布板間隔開(kāi)的下表面流體分布部件(6)。2.按照權(quán)利要求1的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的上表面支撐部件(5)由兩部分構(gòu)成，上部分為開(kāi)有小孔或條縫的成型金屬絲網(wǎng)或多孔材料，下部分為一組支撐條。3.按照權(quán)利要求1的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的下表面流體分布部件(6)為開(kāi)有小孔或條縫的成型金屬絲網(wǎng)或多孔材料；在其上方增加或不增加支撐條。4.按照權(quán)利要求1的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的流體收集板(7)由上部基本無(wú)孔的板構(gòu)成，在其下部設(shè)置或不設(shè)置導(dǎo)流板(18)。5.按照權(quán)利要求1的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的導(dǎo)流筒(9)為圓筒、橢圓筒或方筒，其高度為0.1?20mm，導(dǎo)流筒(9)總的截面積之和與設(shè)備截面積之比為1: (3?90)。6.按照權(quán)利要求1或5的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的導(dǎo)流筒(9)側(cè)面開(kāi)有條縫或小孔，開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒截面積之比為1: (2?90)。7.按照權(quán)利要求6的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的導(dǎo)流筒(9)頂部用開(kāi)有小孔或條縫的平板封閉，小孔或條縫的開(kāi)孔面積與導(dǎo)流筒(9)的截面積之比為1: (I?90)。8.按照權(quán)利要求1的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的流體導(dǎo)入或抽出管(8)上開(kāi)有小孔或條縫，其總開(kāi)孔面積與設(shè)備截面積之比為1:(5?100)，小孔孔徑或條縫寬度為1.5?10mm，小孔或條縫的間距為5?30mm。9.按照權(quán)利要求1的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的流體分布板(10)為貫穿設(shè)備截面的開(kāi)孔的平板或多孔材料板，流體分布板(10)上的總開(kāi)孔面積與設(shè)備截面積之比為1: (4 ?30) O10.按照權(quán)利要求1的流體分布設(shè)備，其特征在于，所述的下表面流體分布部件(6)和其上的流體收集板(7)之間的距離為H，下表面流體分布部件網(wǎng)孔或間距為Me，即Me為主平面內(nèi)的臨近開(kāi)口之間的平均中心線距離；H/Me的值為2?100。
【文檔編號(hào)】B01J8-02GK204294209SQ201420492262
【發(fā)明者】朱振興, 毛俊義, 張占柱, 王少兵, 王璐璐, 侯栓弟 [申請(qǐng)人]中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院