Газораспределительное устройство

 

ГДЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО , включающее набор неравновеликих концентрических обечаек, высоти -которых уменьшается от периферии к центру,, установленный коаксиально им по оси перфорированный стакан и направляющие, отл ичающеесот;и 1 -j,, ; й; лЫСУ с я тем, что, с целью обеспечения равномерного распределения газа в слое катализатора при колебаниях нагрузки по газу, направляющие размещены внутри перфорированного стакайа и выполнены в виде установленных соосно по высоте соответственно количеству концентрических обечаек патрубков с закрепленными на их нижнем конце коническими диафрагмами, ;при этом верхняя кромка верхнего патрубка расположена не ниже верхнего уровня перфорации стакана, последующих патрубков - не ниже нижней кромки вышележащего патрубка, а наружная кромка конических диафрагм на уровне верха соответствующих концентрических обечаек, диаметры патрубков должны удовлетворять условм : dcT d dg dI-ijt Опи D D2. DI аи -диаметр аппарата; где ь -диаметр стакана; , - диаметры патрубков; , D а -i диаметры концентри00 ческих обечаек. СО 9:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН усю В О1 J 8/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и Аатсн скому св етельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 341 0935/23-25 (22) 23.03.82 (46) 30.07.83. Бюл. и 28 (72) Г,Л. Криштопа, P.Ã. Вознесенский, Б.Н. Лищина, A.È. Ищенко и В П. Гаврилов (71) Северодонецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения и Северодонецкое производственное объединение "Азот" им. Ленинского комсомола (53) 66.096.5(088.8) (56) 1, Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. И ., "Машиностроение", 1975, с. 164, с. 456-457.

2; Авторское свидетельство СССР

11 682260, кл. В 01 J 8/44, 1976. (54)(57) ГАЗОРАСПРЕЛЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее набор неравновеликих концентрических обечаек, высота -которых уменьшается от периферии к центру,. установленный коаксиально им по оси перфорированный стакан и направляющие, о т л и ч а ю щ е е - >

„„Я0„„, А с я тем, что, с целью обеспечения равномерного распределения газа в слое катализатора при колебаниях нагрузки по газу, направляющие размещенй внутри перфорированного стака-на и выполнены в виде установленных соосно по высоте соответственно количеству концентрических обечаек патрубков с закрепленными на их нижнем конце коническими диафрагмами, при этом верхняя кромка верхнего патрубка расположена не ниже верх.него уровня перфорации стакана, последующих патрубков - не ниже нижней кромки вышележащего патрубка, а

-наружная кромка конических диафрагмна уровне верха соответствующих кон- Е центрических обечаек, диаметры патрубков должны удовлетворять условие:

dm d1 dc. d „ ц С . p« = p = p p„. = o« где 3),„ - диаметр аппарата; д — диаметр стакана; ст

0,1ф .Д, „- диаметры патрубков;

,))<. р,g - диаметры концентрических обечаек.

1 . 1Î

Изобретейие относится к аппаратурному оформлению химических и нефтехимических производств, в частности к устройству распределения газа в аппаратах с неподвижным слоем катализатора или другим наполнителем.

Известны газораспределительные устройства аппаратов, в ноторых раскрытие поступающей в аппарат струи газа .осуществляется при помощи диф- фуэоров с разделительными стенками или других приточных. насадок, в ко. торых основная струя разбивается на отдельные потоки или струи, направленные на всю площадь поперечного се чения аппарата 11 .

Расстояние от точек образования таких струй или потоков до точек их соприкосновения с верхним слоем катализатора различно, так как струи направлены под углом к поверхности слоя катализатора, и сам верхний слой катализатора в процессе рабаты изменяет свое положение из-за усадки слоя. Поэтому при входе в слой катализатора газовый поток имеет неравномерное поле скоростей, что не позволяет эффективно использовать ката- лизатор.

Известно гаэораспределительное устройство, включающее набор неравновеликих концентрических;,обечаек, высота которых уменьшается с периферии к центру, установленный коаксиально им перфорированный станан и направ-; ляющие $2).

31 "96 2

При повышении нагрузки возраста скорость газового потока в стакане и соответственно увеличивается динамический напор. Поэтому в нижней части стакана через перфорацию будет проходить газа больше, чем,в верхней части стакана.

При уменьшении нагрузки через верхнюю часть стакана будет проходить

1О сравнительно больше газа, чем в нижней части стакана, Поэтому в первом случае в центре аппарата плотность газового потока выше, чем в более удаленных точках, а во втором случае

1 плотность газового потока выше у стенок аппарата, чем в.центре.

Цель изобретения — обеспечение равномерного распределения газа в. слое катализатора при колебаниях на

20 груэки по газу.

Указанная цель достигается тем, что в газораспредеЛительном устройстве, включающем набор неравновеликих концентрических обечаек, высота код торых уменьшается от периферии к центру, установленный коаксиально им перфорированный стакан и направляющие, последние размещены внутри перфорированного стакана и выполнены 0 в виде установленных соосно по высоте соответственно количеству концентрических обечаек патрубков с закреп" ленными на их нижнем конце коничес-. кими диафрагмами, при этом верхняя

, кромка верхнего патрубка расположена не ниже верхнего уровня перфорации стакана, последующих патрубков40

В этом газораспределительном устройстве газовый поток через перфорацию в стакане по замкнутому направ- " ляющими в виде торцовых дисков и обечайками пространству распределяется по сечению всего аппарата.

Равномерность газового потока, .поступающего на катализатор, зависит в основном только от равномерного распределения его по свободному сече, нию стенки стакана.

Однако равномерное расйределение газового потока 4ерез стенки станан® может быть достигнуто лишь при строго определенном количестве подаваемого в аппарат газа.

При колебаниях нагрузки по газу, что практически бывает при ведении всех технологических процессов, нарушается равномерное его распределение через стенки стакана и, соответственно, по сечению всего аппарата. не ниже нижней кромки вышележащего патрубка, а наружняя кромка конических диафрагм - на уровне верха cootветствующих концентрических обечаен, диаметры патрубков должны удовлетво рять условию

1 .. 1 и

drawl d dz d d

DON D4 0 01 d 087

t где 3g> - диаметр аппарата;

- диаметр стакана; „ф;Д.„;д„- диаметры патрубков;

1), . Яу ° 0. - диаметры концентри» ческих обечаек.

Равенство отношений дйаметров патрубков и обечаек обуславливает равенство отношений площадей сечений, заключенных между. патрубками, к площадям сечений, заключенным между соответствующими обечайками.

На чертеже изображено гаэораспределительное устройство, продольный разрез.

3; 10.314 6 4

Газораспределительное устройство. Диаметр следующего патрубка опреразмещено в корпусе аппарата и со- деляют из равенства держит набор неравновеликих концентрических обечаек 1, йерфорированный аю я „ .сл1 ОО Оо стакан 2, соосно Расположенные по си д высоте стакана патрубки. 3 с кольцевы- далее ми диафрагмами 0. Обечайха, распело- . 0. х . см

D d 1200.000 иеннах блихе х центру, имеет нанмень- . 1 рои 3 00 ауе. айсоту, высота последухмнх обе- ." осьххбсе БОО боо б = = — «70мм чаек возрастает соотв«етств«енно диа- 10 < и 3<„3600 метру. ; - . . : Поток газа,-проходящий между стен-

Перфорированный. стакан 2 располо- кой стакана и патрубком диаметром жен по оси аппарата. Перфорация рас- : д .1 = 445 мм, проходит через отверсчитана на равномерное распределе-. .. тия s стакане s виде отдельных струй, ние газового« потока при номинальных <5 достигает стенки аппарата и направлярасходах. ется к слою катализатора йо пространТолщина стенки принимается такой, : ству между стенкой аппарата и обе-, чтобы обеспечить направление исходя- чайкой диаметром О. = 3200 мм. щего из отверстий газа r, малым -углом раскрытия:струи. . 16 . -Отношение. площадей при этом составляет. Ч + р). Х ц р) ,Патрубки установлены внутри сто(а" . = + ОИ 0 4 С И Ч на кс нцентРйчно на Разной высотЕ. : я. батрубОК:С бОЛЬинн дИаМЕтрОМ раСПО- . м.-в — „- « .ОХО Х д« лон 0gep H<+H g e1..q K ee+ - -31 ооо 4И наименьший Диаметр. ДиаметРы патРУб- Поток газа прохо оток газа, проходящий между латков..прйняты с размерами, удовлетво . : .:Рубками диаметрами . d = 445 и

1 ряющими вышеприведенное условие ра- 4, = 350, попадает в пространство венства. отношений. - между обечайками. дйаметром D = 3200

Верх:верхнего патрубка расположен j00 и 0 = .2600: не ниже границы перфорации в стакане, а последующих патрубков не ниже. .. и +< yð) (®< g ) низа вышерасположенных патрубков..

К нижней кромке патрубков крепятЪ1-ЭЪ МОО 2600 .вающие сечение между стаканом и.со-: - q- z:: 4 >6О ответствующим патрубком. Наружная . кройка- диафрагм расположена на уров--::. :Подобным образом расчитывают и

" не- соответствующих обечаек. другие отношения площадей. Во всех

Пример. В корпусе аппарата -:- - случаях отношение . составляет 50. диаметром 3600 мм .(О „ 3600 мм). .- . Таким образом, плотность газового коаксиально размещенй обечайки диа-. . -п«отока во всех случаях уменьшается метром Dq 3200; 02,:2600; . : .приблизительно в 50 раз, и при. оди0 ° . 1200. Обечайка диаметром .. - наковой плотности газового потока в

0 3200 имеет наибольшую высоту, : сечении стакана получают одинаковую обечайка диаметром 01 1200 - на-, :, йпотность газового потока при входе именьшую высоту..: его в cia катализатора. .Диаметр расположенного по оси..ап .. — Устройство работает. следующим обпарата,перфорированного стакана ра- разом. вен 500 мм. : . - Через перфорированный стакан 2

Необходимый диаметр расположенных поток. газа поступает с одинаковой внутри стакана патрубков .определяют. .. скорохстьв по всему сечению стакана. . и«в уравнения :Часть era между стенкой стакана и .

00и 0ч . верхним патрубном 3 проходит:иерее перфорацию,— расположенную в площади откуда - от границы перфорации до верхней

Ь . 91 d w 3200 500 -льцевй д Фрагмы 4. Проходя от« . 445 мм поток в: виде отдельных струй приоб1031496

Яатолизфщор

ВНИИПИ Заказ 5261/5 Тираж 537 Подписное;

»«»»«»«»««ее «а«ее»Е» «ееа » ФО

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ретает перпендикулярное оси стакана направление, причем струи газа имеют малый угол рассеяния. Струи газа достигают стенки аппарата и по пространству между стенкой аппарата и о6ечайкой направляются вдоль оси аппарата на слой катализатора. За счет того, что диафрагма находится на уровне обечайки, в пространство между стенкой аппарата и обечайкой поступает только тот гаэ, который прошел между стенкой стакана и верхним патрубком. Оставшаяся часть газа распределяется аналогично по всему сечению аппарата.

ПосколЬку газовый поток, проходящий через сечение, заключенное между любыми двумя патрубками, попадает в сечение, заключенное между соответствующими обечайками,а плотности газового потока во всех патрубках одинаковы между собой,в том числе и при колебаниях по нагрузке общего газового потока,то и плотность газового потока между обечайками, уменьшенная во столько раз во сколько увеличена

С.юлю

"площадь его сечения, остается одинаковой во всех сечениях, заключенных между любыми обечайками, т.е ° обеспечивается равномерное распределение

5 газового потока по всему сечению аппарата.

В качестве базового объекта принято распределительное устройство, ус10 тановленное в реакторе синтеза метанола технологической линии производства метанола, выполненное в соответствии с прототипом, в котором направляющие элементы убраны для удобства

15 обслуживания, что не отражается на показателях работы t- àçoðàñïðåäåëèтельного устройства.

Использование предлагаемого газо20 распределительного устройства позволяет обеспечить равномерное распределение газового потока по всему сечению аппарата при колеблющихся нагрузках, что повышает эффективность ис- . пользования катализатора и производительность аппарата.