一种用于脱硫液再生塔的气体分布装置的制作方法

本技术涉及脱硫液再生塔，特别涉及一种用于脱硫液再生塔的气体分布装置。

背景技术：

1、在湿法氧化脱硫工艺中，脱硫液再生塔是实现催化剂氧化再生的核心设备。吸收了硫化氢的脱硫富液在再生塔内与空气接触，富液中的还原态催化剂在溶解氧作用下被氧化为氧化态，恢复脱硫活性，同时硫氢根离子被氧化为单质硫析出，实现脱硫液的循环再生。

2、目前，工业上常用的气体分布装置主要包括矛式分布器和管网式分布器。矛式分布器由若干喷管组成，出气方向单一，气体主要沿竖直方向上升，水平方向混合能力弱，相邻喷管之间易形成流动死区，导致局部氧化不充分。管网式分布器由主管、支管及管壁出气孔组成，气体分布面积有所增大，但出气孔通常仅沿单一方向开设，液相湍动程度有限；且各出气孔出气方向一致，相邻管路之间的气流缺乏相互作用，气液界面更新速率较低。

3、现有气体分布装置气液混合流动方向单一，缺乏水平方向和切向的主动混合机制，塔内存在较多混合死区；相邻出气结构之间的气流缺乏协同剪切和湍动效应，气液界面更新不充分；管路之间区域气体供给薄弱，整体气液接触面积有限。上述缺陷导致贫液悬浮硫含量偏高、催化剂再生率不足，需增大供气量弥补混合不足，增加了系统能耗。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本技术提供一种用于脱硫液再生塔的气体分布装置，以解决现有技术中的气体分布装置混合效果差的问题。

2、本技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

3、一种用于脱硫液再生塔的气体分布装置，所述气体分布装置包括入口管、联络管、若干环形管、分支管和喷气口；

4、所述入口管的进气端用于与供气管路连接，所述入口管的出气端通过所述联络管与最内侧的所述环形管连通；若干所述环形管同轴且沿径向由内向外依次设置，相邻所述环形管之间通过若干所述分支管连通；

5、所述联络管和所述分支管上设有所述喷气口，且所述喷气口的出气方向分别朝向竖直方向的上方和下方；

6、所述环形管上设有所述喷气口，所述喷气口的出气方向与所述环形管的管壁呈预设夹角，且相邻两个所述环形管上的所述喷气口在切向上的出气方向相反；

7、所述环形管上的所述喷气口以混合单元的形式分组布置，每个所述混合单元包括至少四个所述喷气口，同一所述混合单元内的所述喷气口沿所述环形管的周向均匀设置。

8、在可选的实施方式中，所述预设夹角为15°~20°。

9、在可选的实施方式中，所述环形管上的所述喷气口包括水平方向喷气口和竖直方向喷气口；相邻两个所述环形管的内侧和外侧的所述水平方向喷气口分别采用顺时针和逆时针的切向出气方向；相邻两个所述环形管的内侧和外侧的所述竖直方向喷气口分别采用顺时针和逆时针的切向出气方向。

10、在可选的实施方式中，所述环形管上相邻两个所述混合单元之间的管壁上还开设有辅助出气孔，所述辅助出气孔沿所述环形管的周向等间隔设置，且所述辅助出气孔与所述混合单元交错布置。

11、在可选的实施方式中，所述入口管的直径为d，所述联络管和所述环形管的直径均为d，所述分支管的直径为0.7d~0.8d，所述喷气口的直径为0.2d~0.3d，所述辅助出气孔的直径为0.05d~0.1d。

12、在可选的实施方式中，所述分支管的数量为4的倍数，且所述分支管沿所述环形管的周向均匀分布。

13、在可选的实施方式中，所述气体分布装置还包括入口法兰和连接法兰结构，所述入口法兰设置于所述入口管的进气端，所述连接法兰结构设置于所述入口管与所述联络管之间。

14、在可选的实施方式中，所述气体分布装置还包括支撑组件，所述支撑组件包括支撑座、支撑梁、支撑架、垫块和u型螺栓螺母，所述支撑梁通过所述支撑座固定于再生塔内壁，通过所述u型螺栓螺母和所述垫块将所述环形管和所述分支管固定于所述支撑梁上。

15、在可选的实施方式中，所述环形管的数量为至少两个，各所述环形管的直径由内向外依次递增。

16、在可选的实施方式中，相邻两个所述环形管与连接相邻两个所述环形管的两个所述分支管围成一个混合区域，多个所述混合区域沿径向依次排列。

17、与现有技术相比，本技术的优点在于：

18、本技术中用于脱硫液再生塔的气体分布装置，包括入口管、联络管、若干环形管、分支管和喷气口，所述入口管的进气端用于与供气管路连接，所述入口管的出气端通过所述联络管与最内侧的所述环形管连通；若干所述环形管同轴且沿径向由内向外依次设置，相邻所述环形管之间通过若干所述分支管连通；所述联络管和所述分支管上设有所述喷气口，且所述喷气口的出气方向分别朝向竖直方向的上方和下方；所述环形管上设有所述喷气口，所述喷气口的出气方向与所述环形管的管壁呈预设夹角，且相邻两个所述环形管上的所述喷气口在切向上的出气方向相反；所述环形管上的所述喷气口以混合单元的形式分组布置，每个所述混合单元包括至少四个所述喷气口，同一所述混合单元内的所述喷气口沿所述环形管的周向均匀设置。

19、本气体分布装置采用入口管、联络管、若干同轴环形管及分支管构成由内向外的多级气体分配网络，气体从入口管进入后经联络管分配至最内侧环形管，再通过分支管逐级向外传递至各圈环形管。通过由内向外的辐射状分配路径使得气体沿径向均匀分配至塔内各区域，克服了现有管网式分布器中因管路布局不对称或末端供气不足导致的径向气体分布不均问题，从源头上保证了塔内各径向位置均能获得充足的气体供给。

20、在竖直方向上，联络管和分支管上的喷气口分别朝向竖直方向的上方和下方出气，形成上下对置的气流结构。向上喷出的气体驱动脱硫富液产生上升流，向下喷出的气体则驱动液相产生下降流，二者在竖直方向上形成方向相反的循环流动。与现有分布器中气体仅沿单一竖直方向上升所形成的简单推流不同，上下对置气流在竖直方向上构建了闭合的循环回路，使得液相在竖直方向上持续翻转混合，有效消除了塔内竖直方向上的分层和短路现象，增大了气液两相在竖直方向上的接触时间和接触频率。

21、在水平切向上，环形管上的喷气口出气方向与管壁呈预设夹角，使气体并非沿径向或竖直方向直接喷出，而是以斜向方式进入液相，其出气速度可分解为径向分量和切向分量，其中切向分量驱动液相沿环形管的周向产生旋转流动。更为关键的是，相邻两个环形管上的喷气口在切向上的出气方向相反，即内圈环形管驱动液相顺时针旋转时，相邻外圈环形管则驱动液相逆时针旋转。两圈反向旋转的液流在相邻环形管之间的环形区域内相遇，形成速度方向相反的剪切层，产生强烈的切变流效应。切变流使得气液界面在剪切作用下被持续拉伸、撕裂和更新，显著增大了气液接触面积，强化了氧气从气相向液相的传质速率。

22、环形管上的喷气口以混合单元的形式分组布置，每个混合单元内至少四个喷气口沿环形管周向均匀设置。同一混合单元内多个喷气口同时出气时，各喷气口的气流在环形管横截面上从不同方位汇入液相，形成多方向交汇的局部流动结构。多股气流在交汇区域相互碰撞和干涉，产生局部微涡旋，使液相在混合单元所在区域发生强烈的三维湍动，进一步破碎了大气泡为细小气泡，增大了气液比表面积，同时加速了液相边界层的更新，降低了传质阻力。

23、整体作业时，竖直方向的上下循环流动为液相提供了宏观的翻转动力，使气液两相在竖直方向上充分接触；切向的反向旋转切变流在水平方向上持续剪切和更新气液界面；混合单元产生的局部微涡旋则在微观尺度上强化气泡破碎和界面传质，构建了一个立体化、多层次的气液混合流场，克服现有分布器流动方向单一、相邻气流缺乏协同、存在混合死区的缺陷，能够显著缩短氧化反应时间，降低贫液悬浮硫含量，提高催化剂再生率，并减少氧化风机的供气需求，降低系统运行能耗。