CN102247793B

CN102247793B - 一种密相输运床反应器

Info

Publication number: CN102247793B
Application number: CN 201110106031
Authority: CN
Inventors: 李舟航; 吴玉新; 沈解忠; 李俊; 谢玉荣; 魏利岩; 岳光溪
Original assignee: Tsinghua University; Wuxi Huaguang Boiler Co Ltd
Current assignee: Tsinghua University; Wuxi Huaguang Boiler Co Ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: CN102247793A

Abstract

一种密相输运床反应器，属于化工气固两相反应设备技术领域。本发明包括顶部给料口、气体输送通道、输运床、分离器、固体收集器和气体收集器。所述的输运床包括多级，每级输运床均由输运槽、设置在输运槽下部的布风板和风室构成，且向下倾斜布置；相邻两级输运床通过水平过渡段首尾相接；气体输送通道上引出多个气体支路，每级输运床的风室通过气体支路与气体输送通道相连。该密相输运床反应器使用输运床来进行气固两相反应，输运过程平稳，固体反应物浓度很高，通过调整倾角能调节混合物的反应速度。本发明具有反应固体浓度高、反应过程平稳、反应时间易于控制、结构简单等优点，尤其适用于固体反应物浓度很高的气固两相反应。

Description

一种密相输运床反应器

技术领域

本发明涉及一种密相输运床反应器，属于化工气固两相反应设备技术领域。

背景技术

气固两相反应是化学工业中应用最广、规模最大的一种反应过程。目前的化工生产中，气固相反应通常在固定床反应器、移动床反应器或流化床反应器中进行。这三种反应器都有一些缺点：固定床反应器不能实现固体物料的连续输入和输出；移动床反应器反应器和流化床反应器虽然能实现物料的连续输入和输出，但是物料的输入浓度和输出浓度必须控制在一定范围之内，而且反应时间一般较难调整。对于一些要求输入的固体反应物浓度很高的气固两相反应，无法采用固定床反应器，而采用移动床或流化床反应器时，反应效率会比较低。因此，需要一种能够允许固体反应物达到很高的浓度、反应时间易于控制的反应器。

发明内容

本发明的目的就在于提出一种密相输运床反应器，使反应器中的固体反应物能够达到很高的浓度，而且反应时间易于控制。

本发明所述的密相输运床反应器技术方案如下：

一种密相输运床反应器，其特征在于：包括顶部给料口、气体输送通道、输运床、分离器、固体收集器和气体收集器，所述的输运床包括多级，每级输运床均由输运槽、设置在输运槽下部的布风)和风室构成，且向下倾斜布置，相邻两级输运床通过水平过渡段首尾相接，交叉下降布置；所述的气体输送通道上引出多个气体支路，每级输运床的风室通过气体支路与气体输送通道相连；所述的分离器、固体收集器和气体收集器设置在最末一级输运床的出口处。

本发明的技术特征还在于：本发明所述的每级输运床向下倾斜的角度为7°～20°。在每个水平过渡段的顶部设有补料口。

所述每级输运床的横截面为矩形或圆形，采用矩形截面时，输运床截面的高宽比为1～1.333，输运槽和风室的高度比为1～2；采用圆形截面时，输运槽和风室的横截面积比为1～2。

本发明具有以下的优点和突出效果：①实现了气固两相反应器中反应固体的高浓度输入；②输送床的倾角可调，通过调节倾角使气固混合物的流速发生变化，改变混合物在反应器中的停留时间，反应时间易于控制。③混合物在输运床中流动平稳，反应能按照设计要求稳定地进行。④每个水平过渡段顶部都设有补料口，反应过程中可以从补料口补充固体反应物，便于在反应过程中调整反应固体的浓度。

综上所述，本发明是一种较好的气固两相反应器，尤其适用于固体反应物浓度很高的气固两相反应。

附图说明

图1是本发明提供的密相输运床反应器的结构原理示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中A-A截面图。

图中：1-顶部给料口；2-气体输送通道；3-气体支路；4-风室气体入口；5-输运槽；6-布风板；7-风室；8-水平过渡段；9-补料口；10-分离器；11-固体收集器；12-气体收集器。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的原理、具体结构和最佳实施方式。

图1是本发明提供的密相输运床反应器的示意图。该反应器包括顶部给料口1、气体输送通道2、输运床、分离器10、固体收集器11和气体收集器12。该输运床包括多级，通常采用8～16级；每级输运床均由输运槽5、设置在输运槽下部的布风板6和风室7构成，且向下倾斜布置，倾角可在7°～20°范围内变化。输运床采用交叉下降的布置方式(即第一级输运床向右下方向倾斜，第二级输运床向左下方向倾斜；从第三级输运床开始，重复第一、二级输运床的倾斜方式)；相邻两级输运床倾斜方向不同，交叉下降布置，并通过水平过渡段8首尾相接。在气体输送通道2上引出多个气体支路3，每级输运床的风室通过气体支路3与气体输送通道2相连；所述的分离器10、固体收集器11和气体收集器12设置在最末一级输运床的出口处。

在密相输运床反应器中，每级输运床中的布风板将其分为上下两个部分，反应固体和气体分别从上部和下部进入输运床，在输运床中混合、反应和向下流动。反应固体可以全部从顶部给料口1加入，也可以一部分从顶部给料口1加入，另一部分从每个水平过渡段8顶部的补料口9加入。反应气体首先进入气体输送通道2，其上引出多个气体支路3，每个气体支路3中的反应气体流量都可调节，反应气体经气体支路3进入风室7。反应气体在风室中均匀分布，通过布风板6上的微孔进入输运槽5，将其中的反应固体部分流化后，气固混合物在重力的作用下在输运槽5内开始向下充气流动。这种流动方式下输运床可输运很高浓度的反应固体，而且输运过程平稳。因此，该反应器允许高浓度的反应固体和反应气体在输运槽5内混合并反应，同时向下流动，直到反应完全，在最后一级输运床的出口处，生成物经分离器10分离后进入固体收集器11和气体收集器12。反应器工作时，可以通过调整输运床的倾角来改变输运床内气固混合物的流动速度，改变混合物在输运床内的停留时间，最终改变气固相在反应器内的反应时间。在反应过程中，当某一级输运床中的反应固体浓度过低时，可以在对应的水平过渡段补料口9处添加适量的反应固体，反应物浓度的调整很方便。每级输运床的横截面可以是矩形或圆形，为了保证输运床能输运高浓度的反应物，采用矩形截面时，输运床截面的高宽比为1～1.333，输运槽5和风室7的高度比为1～2；采用圆形截面时，输运槽5和风室7的横截面积比为1～2。

使用本发明提供的密相输运床反应器，可以使反应器中固体反应物达到很高的浓度，以促进气固反应。通过改变输运床倾角可以控制气固两相的反应时间，使反应充分。在反应过程中，从水平过渡段的补料口可以添加反应固体，使反应过程中调整反应固体浓度很方便，同时保证反应过程中反应固体的浓度足够高以达到反应要求。因此，本发明提供的密相输运床反应器是一种较好的气固两相反应器，尤其适用于固体反应物浓度很高的气固两相反应。

Claims

1.一种密相输运床反应器，其特征在于：包括顶部给料口（1）、气体输送通道（2）、输运床、分离器（10）、固体收集器（11）和气体收集器（12），所述的输运床包括多级，每级输运床均由输运槽（5）、设置在输运槽下部的布风板（6）和风室（7）构成，且向下倾斜布置，相邻两级输运床通过水平过渡段（8）首尾相接，交叉下降布置；所述的气体输送通道（2）上引出多个气体支路（3），每级输运床的风室通过气体支路（3）与气体输送通道（2）相连；所述的分离器（10）、固体收集器（11）和气体收集器（12）设置在最末一级输运床的出口处；所述每级输运床向下倾斜的角度为7°～20°；所述每级输运床的横截面为矩形或圆形；采用矩形截面时，输运床截面的高宽比为1～1.333，输运槽和风室的高度比为1～2；采用圆形截面时，输运槽和风室的横截面积比为1～2。

2.按照权利要求1所述的一种密相输运床反应器，其特征在于：在每个水平过渡段（8）的顶部设有补料口（9）。