CN103446877A - 流化床反应器及其内构件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种流化床反应器及其内构件，流化床反应器包括一塔筒，多个内构件配置于塔筒内。各个内构件包括一结合面、一接触面与一导流面，结合面设置于塔筒的内壁面，接触面与导流面倾斜连接于结合面，并且于接触面与导流面之间形成一反曲点。当固体颗粒通过进料口进入塔筒内，接触面导引固体颗粒沿塔筒的径向方向以及反曲点的方向流动；当固体颗粒通过反区点，导流面导引固体颗粒沿塔筒的径向方向分布于塔筒内以及朝向排气口流动，从而提升固气接触反应、增强固气轴向与径向混合能力，并且优化塔筒内的流场。

Description

流化床反应器及其内构件

技术领域

本申请属于化工反应器领域，具体地说，涉及一种流化床反应器及其内构件。

背景技术

一般在半干法循环流化床烟气脱硫(Circular Fluid Bed-Flue GasDesulfurization，简称CFB-FGD)工艺所使用的脱硫塔内，固体脱硫剂颗粒的流动特性与塔内固体颗粒物的浓度是影响脱硫效率的两个重要因素，均与脱硫剂固体颗粒的运动特性直接相关，目前运行的循环流化床烟气脱硫机组多存在塔内密相区脱硫剂固体颗粒运动参数径向分布不均匀，以及所产生的气固径向混合能力弱，气固接触反应效率不理想等诸多问题。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种流化床反应器及其内构件，从而解决公知流化床烟气脱硫工艺中固体颗粒的径向分布不均匀以及气固接触反应效率不理想的问题。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种流化床反应器，包括一塔筒以及多个内构件，塔筒具有一进气口、一排气口与一进料口，进气口及排气口分别配置于塔筒的相对二端，进料口配置于塔筒上相邻于进气口的一侧。多个内构件沿塔筒的圆周方向间隔设置于塔筒内，各个内构件包括一结合面、一接触面与一导流面，结合面设置于塔筒的内壁面，接触面与导流面倾斜连接于结合面的相对二端，且接触面与导流面相连接，并且于相连接处形成一反曲点，此反曲点朝向塔筒的中心方向沿伸。其中，多个内构件的接触面对应于进气口，并且于塔筒内构成内径渐缩的一内缩段，多个内构件的导流面对应于排气口，并且于塔筒内构成内径渐增的一外扩段，当固体颗粒通过进料口进入塔筒内，固体颗粒于内缩段内撞击于接触面，通过接触面导引固体颗粒沿塔筒的径向方向以及反曲点的方向流动，并且当固体颗粒通过反区点，导流面导引固体颗粒沿塔筒的径向方向分布于塔筒内以及朝向排气口流动。

另外，本申请公开了一种流化床反应器的内构件，包括一结合面、一接触面与一导流面，接触面与导流面倾斜连接于结合面的相对二端，且接触面与导流面相连接，并且于相连接处形成一反曲点。

与现有的方案相比，本申请所获得的技术效果：

本申请的流化床反应器在塔筒内配置钝体式的内构件，通过内构件的接触面与导流面改变固体颗粒的流动方向，从轴向方向变换为径向方向，让固体颗粒可以较为均匀的沿塔筒的径向方向分布于塔筒内，从而提升气体与固体颗粒的接触率，并且有效的改善流化质量。此外，由于接触面与导流面于塔筒内形成内缩段与外扩段结构，让固体颗粒在通过内缩段时产生加速作用，以及在通过外扩段时产生减速作用，通过这种流动时的加速、减速作用，让固体颗粒重新分布，而有利于强化气固反应，并且增强了气固轴向、径向混合以及内循环作用，从而提高了截面颗粒浓度，对浓度场优化起到积极作用。

附图说明

图1为本申请的一实施例的流化床反应器的剖面示意图；以及

图2为本申请的一实施例的流化床反应器的内构件的平面示意图。

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

请参照图1和图2，本申请的一实施例所揭露的流化床反应器10包括一塔筒110与多个内构件120，塔筒110具有一进气口111、一排气口112与一进料口113，进气口111及排气口112分别配置于塔筒110的相对二端，进料口113配置于塔筒110上相邻于进气口111的一侧。多个内构件120沿塔筒110的圆周方向间隔设置于塔筒110内，各个内构件120包括一结合面121、一接触面122与一导流面123，结合面121设置于塔筒110的内壁面，接触面122与导流面123倾斜连接于结合面121的相对二端，其中接触面122与导流面123相连接，并且于相连接处形成一反曲点124。此外，还可以选择性的将内构件120的接触面122与结合面121之间的角度设置为小于导流面123与结合面121之间的角度的结构形态。

多个内构件120分别通过结合面121连接于塔筒110的内壁面，并且位于塔筒110内靠近于进料口113的一侧，使进料口113介于多个内构件120与进气口111之间，其中各个内构件120的反曲点124朝向塔筒110的中心方向沿伸，使接触面122对应于塔筒110的进气口111，并且于塔筒110内构成内径渐缩的一内缩段114；以及使导流面123对应于塔筒110的排气口112，并且于塔筒110内构成内径渐增的一外扩段115。并且，多个内构件120可以是但并不局限于对称设置于塔筒110内，或者是以二个或三个为一组的方式对应设置于塔筒110内，此仅为多个内构件120在塔筒110内的排列方式不同，并非用以限定本申请的实施态样。

基于上述结构，当烟气或其他待处理气体自塔筒110的进气口111进入塔筒110内，固体颗粒(固体脱硫剂颗粒)可以通过进料口113供应至塔筒110内与烟气接触、混合，并且随着烟气气流的带动朝向塔筒110的排气口112的方向移动。在此过程中，部分固体颗粒从内构件120与内构件120之间的间隙通过；其余的固体颗粒会在塔筒的内缩段114内受到内构件120的阻挡，而撞击于接触面122上，迫使固体颗粒必须改变运动方向才能顺利的通过内构件120，也就是造成固体颗粒从原本沿着塔筒110的轴心方向的移动模式，转换为沿着塔筒110的径向方向移动，然后再受到上升气流的带动而朝向塔筒110的排气口112方向流动；或者是固体颗粒在撞击接触面122后，受到接触面122的导引而朝向反曲点124的方向运动。由于塔筒110的内缩段114的内径朝向内构件120的反曲点124的方向渐缩，造成塔筒110内相对于反曲点124的位置处压力较大，使气流的流动速度加快，一并带动固体颗粒快速通过内构件120的反曲点124，从而增进固体颗粒沿塔筒110的轴向方向与气流接触的效率。

当固体颗粒通过反区点124进入到塔筒110内的外扩段115，由于内缩段114的内径朝向塔筒110的排气口112的方向渐增，造成塔筒110内相对于外扩段115的位置处的压力较小，使气流的流动速度减慢，从而增进固体颗粒与烟气气流之间的接触时间，进一步的提升固气接触效率。此外，固体颗粒在外扩段115中除了受到气流带动而沿着塔筒110的轴向方向移动外，同时还受到内构件120的导流面123的导引，而沿着塔筒110的径向方向扩散，并且朝向塔筒110的排气口112的方向移动，从而使固体颗粒在塔筒110内分布均匀，而不会集中于靠近进料口113的一侧。

在本申请的流化床反应器中，由于固体颗粒会受到内构件的作用而朝向塔筒的径向方向移动，除了可以促进固体颗粒在塔筒的径向方向的分布均匀度之外，还可以通过固体颗粒在内构件的接触面所形成的内缩段中的加速作用以及导流面所形成的外扩段中的减速作用，让固体颗粒重新分布，从而提升烟气与固体颗粒的接触效率，并且增强了气固轴向与径向的混合效率。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种流化床反应器，其特征在于，包括：

一塔筒，具有一进气口、一排气口与一进料口，所述进气口及所述排气口分别配置于所述塔筒的相对二端，所述进料口配置于所述塔筒上相邻于所述进气口的一侧；以及

多个内构件，沿所述塔筒的圆周方向间隔设置于所述塔筒内，所述内构件包括一结合面、一接触面与一导流面，所述结合面设置于所述塔筒的内壁面，所述接触面与所述导流面倾斜连接于所述结合面的相对二端，且所述接触面与所述导流面相连接，并且于相连接处形成一反曲点，所述反曲点朝向所述塔筒的中心方向沿伸；

其中所述多个内构件的接触面对应于所述进气口，并且于所述塔筒内构成内径渐缩的一内缩段，所述多个内构件的导流面对应于所述排气口，并且于所述塔筒内构成内径渐增的一外扩段，当固体颗粒通过所述进料口进入所述塔筒内，所述固体颗粒于所述内缩段内撞击于所述接触面，所述接触面导引所述固体颗粒沿所述塔筒的径向方向以及所述反曲点的方向流动，并且当所述固体颗粒通过所述反区点，所述导流面导引所述固体颗粒沿所述塔筒的径向方向分布于所述塔筒内以及朝向所述排气口流动。

2.如权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于，所述内构件的所述接触面与所述结合面之间的角度小于所述导流面与所述结合面之间的角度。

3.如权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于，所述多个内构件对称设置于所述塔筒的内壁面。

4.一种流化床反应器的内构件，其特征在于，包括一结合面、一接触面与一导流面，所述接触面与所述导流面倾斜连接于所述结合面的相对二端，且所述接触面与所述导流面相连接，并且于相连接处形成一反曲点。

5.如权利要求4所述的流化床反应器的内构件，其特征在于，所述接触面与所述结合面之间的角度小于所述导流面与所述结合面之间的角度。

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