CN110173686A - 一种可承压返料器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液固/气固流化床领域，公开了一种可承压返料器。该返料器包括一个承压外壳，所述承压外壳的顶部设有连接口，而在所述承压外壳的下部侧面设有至少一个进水口，其中，在所述承压外壳的内侧还设有倾斜的节流元件，所述节流元件将所述承压外壳分为进料部和出料部，所述进料部的顶部与所述连接口相连通，底部则与所述出料部的底部相连通，而所述出料部的侧面则设有排出口。本发明中的可承压返料器不仅适用于Geldart A和Geldart B类颗粒，还适用于对难以流化的Geldart D类颗粒进行流化处理，较之常用的U阀和环路密封阀，不仅能够承受高压，而且不容易发生返水，此外，其结构较为简单，制造成本也更低，具有较强的实用性。

Description

一种可承压返料器
技术领域
本发明涉及液固/气固流化床领域，特别涉及一种可承压返料器。
背景技术
返料器是一种常用于流化床换热器或反应炉中的返料结构，其能够将分离器分离下来的高温固体物料稳定地送回压力较高的燃烧室或换热器内的结构，同时尽量减小气体反窜进入分离器的固体颗粒量。常见的返料器一般为U阀和环路密封阀(图1)，普遍用于气固两相流，并且其中的固态颗粒较细，一般为GeldartA和Geldart B类颗粒。
然而，U阀和环路密封阀大多呈方形，该种形状的返料器往往难以承受高压，并且U阀的中间段过长，从而造成流动性较差，当冲洗液体过大时，容易发生明显的返水。因此，以U阀和环路密封阀作为返料器一般仅适用于GeldartA和Geldart B类颗粒，而对于一些处于特殊条件下并且难以流化的颗粒种类，比如高压下的液固流化床，以及颗粒较大、流动性较差的Geldart D类颗粒等，则往往不是较为适用。另外，U阀和环路密封阀结构复杂，占用空间大，制造成本高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种可承压返料器。
根据本发明的一个方面，提供了一种可承压返料器，包括一个承压外壳，所述承压外壳的顶部设有连接口，而在所述承压外壳的下部侧面设有至少一个进水口，其中，在所述承压外壳的内侧还设有倾斜的节流元件，所述节流元件将所述承压外壳分为进料部和出料部，所述进料部的顶部与所述连接口相连通，所述进料部的底部则与所述出料部的底部相连通，而所述出料部的侧面则设有排出口。
本发明中的可承压返料器，由于节流元件将承压外壳的进料部分隔成横截面积上大下小的空间结构，既有利于由上部所连接的分离器中下落的颗粒在节流元件的导流作用下顺利下落，有利于竖管内的颗粒沉降，同时，由于该空间结构产生的变径节流作用，向上流动的气体或液体携带颗粒在进料部中向上运动时，流经的空间直径忽然变大，使流速迅速减小，不容易将颗粒冲回到上方的分离器内，因此不容易发生返水。较之常用的U阀和环路密封阀，不仅能够适用于GeldartA和Geldart B类颗粒，还能适用于颗粒较大、流动性较差的Geldart D类颗粒。此外，本发明中的返料器还可以承受高压，其结构较为简单，占用空间小，制造成本也更低，具有较强的实用性。
在一些实施方式中，所述承压外壳的内部还设有带有孔的分布板，所述分布板位于所述进水口的上方。由此，从进水口处进入的水在通过分布板后，能够较为均匀地分布在承压外壳中，以使其能够方便地携带外壳中的颗粒进行运动。
在一些实施方式中，所述承压外壳的底部设有密封盖。由此，密封盖能够对承压外壳的底部进行密封，使承压外壳内部的颗粒和水不会从底部泄露。
在一些实施方式中，所述承压外壳呈方形或圆柱形。由此，设置了承压外壳的外形，该形状能够进一步提高其承压能力。
在一些实施方式中，所述节流元件的顶端固定在所述承压外壳的上部一侧的侧壁上或上部内侧壁圆周上，底端位于所述承压外壳内的低于顶端排出口的位置。由此，设置了节流元件的结构，其能够将承压外壳的内部分为底部宽度较为一致并且相互连通的两部分，使下落的进料颗粒和由排出口返回装置的返料颗粒流路更加顺畅，减小阻力。
在一些实施方式中，所述节流元件的底端还连接有一块竖直的延长板的折板。由此，可以根据承压外壳的长度在节流元件的底端设置相应的延长板，以满足对进料部和出料部的划分需要。
在一些实施方式中，所述节流元件为圆弧状板。由此，可以根据需要设置节流元件的形状，但需要保持其倾斜度。
在其他一些实施方式中，所述节流元件还可以为锥形管或文丘里管等其他节流元件形式。由此，可以根据实际需要对节流元件的种类进行适当选取。
在一些实施方式中，所述进水口或所述排出口的方向为水平的或者倾斜的。由此，可以根据需要设置进水口或排出口的方向，但需要保持其与其他部件的相对关系。
附图说明
图1A现有技术中的U阀结构返料器示意图；
图1B现有技术中的环路密封阀结构返料器示意图；
图2为流化床反应装置/流化床换热器的结构示意图；
图3为本发明一实施方式的一种可承压返料器的结构示意图；
图4为1所示的可承压返料器的锅炉的内部结构示意图；
图5为1所示的可承压返料器的顶部结构示意图；
图6A为本发明另一实施方式的一种可承压返料器的内部结构示意图；
图6B为本发明第三种实施方式的一种可承压返料器的内部结构示意图
图6C为本发明第四种实施方式的一种可承压返料器的内部结构示意图
图6D为本发明第五种实施方式的一种可承压返料器的内部结构示意图。
图中：承压外壳1，进水口2，节流元件3，进料部4，出料部5，排出口6，分布板7，连接口11，密封盖12，延长板31。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1A示意性地显示了现有技术中的U阀结构返料器示意图，图1B则显示了现有技术中的环路密封阀结构返料器示意图。如图1所示，图中的两种返料器的管路均为方形，承压能力较差，而且结构复杂、中间段较长，从而造成液体和/或颗粒在其中的流动性较差，流化返料工作较为不便，并且冲洗液体过大时，容易发生明显的返水。因此，该两种返料器一般仅适用于较小的GeldartA和Geldart B类颗粒，而对于颗粒较大、流动性较差的GeldartD类颗粒等，则往往不是较为适用。
图2示意性地显示了流化床反应装置/流化床换热器的结构示意图。如
图2所示，流化床反应器或流化床换热器的顶部与一个颗粒分离器相连通，底部则连接有一根返料管道，而颗粒分离器和返料管道均与返料器相连通。其中，流化床反应器或流化床换热器顶部流体携带颗粒通入到颗粒分离器中，颗粒分离器会分离出其中的颗粒并输入到返料器中，并经过返料器的流化处理，最终则通过返料管道输回到流化床反应器或流化床换热器中。
图3示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的一种可承压返料器，图4显示了图4中的返料器的内部结构，图5则显示了图4中的返料器的顶部结构。如图3-5所示，该返料器主要包括一个承压外壳1，该承压外壳1使用承压能力较强的材料制成，并且其形状优选为方形或圆柱形。在承压外壳1的顶部设有一个连接口11，其用于和分离器的底部出口相连接，而在承压外壳1的底部设有密封盖12，密封盖12将承压外壳1的底部进行密封，可以防止漏水漏气。
在承压外壳1的下部侧面设有至少一个进水口2，进水口2用于和管道相连通，可以使水从该处进入到承压外壳1中。
优选地，在承压外壳1的内部还设有一块水平的分布板7，其中，分布板7位于进水口2的上方不远处，并且在分布板7上分布设置有多个孔，当水从进水口2处进入到承压外壳1内部后，会从分布板7处经过，并较为均匀地流入分布到承压外壳1的中上部。
在承压外壳1的内侧设有一个节流元件3，节流元件3整体呈倾斜状，其顶端固定在承压外壳1的上部一侧的侧壁上或上部内侧壁圆周上，底端则延伸到承压外壳1的中下部，但不与承压外壳1的底部相接触。节流元件3能够将承压外壳分为两个部分，分别设为进料部4和出料部5，其中，进料部4的顶部与连接口11相连通，而进料部4和出料部5的底部也是相互连通的。在本实施方式中，节流元件3为一折板。
优选地，节流元件3的底端位于承压外壳1水平方向上的中间位置，可以使分出的进料部4和出料部5的宽度较为一致。而如果承压外壳1的长度较大，还可以在选择节流元件3的底端还连接一块竖直的延长板31，用于在进料部4和出料部5之间形成足够的阻隔。
而在承压外壳1的出料部5的一侧还设有排出口6，而排出口6的位置高于节流元件3，并且能够与流化床反应器或流化床换热器的底部返料管道进行连接，颗粒可以从排出口6返回到设备中。
优选地，进水口2或排出口6的方向可以根据需要设置成为水平的、向上倾斜的或者向下倾斜的，但其大致位置必须不变，以保持其与其他部件的相对关系。
该返料器在使用时，颗粒分离器底部通过连接口11从上方进入到承压外壳1的内部，并由于节流元件3的导流作用沿着节流元件3进入到进料部4中；同时，管道通过进水口2将水或其他流体从底部通入到承压外壳1，而流体会在通过分布板7后流入到承压外壳1的中上部，进料部4中的颗粒则会被水流携带流化，然后随着水流一起从排出口6处排出。其中，Geldart D类颗粒在进入返料器时可以从节流元件3的斜坡上顺利滚落，同样能够顺利地流化和排出。
图6A显示了本发明的另一实施方式的一种可承压返料器的内部结构，图6B显示了本发明第三种实施方式的一种可承压返料器的内部结构，图6C显示了本发明第四种实施方式的一种可承压返料器的内部结构，图6D则显示了本发明第五种实施方式的一种可承压返料器的内部结构。如图6所示，在各种实施方式中，可以根据实际情况设置节流元件的具体形状，或者选取合适的零部件用作节流元件。比如，可以设计节流元件具有相当的长度，能够在进料部和出料部之间形成足够的阻隔，从而不需要额外设置延长板；再比如，可以将设置节流元件设置为向上方凸起的弧形，则可以使颗粒更加顺利地沿着节流元件进行下落；此外，还可以选择锥形管或文丘里管等其他合适的零部件作为节流元件。需要注意的是，无论设计和选择使用何种节流元件，其必须具有足够的斜度，以保证起到使颗粒沿着节流元件顺利下落的效果。
本发明中的可承压返料器不仅适用于GeldartA和Geldart B类颗粒，同样也适用于对难以流化的Geldart D类颗粒进行流化处理，较之常用的U阀和环路密封阀，不仅能够承受高压，并且不容易发生返水，此外，其结构较为简单，制造成本也更低，具有较强的实用性。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可承压返料器，其特征在于：包括一个承压外壳(1)，所述承压外壳(1)的顶部设有连接口(11)，而在所述承压外壳(1)的下部侧面设有至少一个进水口(2)，其中，在所述承压外壳(1)的内侧还设有倾斜的节流元件(3)，所述节流元件(3)将所述承压外壳(1)分为进料部(4)和出料部(5)，所述进料部(4)的顶部与所述连接口(11)相连通，所述进料部(4)底部与所述出料部(5)的底部相连通，所述出料部(5)的侧面设有排出口(6)。
2.根据权利要求1所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述承压外壳(1)的内部还设有带有孔的分布板(7)，所述分布板(7)位于所述进水口(2)的上方。
3.根据权利要求1所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述承压外壳(1)的底部设有密封盖(12)。
4.根据权利要求1所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述承压外壳(1)呈方形或圆柱形。
5.根据权利要求1所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述节流元件(3)的顶端固定在所述承压外壳(1)的上部一侧的侧壁上或上部内侧壁圆周上，底端位于所述承压外壳(1)内的低于所述排出口(6)入口的位置。
6.根据权利要求5所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述节流元件(3)的底端还连接有一块竖直的延长板(31)的折板。
7.根据权利要求5所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述节流元件(3)为圆弧状板。
8.根据权利要求1所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述节流元件(3)锥形管或文丘里管。
9.根据权利要求1所述的一种可承压返料器，其特征在于：所述进水口(2)或所述排出口(6)的方向为水平的或者倾斜的。
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