CN110433509A - 一种惰性粒子流化床用液体分布器 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种惰性粒子流化床用液体分布器，该液体分布器包括进料管及分布管，所述分布管一端与进料管连接，另一端封闭，分布管设为圆锥螺旋型盘管式结构，分布管上均匀间隔设置若干喷淋口，且从进料口一端开始，喷淋口的直径从小逐渐变大。本发明的液体分布器安装于惰性粒子流化床的下半部分，且位于惰性粒子与分布板的上方，液体物料由经进料管进入分布管，然后通过喷淋口进行分布，它能有效提高液体物料的分散程度，提高惰性粒子的碰撞效率，有效减少结块、粘壁等现象的发生，进而提高惰性粒子流化床的干燥效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种惰性粒子流化床用液体分布器，属于化工传质设备设计制造技术领域。
背景技术
惰性粒子流化床作为一种结构简单、占地面积小，传热效率高的干燥设备，已广泛应用于食品、医药、化工等领域。现有技术中，惰性粒子流化床进料多为直接进料，液体物料多喷于流化床中部，未进行均匀分布，致使物料更有可能粘结成块，或者粘于床壁上，甚至死床，同时也未充分发挥惰性粒子的作用，管式液体分布器作为传统的液体分布器发展较为成熟，提供的通道也比较大，喷淋点多，安装拆卸方便。
惰性粒子流化床相较于其他流化床来说，需使用惰性粒子且进料位置较低，在使用较小惰性粒子时，流化的惰性粒子可能会堵塞进料口。
随着应用领域的不断拓展，惰性粒子流化床的构件也应因势而变，以达到良好的干燥效果，专利号为CN2785674Y的中国实用新型专利公开了设在流化床内具有液体分布器的原料液体蒸发装置，以液体主管与若干根液体支管相连通的方式配套复合式取热的流化床反应器，使全部液体的蒸发热都用于取出反应热，投资少，产量高，操作简便，但是该实用新型未能较好地解决分布管易堵塞的问题，长期操作，在主管与分布管之间的连接处的堆积会逐渐增加，对连续操作的影响较大。
发明内容
针对惰性粒子流化床进料不均匀及进料口堵塞等问题，本发明提出一种惰性粒子流化床用液体分布器。
所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于包括进料管及分布管，所述分布管一端与进料管连接，另一端封闭，分布管设为圆锥螺旋型盘管式结构，分布管上均匀间隔设置若干喷淋口，且从进料口一端开始，喷淋口的直径从小逐渐变大。
所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于喷淋口直径为0.5mm~5mm。
所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于喷淋口直径大于2mm时，在喷淋口上设有铁丝网。
所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于分布管的每圈盘管管段上，设有1-2开口，开口上设有带堵头的支管，形成物料缓冲区，防止环管弯曲处的物料堵塞。
所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于圆锥螺旋型盘管的立体直角坐标系方程为，，其中z∈[0，H]，极径，a为螺间距，α表示螺旋管的锥顶半角，θ表示水平面上的旋转角度，H为锥高。
所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于α的取值范围为30°~ 60°。
本发明通过采用上述技术得到的惰性粒子流化床用液体分布器，其结构简单，操作方便，作为一种惰性粒子流化床用液体分布器，可以提高液体物料的分散程度，提高惰性粒子的碰撞效率，有效减少结块、粘壁等现象的发生，防止惰性粒子堵塞喷淋口，进而提高惰性粒子流化床的干燥效率，有利于工业生产中的连续操作。
附图说明
图1为本发明的液体分布器的立体结构示意图；
图2为本发明的安装结构示意图。
图中：1-进料口；2-分布管；3-喷淋口；4-三通；5-铁丝网，6-惰性粒子流化床，7-惰性粒子，8-分布板。
具体实施方式
以下结合说明书附图及实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1和2所示，本发明的一种惰性粒子流化床用液体分布器，安装在惰性粒子流化床6上，它包括进料管1及分布管2，所述分布管2一端与进料管1连接，另一端封闭，分布管2设为圆锥螺旋型盘管式结构，分布管2上均匀间隔设置若干喷淋口3，且从进料口一端开始，喷淋口3的直径从小逐渐变大，直径增大到一定程度时，在喷淋口3上设置铁丝网5；
为了防止物料流动过程中，在环管弯曲处出现物料堵塞，本发明在分布管2的每圈盘管管段上，设有1-2开口，开口上设有带堵头的支管4，形成物料缓冲区， 在物料流动过程中，支管4的堵头封住。
圆锥螺旋型盘管的立体直角坐标系方程为，，其中z∈[0，H]，极径，a为螺间距，α表示螺旋管的锥顶半角，θ表示水平面上的旋转角度，H为锥高，α的取值范围为30°~ 60°。
本发明实施例中所采取的惰性粒子流化床6直径为1000mm，设备总高度为4600m，以氧化铝陶瓷球作为惰性粒子7，实验中所采用的普通进料管的进料口直径为20mm，进料口距离分布板8600mm，物料进行喷淋式进料。本发明设计的液体分布器的管径同为20mm，圆锥螺旋盘管最大直径为800mm，螺间距为100mm，环管上分布的喷淋口3直径由进料口端开始逐渐增大，由0.5mm逐部增大到5mm，且喷淋口3直径大于2mm时，在喷淋口3上设有铁丝网5。
实施例1
配置0.3kg/l 的葡萄糖溶液，进料速度为0.5m/s，相同操作条件下，分别尝试采用普通进料管及本发明设计的液体分布器进行进料，风供应装置提供冷风，电加热器加热热风至100℃，热风从惰性粒子流化床6下部经过分布板8吹入流化床内，将惰性粒子7吹至流化状态，液体物料从进料口1进入分布管2，由喷淋口3喷淋涂覆于惰性粒子7上，物料干燥后经惰性粒子7碰撞成粉末后吹出。
通过观察发现，普通进料管在进料过程中，进料20分钟左右，惰性粒子7就粘结成块，其余物料无法很好地包涂在惰性粒子7表面，而是多自行成小颗粒，随着干燥过程的进行，变得质地坚硬，不易成粉末，导致干燥时间延长，工作效率降低，实验发现，相同条件下，对于普通进料管，一个完整的干燥过程（喷洒、包裹、碰撞、成粉末、分离吹出）需要约2小时，而本发明设计的液体分布器，物料能较均匀地分散喷淋于惰性粒子，相较于普通进料管，本发明设计的液体分布器在20分钟左右还未呈现明显死床现象，能达到了一个较好的包涂效果，一个完整的干燥过程缩短了1小时。
实施例2
配置不同浓度的葡萄糖溶液，在相同的操作条件下，分别尝试采用普通进料管及本发明设计的液体分布器进行进料，每次实验操作采用不同浓度的葡萄糖溶液，风供应装置提供冷风，电加热器加热热风至100℃，热风从惰性粒子流化床6下部经过分布板8吹入流化床内，将惰性粒子7吹至流化状态，液体物料从进料口1进入分布管2，由喷淋口3喷淋涂覆于惰性粒子7上，物料干燥后经惰性粒子7碰撞成粉末后吹出，其他条件不变，实验记录实验过程中压强的波动，以压强的相对稳定为判断标准，观察分析在多少进料浓度条件下会出现死床现象，以确定惰性粒子流化床6在该条件下的最大进料量（压强相对稳定的临界点，单位：千克惰性粒子/（升﹒时）），通过实验发现，采用本发明的液体分布器的最大进料量是普通进料管的约3倍。
实施例3
对实施例1流化床中的惰性粒子7分别进行多次取样检测，取样检测发现：普通进料管进料实验的惰性粒子7上的物料存在分布不均匀的情况，在其中两次取样中甚至出现有12.3 %和10.9 %的惰性粒子上几乎没有包裹物料的情况；而通过本发明的液体分布器实验的惰性粒子，取样检测发现，有一次出现有3.7%的惰性粒子未包裹物料的情况。
通过实验发现，相比较而言，本发明设计的液体分布器比普通进料管分布更加均匀。
Claims (6)
1.一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于包括进料管（1）及分布管（2），所述分布管（2）一端与进料管（1）连接，另一端封闭，分布管（2）设为圆锥螺旋型盘管式结构，分布管（2）上均匀间隔设置若干喷淋口（3），且从进料口一端开始，喷淋口（3）的直径从小逐渐变大。
2.根据权利要求1所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于喷淋口（3）直径为0.5mm~5mm。
3.根据权利要求2所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于喷淋口（3）直径大于2mm时，在喷淋口（3）上设有铁丝网（5）。
4.根据权利要求1所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于分布管（2）的每圈盘管管段上，设有1-2开口，开口上设有带堵头的支管（4），形成物料缓冲区，防止环管弯曲处的物料堵塞。
5. 根据权利要求1所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于圆锥螺旋型盘管的立体直角坐标系方程为，，其中z∈[0，H]，极径，a为螺间距，α表示螺旋管的锥顶半角，θ表示水平面上的旋转角度，H为锥高。
6. 根据权利要求5所述的一种惰性粒子流化床用液体分布器，其特征在于α的取值范围为30°~ 60°。
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