CN111974314A - 一种微流化床反应器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微流化床反应器及其应用，属于化学、化工、冶金、生物等学科中的微反应领域。该微流化床反应器包括：微流化床反应器单元和与其连接的气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元、气体收集单元；所述微流化床反应器单元包括至少一条颗粒流化管道；所述气体供应单元用于向所述微流化床反应器单元提供气体，并控制气体的速度；所述颗粒供给单元用于向所述微流化床反应器单元提供反应所需的微细颗粒；所述颗粒回收单元用于收集所述微流化床反应器单元内反应后的微细颗粒；所述气体收集单元用于收集所述微流化床反应器单元内的气体。利用本发明减少了颗粒聚团现象，增强了流体与颗粒之间的混合，提高了传质传热效率和反应效率。

Description

一种微流化床反应器及其应用

技术领域

本发明属于化学、化工、冶金、生物等学科中的微反应领域，具体涉及一种微流化床反应器及其应用。

背景技术

在利用颗粒流态化操作的化工工艺中，例如气相催化反应(FCC裂解)、气固反应、或者气固传热操作等工艺中，颗粒或者作为催化剂，或者作为热载体存在，因此气固之间的传质传热效率十分重要。但是在大尺度的流化床反应器中，颗粒容易形成聚团，进而难以均匀分布。在一些低气速操作中由于气泡的存在，更是降低了气固的有效接触面积，从而降低了反应效率和产率。

为了增强流体与颗粒之间的混合，可以将大尺度的流化床反应器的反应通道的横截面积减小，但是目前的研究得到的结论是减小的横截面积会造成很大的壁面效应，因此会阻碍近壁面处流体与颗粒的流动，并且使得颗粒难以均匀分布于反应通道中，加剧了颗粒的聚团效应，不利于流体与颗粒进行有效的接触和反应。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种微流化床反应器及其应用，克服传统尺寸的流化床反应器中颗粒流动结构不均匀的问题，实现反应器内颗粒与流体的近似平推流运动，保证颗粒在微流化床反应器中均匀分布，增强流体与颗粒之间的混合，避免流化死区的出现，保证单一微细颗粒完全暴露在气体中，实现气固两相的充分接触，增强颗粒与流体间的传质效率，提高反应效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种微流化床反应器，包括：微流化床反应器单元和与其连接的气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元、气体收集单元；

所述微流化床反应器单元包括至少一条颗粒流化管道；

所述气体供应单元用于向所述微流化床反应器单元提供气体，并控制气体的速度；

所述颗粒供给单元用于向所述微流化床反应器单元提供反应所需的微细颗粒；

所述颗粒回收单元用于收集所述微流化床反应器单元内反应后的微细颗粒；

所述气体收集单元用于收集所述微流化床反应器单元内的气体。

所述颗粒流化管道的当量直径小于下面两个值中的较小值：10mm和200个微细颗粒的直径的总和；优选的，所述颗粒流化管道的当量直径小于下面两个值中的较小值：5mm和100个微细颗粒的直径的总和；

所述微细颗粒的直径小于200μm；优选的，所述微细颗粒的直径小于100μm。

所述气体供应单元提供的气体的速度大于下面两个速度中的较大值：颗粒终端速度和颗粒聚团破碎速度；

所述颗粒终端速度是指气体将颗粒带出所述颗粒流化管道时所需要的最小速度；

所述颗粒聚团破碎速度是指气体使颗粒聚团破碎所需要的最小速度。

所述气体供应单元包括：供风装置和与其连通的第一引风管道；在所述第一引风管道上安装有第一气体调节阀；

所述颗粒供给单元包括：给料装置和与其连通的引料管道；在所述引料管道上设置有第一颗粒流量调节阀；在所述给料装置中放置有微细颗粒；

所述气体收集单元包括：气体收集装置和与其连通的第二引风管道；

在所述颗粒流化管道上开有入风口、给料口、出风口和出料口；

所述供风装置的出口通过第一引风管道与所述颗粒流化管道的入风口连接；

所述给料装置的出口通过所述引料管道与所述颗粒流化管道的给料口连接；

所述气体收集装置的入口通过第二引风管道与所述颗粒流化管道的出风口连接；

所述颗粒回收单元包括：颗粒回流管道和颗粒收集装置；所述颗粒收集装置的入口通过所述颗粒回流管道与所述颗粒流化管道的出料口连接，在所述颗粒回流管道上设置有第二颗粒流量调节阀；

或者，在所述颗粒流化管道上还设有颗粒回流入口；所述颗粒回收单元包括：颗粒回流管道，所述颗粒回流管道的一端与所述颗粒流化管道的颗粒回流入口连接，另一端与所述颗粒流化管道的出料口连接；在所述颗粒回流管道上设置有第二颗粒流量调节阀；

或者，在所述颗粒流化管道上还设有颗粒回流入口；所述颗粒回收单元包括：颗粒回流管道、颗粒收集装置和颗粒回收管道；所述颗粒收集装置的入口通过所述颗粒回流管道与所述颗粒流化管道的出料口连接；在所述颗粒回流管道上设置有第二颗粒流量调节阀；所述颗粒收集装置的出口通过颗粒回收管道与所述颗粒流化管道的颗粒回流入口连接，在所述颗粒回收管道上设置有第三颗粒流量调节阀。

另一种方案是将颗粒供给单元和颗粒回收单元设置成一个单元，具体如下：所述气体供应单元包括：供风装置；所述气体收集单元包括第一气体收集装置和第二气体收集装置；所述颗粒供给单元、颗粒回收单元被设置成一个整体，成为给料和收集单元；

所述给料和收集单元包括：给料和收集装置，在所述给料和收集装置内放置微细颗粒；

所述给料和收集装置的上部开有上开口，下部开有下开口；在所述上开口处设置有滤网；

所述微流化床反应器包括两个所述给料和收集装置，分别为第一给料和收集装置和第二给料和收集装置，两者对称设置在所述颗粒流化管道的外部；

在所述颗粒流化管道上开有第一开口和第二开口；

所述供风装置的出口连接两路引风管道，分别为第一引风管道、第四引风管道，在第一引风管道上安装有第一气体调节阀，在第四引风管道上安装有第四气体调节阀；所述第一引风管道与所述颗粒流化管道的第一开口连接；所述第四引风管道与所述颗粒流化管道的第二开口连接；

所述第一给料和收集装置的上开口通过第二引风管道与第一气体收集装置连接，下开口通过第一引料管道与所述颗粒流化管道的第一开口连接；

所述第二给料和收集装置的上开口通过第三引风管道与第二气体收集装置连接，下开口通过第二引料管道与所述颗粒流化管道的第二开口连接。

一种所述颗粒流化管道包括连成一体的入口管道、螺旋式颗粒流化管道、出口管道，所述入口管道与所述螺旋式颗粒流化管道的外端开口连通，所述出口管道与所述螺旋式颗粒流化管道的里端开口连通；

在所述入口管道上开有给料口、入风口和颗粒回流入口，在所述出口管道上开有出料口、出风口。

另一种所述微流化床反应器单元包括鼓形支撑装置，所述鼓形支撑装置包括圆环状结构和将其两端封闭的端面；

在所述圆环状结构的内壁上开有与其同轴线的圆环状凹槽，所述圆环状凹槽形成所述颗粒流化管道；

在所述圆环状结构的壁上开有分别与所述圆环状凹槽连通的入风口、给料口、出料口；在所述鼓形支撑装置的一侧或两侧的端面上开有出风口；

所述入风口、出料口、入料口分别设置在所述颗粒流化管道的切线方向上。

再一种所述颗粒流化管道包括细射流喷嘴和壳体；

在所述壳体的上部开有出风口，在所述壳体的下部开有出料口；

在所述细射流喷嘴的入口端设置有入风口和给料口；

所述细射流喷嘴的出口端设置在所述壳体的内腔中。

本发明还提供一种微流化床反应器系统，所述系统包括多个如上所述的微流化床反应器，各个微流化床反应器依次串联连接。

本发明还提供一种应用所述微流化床反应器进行催化裂化FCC反应的方法，所述方法包括：

在所述颗粒供给单元内放入微细颗粒；将微细颗粒加热至450-650摄氏度；

在所述气体供应单元内注入预热后的气体，并保证气体的速度为0.2～5m/s；

气体和微细颗粒进入颗粒流化管道内进行反应，反应停留时间为10ms～2s；

反应后的微细颗粒被所述颗粒回收单元回收，气体被气体收集单元收集；

所述方法进一步包括：将所述颗粒回收单元内的微细颗粒回流到所述颗粒流化管道内重新参加反应；

或者所述方法进一步包括：将反应后的微细颗粒进行再生处理后，再放入颗粒供给单元内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中的反应通道的尺寸小于壁面效应临界值，管径对流体和颗粒的流动以及相互作用大大减弱，同时能够限制气泡产生或生长，大大减少了颗粒聚团现象，气(液)固多相流在微流化床反应通道中做近似平推流运动，使得颗粒被流化后能够均匀分布于反应器中，增强了流体与颗粒之间的混合，减少了流化死区的出现。颗粒提供了最大的有效接触面积，使流体与颗粒的接触更加充分，提高了传质和传热效率，从而大大提高了反应效率。

(2)本发明中的流体是以大于颗粒终端速度并且大于颗粒聚团破碎的流速进行流动的，这样使得颗粒在微流化床反应器中难以形成聚团，颗粒均以单颗粒形式完全与其周围的流体接触，大大增加了其可利用的比表面积，从而增强了颗粒与流体间的传质效率。

(3)对于催化反应，由于反应场所的尺度接近单颗粒尺度或流体分子尺度，催化反应的选择性得以提高，化学反应所需的活化能亦有所降低。

附图说明

图1是本发明微流化床反应器的第一个实施例的结构示意图。

图2是本发明微流化床反应器的第二个实施例的结构示意图。

图3(a)是本发明第三个实施例的微流化床反应器装置图.

图3(b)是图3(a)中的第一种包括颗粒流化管道在内的支撑装置的剖视图。

图3(c)是图3(a)中的第二种包括颗粒流化管道在内的支撑装置的剖视图。

图4是本发明微流化床反应器的第四个实施例的结构示意图。

图5是本发明第五个实施例的微流化床反应器装置图。

图6是本发明第六个实施例的微流化床反应器装置图。

图7是本发明第七个实施例的微流化床反应器装置图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明微流化床反应器包括：气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元、微流化床反应器单元和气体收集单元；具体如下：

所述气体供应单元用于提供气体并控制微流化床反应器工作过程中气体的速度。所述气体供应单元包括供风装置、气体控制装置和气体压力测试装置(供风装置、气体控制装置、压力测试装置采用现有的装置即可，在下面的实施例中仅描述了供风装置与微流化床反应器单元的连接关系，其它连接关系不再赘述。)；所述的气体供应单元提供的气体包括空气、氮气、二氧化硫、二氧化碳等化工反应所需的气体。

优选地，为了避免微细颗粒的聚团以及气泡的生长，所述气体供应单元提供的气体的速度既要大于颗粒终端速度，也要大于颗粒聚团破碎速度，即找到颗粒终端速度和颗粒聚团破碎速度这两个速度中的较大值，气体的速度大于该较大值即可。所述颗粒终端速度是指气体将颗粒带出颗粒流化管道时所需要的最小速度(可以通过计算获得或者通过实验测得。)，即当气体的速度大于等于该最小速度时，气体才能够将微细颗粒带出颗粒流化管道；所述颗粒聚团破碎速度是指气体使颗粒聚团破碎所需要的最小速度(该速度可以通过实验获得。)，即当气体的速度大于等于该最小速度时，气体才能够使得颗粒均匀分散。气体速度的控制是通过流量计或者压力进行控制的，采用现有的气体控制装置即可实现。下面各个实施例中均采用该气体速度。

所述颗粒供给单元主要用于提供反应过程的微细颗粒，所述微细颗粒的直径小于200μm，优选的，所述微细颗粒的直径小于100μm。所述的微细颗粒包括FCC颗粒、石英砂、活性炭等颗粒。下面各个实施例中均采用该种尺寸的微细颗粒。

所述颗粒回收单元用于收集反应后的微细颗粒。

所述微流化床反应器单元包括颗粒流化管道，为了提高生产效率，所述微流化床反应器单元可以包括并联的多条颗粒流化管道，对每一条颗粒流化管道都设置相应的气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元和气体收集单元，也可以将所有气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元和气体收集单元最终并联在一个总的气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元和气体收集单元系统上。

本发明经过大量长期的研究发现，管道壁面效应的产生及其影响与其管径大小并非一直呈负相关关系，当管径减小至某一与所述微细颗粒的尺寸相关联的值后，由于管径特别狭窄，壁面效应延伸至整个反应通道，即整个流化管的内腔都位于边界层内，整个流化管内均为壁面效应区，此时反应通道尺寸将不再影响流体和颗粒的流动，即管径对流体和颗粒的流动以及相互作用大大减弱了。

正是利用了上述发现，本发明通过十分狭窄的通道改变了通道内流体和颗粒的流动方式，加强了流体与颗粒的接触，促进了反应效率的提高。本发明经过大量长期的实验和优化处理获得了颗粒流化管道的优化尺寸，即每个所述的颗粒流化管道的当量直径小于10mm，优选的，所述的颗粒流化管道的当量直径小于5mm的，所述颗粒流化管道的当量直径不大于200个微细颗粒的直径总和，即：D_反应通道≤200*D_单颗粒，其中D_反应通道为所述颗粒流化管道的当量直径，D_单颗粒为单个微细颗粒的直径，优先选择不大于100个微细颗粒的直径的总和，即所述颗粒流化管道的当量直径要小于10mm和200个微细颗粒的直径总和中的较小值，优选地，所述颗粒流化管道的直径要小于5mm和100个微细颗粒的直径总和中的较小值。采用上述尺寸后，微细颗粒在所述颗粒流化管道内近似平推流运动，保证了所述微细颗粒在所述颗粒流化管道中的均匀分布，增强了流体与颗粒之间的混合，避免了流化死区的出现，而且单一的微细颗粒完全暴露在气体中，保证了气固两相的充分接触，大大增加了其可利用的比表面积，增强了颗粒与流体间的传质效率，提高了反应效率。下面各个实施例中均采用该尺寸的颗粒流化管道。

因为当颗粒流化管道的直径缩小到上述范围后，颗粒流化管道的横截面的形状对颗粒流化的影响非常小，所以所述颗粒流化管道的横截面的形状可以设计为多种形状，例如圆形、正方形、长方形、三角形等等。

所述气体收集单元用于收集气体。

本发明微流化床反应器的八个实施例如下：

实施例一：

如图1所示，所述微流化床反应器包括：供风装置1-1、第一气体调节阀1-2、第一引风管道1-3、给料装置1-4、微细颗粒1-5、第一颗粒流量调节阀1-6、引料管道1-7、颗粒流化管道1-8、第二引风管道1-9、第二气体调节阀1-10、气体收集装置1-11、颗粒回流管道1-12、第二颗粒流量调节阀1-13、颗粒收集装置1-14，具体如下：

在所述颗粒流化管道1-8的一端开有入风口和给料口，在其另一端开有出风口和出料口。

所述供风装置1-1、第一气体调节阀1-2和第一引风管道1-3构成气体供应单元。所述供风装置1-1的出口通过第一引风管道1-3与所述颗粒流化管道1-8的入风口连接，在所述第一引风管道1-3上安装有第一气体调节阀1-2。所述供风装置1-1负责向所述颗粒流化管道1-8内提供反应所需的气体。所述第一气体调节阀1-2用于保证气体稳定地进入所述颗粒流化管道1-8内。

所述给料装置1-4、第一颗粒流量调节阀1-6、引料管道1-7构成颗粒供给单元。所述给料装置1-4采用现有的多种给料装置即可，例如可以是利用颗粒自重实现给料的装置，也可以是振动给料机等等。所述给料装置1-4的出口通过所述引料管道1-7与所述颗粒流化管道1-8的给料口连接，在所述引料管道1-7上设置有所述第一颗粒流量调节阀1-6。所述微细颗粒1-5放置于所述给料装置1-4中。工作过程中通过调节所述第一颗粒流量调节阀1-6控制所需的所述微细颗粒1-5的流量；所述引料管道1-7中的所述微细颗粒1-5在气体的作用下进入所述的颗粒流化管道1-8中进行反应。

所述第二引风管道1-9、所述第二气体调节阀1-10、所述气体收集装置1-11构成气体收集单元，用于回收反应后的气体。所述气体收集装置1-11的入口通过第二引风管道1-9与所述颗粒流化管道1-8的出风口连接，在所述第二引风管道1-9上设置有所述第二气体调节阀1-10(因为有压力，反应后的气体可以自行流出，所以在第二引风管道上设置或者不设置第二气体调节阀均可以，下面各个实施例中也是这样的。)。所述气体收集装置1-11采用现有的多种气体收集装置即可。

所述颗粒回流管道1-12、所述第二颗粒流量调节阀1-13、所述颗粒收集装置1-14构成颗粒回收单元，用于收集反应后的所述微细颗粒1-5。所述颗粒收集装置1-14采用现有的多种颗粒收集装置即可，例如可以采用利用颗粒自重进行收集的装置。所述颗粒收集装置1-14的入口通过所述颗粒回流管道1-12与所述颗粒流化管道1-8的出料口连接，在所述颗粒回流管道1-12上设置有所述第二颗粒流量调节阀1-13。微细颗粒与气体通过所述颗粒流化管道后进入所述颗粒回流管道1-12，所述微细颗粒在气体的作用下从颗粒回流管道回流到颗粒收集装置中。

实施例二：

如图2所示，所述微流化床反应器包括：供风装置2-1、第一气体调节阀2-2、第一引风管道2-3、给料装置2-4、微细颗粒2-5、第一颗粒流量调节阀2-6、引料管道2-7、颗粒流化管道2-8、第二引风管道2-9、第二气体调节阀2-10、气体收集装置2-11、颗粒回流管道2-12、第二颗粒流量调节阀2-13，具体如下：

在所述颗粒流化管道2-8的一端开有入风口、给料口、颗粒回流入口，在其另一端开有出风口和出料口。

所述供风装置2-1、第一气体调节阀2-2和第一引风管道2-3构成气体供应单元。所述供风装置2-1的出口通过第一引风管道2-3与所述颗粒流化管道2-8的入风口连接，在所述第一引风管道2-3上安装有第一气体调节阀2-2。所述供风装置2-1负责向所述颗粒流化管道2-8提供反应所需的气体。所述第一气体调节阀2-2用于保证气体稳定进入所述颗粒流化管道2-8。

所述给料装置2-4、第一颗粒流量调节阀2-6、引料管道2-7构成颗粒供给单元。所述给料装置2-4的出口通过引料管道2-7与所述颗粒流化管道2-8的给料口连接，在所述引料管道2-7上设置有所述第一颗粒流量调节阀2-6。所述微细颗粒2-5放置于所述给料装置2-4中。工作过程中通过调节所述第一颗粒流量调节阀2-6控制所需的所述微细颗粒2-5的流量；所述引料管道2-7中的所述微细颗粒2-5在气体的作用下进入所述的颗粒流化管道2-8中进行反应。

所述第二引风管道2-9、所述第二气体调节阀2-10、所述气体收集装置2-11构成气体收集单元，用于回收反应后的气体。所述气体收集装置2-11的入口通过第二引风管道2-9与所述颗粒流化管道2-8的出风口连接，在所述第二引风管道2-9上设置有所述第二气体调节阀2-10。

所述颗粒回流管道2-12构成颗粒回收单元。所述颗粒回流管道2-12的一端与所述颗粒流化管道2-8的颗粒回流入口连接，另一端与所述颗粒流化管道2-8的出料口连接。在所述颗粒回流管道2-12上设置有所述颗粒流量调节阀2-13，用于控制所述颗粒回流管道2-12中的所述微细颗粒2-5的流量，所述微细颗粒2-5在所述颗粒流化管道2-8和所述颗粒回流管道2-12中进行循环运动，便于提高气固接触时间，强化反应效率。工作过程中，颗粒流化管道内的气体一部分被收集回收，一部分进入颗粒回流管道，由于入风口不断补充气体，所述颗粒回流管道内的气体速度接近于所述颗粒流化管道内的气体速度，因此，微细颗粒主要基于颗粒流化管道流出气体的推动而完成颗粒回流。如果微细颗粒是催化剂，而有的催化剂有失活现象，此种情况下需要再生，需要再生的颗粒可以在颗粒回流管道中随着颗粒回流过程一起完成，例如可以在颗粒回流管道处设计再生器，再生器采用现有的再生器即可，在此不再赘述。第二个实施例比第一个实施例增加了颗粒循环回收装置，使颗粒可以循环使用参与反应。

实施例三：

如图3(a)所示，所述微流化床反应器包括：供风装置3-1、第一气体调节阀3-2、第一引风管道3-3、出风口3-4、颗粒流化管道3-5、鼓形支撑装置3-6、给料装置3-7、微细颗粒3-8、第一颗粒流量调节阀3-9、引料管道3-10、第二气体调节阀3-11、第二引风管道3-12、气体收集装置3-13、出料口3-14、颗粒回流管道3-15、第二颗粒流量调节阀3-16、颗粒收集装置3-17，具体如下：

所述鼓形支撑装置3-6包括圆环状结构和将圆环状结构的两端封闭的端面，在所述圆环状结构的内壁开有与其同轴线的圆环状凹槽，所述圆环状凹槽形成所述颗粒流化管道3-5，所述圆环状凹槽的直径大于所述支撑装置的圆环状结构的内径，所以在离心力的作用下，微细颗粒始终在圆环状凹槽内进行旋转运动。对所述颗粒流化管道3-5的横截面形状没有要求，可以为方形(如图3(b)所示)，半圆环形、半圆形，多半圆形，少半圆形，梯形(如图3(c)所示)，三角形，倒三角型，倒梯形等等多种形状。

在所述鼓形支撑装置的圆环状结构的壁上开有入风口、出风口3-4、给料口、出料口3-14，所述入风口、给料口、出料口3-14均与所述环状凹槽连通，在所述鼓形支撑装置3-6的一侧或两侧的端面上开有所述出风口。气体由凹槽流出后进入到鼓形支撑装置的内腔中，再经过一侧或两侧端面上的出风口排出。如果在两侧的端面上均设置出风口，则两个出风口可以分别单独连接各自的气体收集装置，也可以并联接入同一个气体收集装置。

优选的，所述入风口设置在所述颗粒流化管道3-5的切线方向上，即从鼓形支撑装置的切线方向引出一个进风口即可，目的是直接提供流化颗粒所需的气体。出料口和入料口也设置在所述颗粒流化管道3-5的切线方向上。这样能保证气体从所述颗粒流化管道3-5的切线方向给入，能够提供足够的离心力保证颗粒停留在颗粒流化管道3-5内，减小阻力，使气体能够平滑地进入反应通道，做一个时钟方向(顺时针或者逆时针)的旋转加速运动，减少气体转向带来的摩擦损失，同时使气体和颗粒获得最大加速性能，易于反应通道中颗粒与气体形成平推流运动。

所述供风装置3-1、第一气体调节阀3-2和第一引风管道3-3构成气体供应单元。所述供风装置3-1的出口通过第一引风管道3-3与所述颗粒流化管道3-5的入风口连接，在所述第一引风管道3-3上安装有第一气体调节阀3-2。所述供风装置3-1负责向所述颗粒流化管道3-5提供反应所需的气体，所述第一气体调节阀3-2用于保证气体稳定进入所述颗粒流化管道3-5。

所述给料装置3-7、第一颗粒流量调节阀3-9、引料管道3-10构成颗粒供给单元。所述给料装置3-7的出口通过引料管道3-10与给料口连接，在所述引料管道3-10上设置有所述第一颗粒流量调节阀3-9。所述微细颗粒3-8放置于所述给料装置3-7中。工作过程中通过调节所述第一颗粒流量调节阀3-9控制所需的所述微细颗粒3-8的流量；所述引料管道3-10中的所述微细颗粒3-8在气体的作用下进入所述颗粒流化管道3-5中进行反应。所述给料口的中心轴线与所述颗粒流化管道3-5的切线方向平行，这样所述引料管道3-10沿切线方向与所述颗粒流化管道3-5连接，微细颗粒从所述颗粒流化管道3-5的切线方向给入，所述微细颗粒3-8在所述颗粒流化管道3-5中作高速离心运动(颗粒被气体推动加速，在颗粒流化管道3-5内做离心运动，由于颗粒流化管道3-5的尺寸很小，所以颗粒仍能够均匀分布于反应通道中)，保证了所述微细颗粒3-8在所述颗粒流化管道3-5中的均匀分布，增强了流体与颗粒之间的混合，而且单一的微细颗粒3-8完全暴露在气体中，保证了气固两相的充分接触，大大增加了其可利用的比表面积，增强了颗粒与流体间的传质效率，提高了反应效率。

所述第二引风管道3-12、所述第二气体调节阀3-11、所述气体收集装置3-13构成气体收集单元，用于回收反应后的气体。所述气体收集装置3-13的入口通过第二引风管道3-12与所述颗粒流化管道3-5的出风口3-4连接，在所述第二引风管道3-12上设置有所述第二气体调节阀3-11。

所述颗粒回流管道3-15、所述第二颗粒流量调节阀3-16、所述颗粒收集装置3-17构成颗粒回收单元，用于收集反应后的所述微细颗粒3-8。所述颗粒收集装置3-17的入口通过所述颗粒回流管道3-15与出料口3-14连接，在所述颗粒回流管道3-15上设置有所述第二颗粒流量调节阀3-16。优选地，所述出料口3-14设置在所述圆柱形转鼓式颗粒流化管道3-5的左上方，反应过程中所述出料口3-14处于关闭状态，反应完成后打开所述出料口3-14，回收所述微细颗粒。该实施例中，颗粒进行旋转运动，得以持续与流体的反应。

实施例四：

如图4所示，所述微流化床反应器包括：供风装置4-1、第一气体调节阀4-2、第一引风管道4-3、给料装置4-4、微细颗粒4-5、第一颗粒流量调节阀4-6、引料管道4-7、颗粒流化管道4-8、第二引风管道4-9、第二气体调节阀4-10、气体收集装置4-11、颗粒回流管道4-12、第二颗粒流量调节阀4-13、颗粒收集装置4-14、颗粒回收管道4-15、第三颗粒流量调节阀4-16；具体如下：

所述颗粒流化管道4-8包括连成一体的入口管道、螺旋式颗粒流化管道，出口管道，所述入口管道与螺旋式颗粒流化管道的外端开口连通，所述出口管道与所述螺旋式颗粒流化管道的里端开口连通。在所述入口管道上开有给料口、入风口和颗粒回流入口，在所述出口管道上开有出料口、出风口。

所述供风装置4-1、第一气体调节阀4-2和第一引风管道4-3构成气体供应单元。所述供风装置4-1的出口通过第一引风管道4-3与所述颗粒流化管道4-8的入风口连接，在所述第一引风管道4-3上安装有第一气体调节阀4-2。所述供风装置4-1负责向所述颗粒流化管道4-8提供反应所需的气体。所述第一气体调节阀4-2用于保证气体稳定进入所述颗粒流化管道4-8。

所述给料装置4-4、第一颗粒流量调节阀4-6、引料管道4-7构成颗粒供给单元。所述给料装置4-4的出口通过引料管道4-7与所述颗粒流化管道4-8的给料口连接，在所述引料管道4-7上设置有所述第一颗粒流量调节阀4-6。所述微细颗粒4-5放置于所述给料装置4-4中。工作过程中通过调节所述第一颗粒流量调节阀4-6控制所需的所述微细颗粒4-5的流量。所述引料管道4-7中的所述微细颗粒4-5在气体的作用下进入所述的颗粒流化管道4-8中进行反应，所述微细颗粒在所述螺旋式颗粒流化管道中进行螺旋式加速运动(螺旋式加速运动是指颗粒进入反应通道后被气体推动加速，是在线速度上的加速运动，而在流化管的横截面上观察，颗粒和气体仍为平推流动，均匀分布。)，保证了所述微细颗粒4-5在所述颗粒流化管道4-8中的均匀分布。

所述第二引风管道4-9、所述第二气体调节阀4-10、所述气体收集装置4-11构成气体收集单元，用于回收反应后的气体。所述气体收集装置4-11的入口通过第二引风管道4-9与所述颗粒流化管道4-8的出风口连接，在所述第二引风管道4-9上设置有所述第二气体调节阀4-10。

所述颗粒回流管道4-12、所述第二颗粒流量调节阀4-13、所述颗粒收集装置14、颗粒回收管道4-15、第三颗粒流量调节阀4-16构成颗粒回收单元，用于收集反应后的所述微细颗粒4-5。所述颗粒收集装置4-14的入口通过所述颗粒回流管道4-12与所述颗粒流化管道4-8的出料口连接，在所述颗粒回流管道4-12上设置有所述第二颗粒流量调节阀4-13。所述颗粒收集装置4-14的出口通过颗粒回收管道4-15与所述颗粒流化管道4-8的颗粒回流入口连接，在所述颗粒回收管道4-15上设置有所述第三颗粒流量调节阀4-16，所述第三颗粒流量调节阀4-16用于控制所述颗粒回收管道4-15中的所述微细颗粒4-5的流量，所述微细颗粒4-5在所述颗粒回收管道4-15和所述颗粒流化管道4-8中进行循环运动，便于提高气固接触时间，强化反应效率。反应过程中所述出料口处于打开状态。本实施例中，颗粒可以循环，若有催化剂颗粒失活现象，则在循环过程中颗粒可以进行再生。

实施例五：

如图5(a)到图5(c)所示，实施例五采用上述实施例(即图5(a)到图5(c)中的“实施方案”)一到实施例四中的任一种进行串联形成一个微流化床反应器系统，即选择上述实施例一到实施例四中的任一种微流化床反应器作为第一反应装置，对反应后的颗粒、气体进行收集；选择上述实施例一到实施例四中的任一种微流化床反应器作为第二反应装置，将收集后的颗粒或者气体通入所述第二反应装置继续进行反应，对反应后的颗粒或者气体再次进行收集；选择上述实施例一到实施例四中的任一种微流化床反应器作为第三反应装置，将收集后的颗粒或者气体通入所述第三反应装置继续进行反应，对反应后的颗粒或者气体再次进行收集；需要指出的是，上述的微流化床反应装置并不仅仅局限三个所述的实施例一到实施例四中的任一种微流化床反应器，可以根据实际生产的需要选择少于或者多于三种。

微流化床反应器系统可以是将各个反应器的流化管依次串联，也可以是将上一级反应器的出风口和或出料口分别与下一级反应器的入风口和或给料口连接，具体根据实际需求进行连接即可。

例如，一种情况如图5(a)所示，如果上一级的反应气体产物作为下一级的反应原料，则可以直接将其通入下一级反应器的颗粒流化管，也可接入下一级的入风口，即通过入风口再进入下一级反应器。若有新的反应物需要与上一级反应物一起参与下一级反应，则此新的反应物料可以通过下一级的给料口进入下一级反应器。

另一种情况如图5(b)所示：气体产物在每一级反应器后直接被收集，而同一催化剂颗粒可以通用于此类串联反应，则微细颗粒进入下一级反应器中，同样可以直接将其通入下一级反应器的颗粒流化管，也可接入下一级的供料口，即通过供料口再进入下一级反应器。或者，对于催化剂需要再生的反应，失活的催化剂颗粒可以从上一级反应器中收集并运送至下一级反应器中进行再生，此时，下一级反应器实际为再生器。

还有一种情况如图5(c)所示：气体和颗粒在上一级反应器中反应后，气体产物和颗粒同时一起进入下一级反应器中继续反应。

该实施例中，由于多个反应器的串联实现了不同反应器之间的多个反应的串联。

实施例六：

如图6所示，所述微流化床反应器包括：第一供风和收集装置6-1、第一气体调节阀6-2、第一引风管道6-3、第一给料和收集装置6-4、微细颗粒6-5、第一颗粒流量调节阀6-6、第一引料管道6-7、颗粒流化管道6-8、第二供风和收集装置6-9、第二气体调节阀6-10、第二引风管道6-11、第二给料和收集装置6-12、第二颗粒流量调节阀6-13、第二引料管道6-14，具体如下：

所述第一供风和收集装置6-1、所述第一气体调节阀6-2、所述第一引风管道6-3组成第一气体供应和收集单元；所述第二供风和收集装置6-9、所述第二气体调节阀6-10、所述第二引风管道6-11组成第二气体供应和收集单元；所述第一气体供应和收集单元与所述第二气体供应和收集单元的作用相同，分别用于供应或者收集气体，需要指出的是，若所述第一气体供应和收集单元作为所述微流化床反应器的气体供应单元，所述第二气体供应和收集单元将作为所述微流化床反应器的气体收集单元，反之两者作用替换；所述第一给料和收集装置6-4、所述微细颗粒6-5、所述第一颗粒流量调节阀6-6、所述第一引料管道6-7组成第一颗粒供给和回收单元；所述第二给料和收集装置6-12、所述微细颗粒6-5、所述颗粒流量调节阀6-13、所述第二引料管道6-14组成第二颗粒供给和回收单元；所述第一颗粒供给和回收单元与所述第二颗粒供给和回收单元的作用相同，分别用于供应或者回收颗粒，需要指出的是，若所述第一颗粒供给和回收单元作为所述微流化床反应器的颗粒供给单元，所述第二颗粒供给和回收单元将作为所述微流化床反应器的颗粒回收单元，反之两者作用替换。以所述第一气体供应和收集单元作为所述微流化床反应器的气体供应单元，所述第二气体供应和收集单元将作为所述微流化床反应器的气体收集单元，所述第一颗粒供给和回收单元作为所述微流化床反应器的颗粒供给单元，所述第二颗粒供给和回收单元将作为所述微流化床反应器的颗粒收集单元为例介绍所述微流化床反应装置的工作过程：所述第一供风和收集装置6-1与气体调节阀6-2相连，负责向微流化床反应器提供反应所需的气体；工作过程中通过调节所述第一颗粒流量调节阀6-6控制所需的所述微细颗粒6-5的流量，所述第一引料管道6-7中的所述微细颗粒6-5在气体的作用下进入所述的颗粒流化管道6-8中进行反应。所述第二引风管道6-11与所述颗粒流化管道6-8相连，在所述第二引风管道6-11上安装有所述第二气体调节阀6-10，所述第二供风和收集装置6-9与所述第二引风管道6-11相连，用于收集反应后的气体；所述颗粒流化管道6-8与所述引料管道6-14相连，所述第二给料和收集装置6-12、颗粒流量调节阀6-13与引料管道6-14相连，用于收集反应后的所述微细颗粒6-5。

实施例六中的颗粒的进料口和出料口可以相互调换，当流化进行一段时间后，颗粒供给单元中的颗粒被气体运送至颗粒回收单元，当颗粒回收单元中储存了一定量的颗粒时，可以逆转气流吹气方向，反向从颗粒回收单元向流化管内供给颗粒。有催化剂失活时，可实现反应通道与再生通道共用同一管道，切换气流方向，反应通道可同时作为再生管道，失活颗粒从原有颗粒收集装置进入再生通道。

实施例七：

如图7所示，所述微流化床反应器包括：供风装置7-1、第一引风管道7-2、第一气体调节阀7-3、第一气体收集装置7-4、第二引风管道7-5、第二气体调节阀7-6、第一滤网7-7、第一给料和收集装置7-8、微细颗粒7-9、第一颗粒流量调节阀7-10、第一引料管道7-11、颗粒流化管道7-12、第二气体收集装置7-13、第三引风管道7-14、第三气体调节阀7-15、第二滤网7-16、第二给料和收集装置7-17、第二颗粒流量调节阀7-18、第二引料管道7-19、第四气体调节阀7-20、第四引风管道7-21，具体如下：

所述第一气体收集装置7-4、第二引风管道7-5、第二气体调节阀7-6、第一滤网7-7组成所述第一气体收集单元；第二气体收集装置7-13、第三引风管道7-14、第三气体调节阀7-15、第二滤网7-16组成第二气体收集单元；所述第一气体收集单元与所述第二气体收集单元的作用相同，分别用于收集气体，需要指出的是，若所述第一气体收集单元作为所述微流化床反应器的气体收集单元，则所述第二气体收集单元将处于关闭状态，反之作用交换即可；所述第一给料和收集装置7-8、所述微细颗粒7-9、所述第一颗粒流量调节阀7-10、所述第一引料管道7-11组成第一颗粒供给和回收单元；所述第二给料和收集装置7-17、所述微细颗粒7-9、所述第二颗粒流量调节阀7-18、所述第二引料管道7-19组成第二颗粒供给和回收单元；所述第一颗粒供给和回收单元与所述第二颗粒供给和回收单元的作用相同，分别用于供应或者回收颗粒，需要指出的是，若所述第一颗粒供给和回收单元作为所述微流化床反应器的颗粒供给单元，所述第二颗粒供给和回收单元将作为所述微流化床反应器的颗粒收集单元，反之两者作用交换即可。

所述颗粒流化管道7-12的两端开口，分别为第一开口和第二开口，所述第一开口分别与第一引风管道7-2、第一引料管道7-11连通，所述第二开口分别与第二引料管道7-19、第四引风管道7-21连通。

在所述第一给料和收集装置7-8的上部开有上开口，下部开有下开口；上开口与所述第二引风管道7-5连通，在该上开口处设置所述第一滤网7-7(为了安装方便，可以在给料和收集装置7-8内设置一个圆筒状滤网，该滤网能够覆盖住上开口，如图7所示)，下开口通过第一引料管道7-11与第一开口连接。同样，在第二给料和收集装置7-17的上部开有上开口，下部开有下开口；上开口与第三引风管道7-14连通，在该上开口设置所述第二滤网7-16(为了安装方便，可以在给料和收集装置7-17内设置一个圆筒状滤网，如图7所示)，下开口通过第二引料管道7-19与第二开口连接。

以所述第二气体收集单元打开，所述第一气体收集单元关闭，所述第一颗粒供给和回收单元作为所述微流化床反应器的颗粒供给单元，所述第二颗粒供给和回收单元作为所述微流化床反应器的颗粒收集单元为例介绍该微流化床反应装置的工作过程：所述供风装置7-1通过所述引风管道7-2向微流化床反应器提供反应所需的气体，工作过程中通过调节所述第一颗粒流量调节阀7-6控制所需的所述微细颗粒7-9的流量；所述引料管道7-11中的所述微细颗粒7-9在气体的作用下进入所述的颗粒流化管道7-12中进行反应，所述滤网用于过滤气体并防止所述微细颗粒由所述第二给料和收集装置7-17流出。

实施例八：

上述七个实施例是通过限制流化管的直径来实现相应的效果，实际使用时也可通过特定流场限制(气体与)颗粒运动来实现同样的效果。实施例八中的所述颗粒流化管道包括细射流喷嘴和壳体，所述细射流喷嘴的入口端(在入口端分别设置入风口和给料口，或者将入风口、给料口合成一个口)与气体供应单元、颗粒供给单元分别连接，所述细射流喷嘴的出口端设置在所述壳体的内腔中。在所述壳体的上部开有出风口，该出风口与气体收集单元连接，在所述壳体的下部开有出料口，该出料口与颗粒回收单元连接。所述气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元、气体收集单元分别采用与实施例一相同的单元即可。微细颗粒和气体从细射流喷嘴的入口端进入，从其出口端喷出，由于所述细射流喷嘴的喷射作用，在所述细射流喷嘴的出口端的前方能够形成一个直径足够小的射流区(其直径为10mm和200个微细颗粒的直径的总和中的较小值，优选5mm和100个微细颗粒的直径的总和中的最小值)，微细颗粒和气体在射流区内完成反应。通过改变气体速度及颗粒流量可以改变射流区的形状。根据所需的射流区的直径选择相应直径的细射流喷嘴即可。

上述8个实施例中的微流化床反应器的各个装置互不干扰，独立运行，保证微流化床反应器的稳定运行。

本发明微流化床反应器可以用于石油催化裂化反应、气体吸附、药物生产、颗粒输送、燃料电池等相关领域。

下面结合催化裂化FCC反应实例，选用实施例一的微流化床反应器详细介绍本发明微流化床反应器的使用过程。所述供风装置1-1提供由预热器加热原料重质油生成的气体，通过调节所述气体调节阀1-2，保证操作气速为0.2～5m/s，气体通过所述引风管道1-3进入所述颗粒流化管道1-8；针对石油催化裂化反应，由于反应温度很高，需要耐高温材料，所述颗粒流化管道1-8采用不锈钢制作而成；在FCC催化裂化反应过程中，所述微细颗粒1-5直径小于200μm，优选颗粒直径小于100μm，所述微流化床反应单元的管道当量直径不大于200个微细颗粒，优先选择不大于100个微细颗粒，约为7.5mm，以确保颗粒不会在管道中形成聚团，或者即使有小聚团产生，也能在气体提供的剪切力的作用下被破碎，限制气泡的产生。在所述颗粒流化管道1-11中的反应温度为450-650摄氏度(原料气体和颗粒均为事先预热后进入反应器的)，反应停留时间在10ms～2s即可完成高于90％的转化率；所述微细颗粒1-5进行再生处理后存置于所述给料装置1-4，便于后续颗粒循环利用。

下面结合催化裂化FCC反应实例，详细介绍实施例五的微流化床反应器系统的使用过程。工作过程中首先选择实施例一的微流化床反应器作为第一反应装置，对反应后的颗粒和气体进行收集。选择上述实施例二的微流化床反应器作为第二反应装置，将收集后的颗粒和气体通入所述微流化床反应器继续进行再生和反应，对反应后的颗粒或者气体再次进行收集；选择上述实施例三中的微流化床反应器作为第三反应装置，将收集后的颗粒或者气体通入所述微流化床反应器继续进行再生和循环反应，对反应后的颗粒或者气体再次进行收集，在所述反应中的反应温度为450-650摄氏度(原料气体和颗粒均为事先预热后进入反应器)，反应停留时间在10ms～2s即可完成高于90％的转化率。

下面结合催化裂化FCC反应实例，选用实施例六的微流化床反应器详细介绍一种微流化床反应器的使用过程。所述第一供风和收集装置6-1首先提供由预热器加热原料重质油生成的气体，通过调节所述气体调节阀6-2，保证操作气速为0.2～5m/s，气体通过所述引风管道6-3进入所述颗粒流化管道6-8；针对石油催化裂化反应，由于反应温度很高，需要耐高温材料，所述颗粒流化管道6-8采用不锈钢制作而成；在FCC催化裂化反应过程中，所述微细颗粒5直径小于200μm，优选颗粒直径小于100μm，所述微流化床反应单元的管道当量直径不大于200个微细颗粒，优先选择不大于100个微细颗粒，约为7.5mm，以确保颗粒不会在管道中形成聚团，或者即使有小聚团产生，也能在操作气体的剪切力作用下被破碎，限制了气泡的产生，所述微细颗粒6-5得以充分暴露于反应气体之中，使所述微细颗粒6-5能够具有最大的比表面积，大大提高了气固有效接触面积，有利传质传热，充分提高了催化裂化反应效率；在所述颗粒流化管道6-8中的反应温度为450-650摄氏度(原料气体和颗粒均为事先预热后进入反应器)，反应停留时间在10ms～2s即可完成高于90％的转化率。当第一阶段反应完成后，分别停止所述第一供气和收集装置6-1与所述第一给料和回收装置6-4的气体与颗粒的供应，将所述第二供气和收集装置6-9与所述第二给料和回收装置6-12分别作为气体与颗粒的供应装置，重复上述的反应过程，对所述微细颗粒6-5进行再生，并进行循环反应，在所述颗粒流化管道6-8中的反应温度为450-650摄氏度，反应停留时间在10ms～2s即可完成高于90％的转化率，通过多次的颗粒和气体循环可有效提高反应的效率。

本发明通过限制微流化床的颗粒流化管道的最大尺寸、限制微细颗粒的直径，并保证足够的气体速度，使得颗粒在反应通道内无法聚团，或者刚刚形成的聚团即迅速被具有足够速度的气体所带来的剪切力破碎，从而使微细颗粒都能均匀分布，充分暴露在气体中，与气体做平推流运动。利用本发明能够使得气固两相的接触更加充分，大大提高了反应效率，具有显著的经济和社会效益。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种微流化床反应器，其特征在于：所述微流化床反应器包括：微流化床反应器单元和与其连接的气体供应单元、颗粒供给单元、颗粒回收单元、气体收集单元；

所述微流化床反应器单元包括至少一条颗粒流化管道；

所述气体供应单元用于向所述微流化床反应器单元提供气体，并控制气体的速度；

所述颗粒供给单元用于向所述微流化床反应器单元提供反应所需的微细颗粒；

所述颗粒回收单元用于收集所述微流化床反应器单元内反应后的微细颗粒；

所述气体收集单元用于收集所述微流化床反应器单元内的气体。

2.根据权利要求1所述的微流化床反应器，其特征在于：所述颗粒流化管道的当量直径小于下面两个值中的较小值：10mm和200个微细颗粒的直径的总和；优选的，所述颗粒流化管道的当量直径小于下面两个值中的较小值：5mm和100个微细颗粒的直径的总和；

所述微细颗粒的直径小于200μm；优选的，所述微细颗粒的直径小于100μm。

3.根据权利要求2所述的微流化床反应器，其特征在于：所述气体供应单元提供的气体的速度大于下面两个速度中的较大值：颗粒终端速度和颗粒聚团破碎速度；

所述颗粒终端速度是指气体将颗粒带出所述颗粒流化管道时所需要的最小速度；

所述颗粒聚团破碎速度是指气体使颗粒聚团破碎所需要的最小速度。

4.根据权利要求3所述的微流化床反应器，其特征在于：所述气体供应单元包括：供风装置和与其连通的第一引风管道；在所述第一引风管道上安装有第一气体调节阀；

所述颗粒供给单元包括：给料装置和与其连通的引料管道；在所述引料管道上设置有第一颗粒流量调节阀；在所述给料装置中放置有微细颗粒；

所述气体收集单元包括：气体收集装置和与其连通的第二引风管道；

在所述颗粒流化管道上开有入风口、给料口、出风口和出料口；

所述供风装置的出口通过第一引风管道与所述颗粒流化管道的入风口连接；

所述给料装置的出口通过所述引料管道与所述颗粒流化管道的给料口连接；

所述气体收集装置的入口通过第二引风管道与所述颗粒流化管道的出风口连接；

所述颗粒回收单元包括：颗粒回流管道和颗粒收集装置；所述颗粒收集装置的入口通过所述颗粒回流管道与所述颗粒流化管道的出料口连接，在所述颗粒回流管道上设置有第二颗粒流量调节阀；

或者，在所述颗粒流化管道上还设有颗粒回流入口；所述颗粒回收单元包括：颗粒回流管道，所述颗粒回流管道的一端与所述颗粒流化管道的颗粒回流入口连接，另一端与所述颗粒流化管道的出料口连接；在所述颗粒回流管道上设置有第二颗粒流量调节阀；

或者，在所述颗粒流化管道上还设有颗粒回流入口；所述颗粒回收单元包括：颗粒回流管道、颗粒收集装置和颗粒回收管道；所述颗粒收集装置的入口通过所述颗粒回流管道与所述颗粒流化管道的出料口连接；在所述颗粒回流管道上设置有第二颗粒流量调节阀；所述颗粒收集装置的出口通过颗粒回收管道与所述颗粒流化管道的颗粒回流入口连接，在所述颗粒回收管道上设置有第三颗粒流量调节阀。

5.根据权利要求3所述的微流化床反应器，其特征在于：所述气体供应单元包括供风装置；所述气体收集单元包括第一气体收集装置和第二气体收集装置；所述颗粒供给单元、颗粒回收单元被设置成一个整体，成为给料和收集单元；

所述给料和收集单元包括：给料和收集装置，在所述给料和收集装置内放置微细颗粒；

所述给料和收集装置的上部开有上开口，下部开有下开口；在所述上开口处设置有滤网；

所述微流化床反应器包括两个所述给料和收集装置，分别为第一给料和收集装置和第二给料和收集装置，两者对称设置在所述颗粒流化管道的外部；

在所述颗粒流化管道上开有第一开口和第二开口；

所述供风装置的出口连接两路引风管道，分别为第一引风管道、第四引风管道，在第一引风管道上安装有第一气体调节阀，在第四引风管道上安装有第四气体调节阀；所述第一引风管道与所述颗粒流化管道的第一开口连接；所述第四引风管道与所述颗粒流化管道的第二开口连接；

所述第一给料和收集装置的上开口通过第二引风管道与第一气体收集装置连接，下开口通过第一引料管道与所述颗粒流化管道的第一开口连接；

所述第二给料和收集装置的上开口通过第三引风管道与第二气体收集装置连接，下开口通过第二引料管道与所述颗粒流化管道的第二开口连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的微流化床反应器，其特征在于：所述颗粒流化管道包括连成一体的入口管道、螺旋式颗粒流化管道、出口管道，所述入口管道与所述螺旋式颗粒流化管道的外端开口连通，所述出口管道与所述螺旋式颗粒流化管道的里端开口连通；

在所述入口管道上开有给料口、入风口和颗粒回流入口，在所述出口管道上开有出料口、出风口。

7.根据权利要求1-5任一所述的微流化床反应器，其特征在于：所述微流化床反应器单元包括鼓形支撑装置，所述鼓形支撑装置包括圆环状结构和将其两端封闭的端面；

在所述圆环状结构的内壁上开有与其同轴线的圆环状凹槽，所述圆环状凹槽形成所述颗粒流化管道；

在所述圆环状结构的壁上开有分别与所述圆环状凹槽连通的入风口、给料口、出料口；在所述鼓形支撑装置的一侧或两侧的端面上开有出风口；

所述入风口、出料口、入料口分别设置在所述颗粒流化管道的切线方向上。

8.根据权利要求1-5任一所述的微流化床反应器，其特征在于：所述颗粒流化管道包括细射流喷嘴和壳体；

在所述壳体的上部开有出风口，在所述壳体的下部开有出料口；

在所述细射流喷嘴的入口端设置有入风口和给料口；

所述细射流喷嘴的出口端设置在所述壳体的内腔中。

9.一种微流化床反应器系统，其特征在于：所述微流化床反应器系统包括多个如权利要求1-8任一项所述的微流化床反应器，各个微流化床反应器依次串联连接。

10.一种应用权利要求1-8任一项所述的微流化床反应器进行催化裂化FCC反应的方法，其特征在于：所述方法包括：

在所述颗粒供给单元内放入微细颗粒；将微细颗粒加热至450-650摄氏度；

在所述气体供应单元内注入预热后的气体，并保证气体的速度为0.2～5m/s；

气体和微细颗粒进入颗粒流化管道内进行反应，反应停留时间为10ms～2s；

反应后的微细颗粒被所述颗粒回收单元回收，气体被气体收集单元收集；

所述方法进一步包括：将所述颗粒回收单元内的微细颗粒回流到所述颗粒流化管道内重新参加反应；

或者，所述方法进一步包括：将反应后的微细颗粒进行再生处理后，再放入颗粒供给单元内。

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