CN201046394Y - 一种用于循环流化床反应器中的新型扰流型复合构件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件包括：包括2－30根圆管、扰流板和导流板，导流板的一边固定在圆管上；扰流板的一边也固定在圆管上，并且扰流板的另一边与导流板的另一边固定，其中导流板与扰流板的夹角在5°－90°之间；安装有导流板和扰流板的圆管的一端固定在一起，该2－30根圆管处在同一平面上，每一根圆管的另一端以该固定点为圆心呈辐射状排列，每一根圆管之间的夹角可以相同或者不相同，夹角在10°－180°之间。该复合构件通过对上下行颗粒群的有效扰动和气流场的脉动调节，有效促进了颗粒群的更新和中心区快速流动的气固两相之间的交换，有效改善了气固传质效果，明显提高了循环流化床的反应效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种流化床反应器中的复合构件，尤其是涉及一种在循环流化床中改善流化质量、提高反应效率的扰流型复合构件。
背景技术
循环流化床广泛应用于石油、化工、冶金、能源、环保等工业领域。添加内构件是流化床中改善流化质量和改进气固流动行为的有效方法。目前在流化床中使用的内部构件包括挡网、挡板、垂直管束等。内构件的形式有许多种，例如圆环型、钝体式、圆棒规整堆积填料、斜片挡板结构、波纹结构、多孔板式、桨式、脊式等。
国外流化床反应器中一般采用兼作换热管用的垂直管束为内构件，并推荐以当量直径为放大指标。国内有百叶窗水平挡板构件，它与换热管束配合使用。上述构件各有特色，水平挡板构件具有破碎气泡的功能，垂直管束构件放大效应小。两种构件的共同缺点是只能在较低的空床速度下操作，当气速超过一定数值时，在水平挡板下面出现含有少量颗粒的“气垫”，而在垂直管束间相应出现“气节”(金涌等，流化床反应器新型内构件，中国发明专利：CN 85 1 00040 A)。现有多孔板式、桨式和孔桨式内构件，都能使气固混合及接触得以强化，有可能提高化学反应器的效率。但是由于循环流化床内气、固流动速度均较高，并且这些内构件没有考虑对流化床内气流的引导，有可能导致这些内构件磨损加剧，并使流化床床层压降增加，影响流化床的实际工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提高流化床的工作效率，提供一种专用于循环流化床的、带有导流板和扰流板的管束组成的扰流型复合构件；该扰流型复合构件具有改变流化床内的颗粒浓度分布，同时通过内构件对流化床内的气体流场进行引导达到改善流化质量，提高流化床内反应效率的目的。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
本发明提供的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件包括：导流板3，扰流板4，其特征在于，还包括2-30根圆管1；所述的导流板3的一边固定在所述的圆管1上；所述的扰流板4的一边固定在所述的圆管1上，并且扰流板4的另一边与所述的导流板3的另一边固定，其中导流板3与扰流板4的夹角在5°-90°之间；安装有导流板3和扰流板4的圆管1的一端通过固定件2固定在一起，该2-30根圆管1处在同一平面上，每一根圆管1的另一端以固定件2的中心为圆心呈辐射状排列，圆管之间的角度与圆管的数量有关，其中每一根圆管1之间的夹角在10°-180°之间
在上述的技术方案中，所述的圆管的直径在0.02m-0.8m之间，长度与循环流化床反应器内半径相等。
在上述的技术方案中，所述的圆管由不锈钢管、陶瓷、玻璃钢或者碳钢制成。
在上述的技术方案中，所述的导流板的长度为圆管长度的30％-100％，宽度为圆管直径的0.2-200倍之间。
在上述的技术方案中，所述的扰流板的长度与导流板相同，宽度为圆管直径的0.2-200倍之间。
在上述的技术方案中，所述的扰流板可以为平面板，也可以弧形板；在上述的技术方案中，所述的导流板可以为平面板，也可以弧形板；
在上述的技术方案中，所述的导流板由不锈钢板、陶瓷、玻璃钢或者碳钢制成。
在上述的技术方案中，所述的扰流板的由不锈钢板、陶瓷、玻璃钢、碳钢制成。
在上述的技术方案中，所述的固定件2包括轴或圆盘。
在使用时本发明的循环流化床反应器中的扰流型复合构件，安装在循环流化床提升管出口处。
本发明循环流化床反应器中的扰流型复合构件与现有技术相比有以下优点：
1、该扰流型复合构件不同于现有的多孔板式、桨式和孔桨式内构件，通过扰流型管束复合构件在床内的放射状分布，以及设置扰流板的布置可以有效避免现有多孔板式、桨式和孔桨式内构件造成的高气速下循环流化床内气垫和气节的出现。
2、传统内构件的加入多为仅仅通过干涉颗粒运动，使床内局部浓度变化，从而对循环流化床效率影响有限。扰流型管束复合构件中的通过扰流板对上下行颗粒群的有效扰动和导流板对气流场的调节，有效促进了颗粒群的更新和中心区快速流动的气固两相之间的交换，有效改善了气固传质效果，提高了循环流化床工作效率。
3、传统内构件的导入，由于仅考虑床内部颗粒群的分布和传质问题，不考虑对气流场的有效引导，往往使循环流化床压降无规则波动的幅度和频率明显增加，降低了设备的可靠性。扰流型管束复合构件在充分考虑颗粒群的上下行扰动增加传质的同时，通过增加了导流板设计，通过导流板对气流场进行了有效引导从而明显降低了循环流化床压降无规则波动的幅度和频率，提高了设备可靠性。
4、传统内构件由于多为单组态、单功能构件，对循环流化床脱硫装置的操作弹性正面效应较小。扰流型管束复合构件通过兼顾颗粒群有效流场分布和气流有效扰动分布，使循环流化床脱硫装置的操作弹性从常规的50％-110％提高到了30％-150％。
附图说明
图1是本发明的扰流型管束复合构件结构示意图。
图2是本发明的扰流板和扰流板安装在圆管上的结构示意意图。
图3是本发明的复合构件布置在一循环流化床中的俯视图。
图4是本发明的复合构件布置在一循环流化床中的纵剖图。
图面说明如下：
1-圆管 2-固定件(用于固定圆管的) 3-导流板
4-扰流板 5-循环流化床反应器 6-循环流化床反应器的出口
7-两圆管之间的夹角
图1是本发明的扰流型管束复合构件结构示意图。
图2是本发明的扰流板和扰流板安装在圆管上的结构示意意图。
图3是本发明的复合构件布置在一循环流化床中的俯视图。
图4是本发明的复合构件布置在一循环流化床中的纵剖图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步地详细说明。
实施例1
参考图2、4，本实施例制作的复合构件用于烟气脱硫的循环流化床反应器，该扰流型管束复合构件由6根圆管1，和6块导流板3、6快扰流板4组成，其中圆管1为碳钢管，直径为0.2m×长3m。其中导流板3为碳钢材料制作，宽度为0.4m，长度3m，导流板3的一边焊接在圆管1上部，其中导流板3与扰流板4安装在圆管1上的夹角在30°(导流板3焊接在圆管1上的焊接点，与圆管1中心的连线与水平面呈75°夹角，导流板3与水平面夹角为45°)；扰流板3为碳钢材料制作，宽度0.4m，长为3m，扰流板3一端与导流板4的一段焊接，另一端焊接在圆管1上。
取6根圆管1上已安装好扰流板3与导流板4，选择圆盘作为固定件2，通过固定件2将该6根圆管1的一端焊在一起，并且使这6根圆管1处在同一平面上，6根圆管1之间的夹角为60°，这6根圆管1的另一端呈放射状布置，使用时将另一端焊接在流化床顶部的出口处的内壁上。
实施例2
参考图2、4，本实施例制作的复合构件由18根圆管1，18块导流板3和18块扰流板4组成，其中圆管1为陶瓷，直径为0.08m×长3m。其中导流板3和扰流板4均为不锈钢板或者陶瓷、玻璃钢材料制作，宽度为0.6m，长度2m；导流板3为圆弧形，导流板圆弧所对的夹角为15°，扰流板4为圆弧形，扰流板4圆弧所对的夹角为20°。18根圆管1上固定安装好扰流板3与导流板4，选择一轴作为固定件2，通过固定件2将该6根圆管1的一端焊在一起，并且使这6根圆管1处在同一平面上，6根圆管1之间的夹角为20°，这18根圆管1的另一端呈放射状布置。
实施例3
参考图2、4，本实施例制作的复合构件由30根圆管1，30块导流板3和30块扰流板4组成，其中圆管1为玻璃钢圆管，直径为0.2m×长4m。其中导流板3和扰流板4均为玻璃钢材料制作，宽度为0.1m，长度4m；30根圆管1上固定安装好扰流板3与导流板4，选择一轴作为固定件2，通过固定件2将该30根圆管1的一端焊在一起，并且使这30根圆管1处在同一平面上，30根圆管1之间的夹角为12°，这30根圆管1的另一端呈放射状布置。
Claims (8)
1.一种用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件包括：导流板(3)，扰流板(4)，其特征在于，还包括2-30根圆管(1)；所述的导流板(3)的一边固定在所述的圆管(1)上；所述的扰流板(4)的一边固定在所述的圆管(1)上，并且扰流板(4)的另一边与所述的导流板(3)的另一边固定，其中导流板(3)与扰流板(4)的夹角在5°-90°之间；安装有导流板3和扰流板4的圆管1的一端通过固定件2固定在一起，该2-30根圆管1处在同一平面上，每一根圆管1的另一端以该固定点为圆心呈辐射状排列，圆管之间的角度与圆管的数量有关，其中每一根圆管1之间的夹角在10°-180°之间。
2.按权利要求1所述的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，其特征在于，所述的圆管的直径在为0.02m-0.8m，长度与循环流化床反应器半径相等。
3.按权利要求1所述的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，其特征在于，所述的圆管由不锈钢、玻璃钢、陶瓷或者碳钢制成。
4.按权利要求1所述的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，其特征在于，所述的导流板长度为圆管长度的30％-100％，宽度为圆管直径的0.5-200倍之间。
5.按权利要求1所述的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，其特征在于，所述的导流板的由不锈钢管、玻璃钢、陶瓷或者碳钢制成。
6.按权利要求1所述的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，其特征在于，所述的导流板的圆管由不锈钢管、玻璃钢、陶瓷或碳钢制成。
7.按权利要求1所述的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，其特征在于，所述的导流板为直板或者弧形板。
8.按权利要求1所述的用于循环流化床反应器中的扰流型复合构件，其特征在于，所述的扰流板板为直板或者弧形板。
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