CN201519572U

CN201519572U - 旋流流化床的进风预旋装置

Info

Publication number: CN201519572U
Application number: CN2009202164886U
Authority: CN
Inventors: 杨扬; 曾宪忠; 肖青; 郑虹玲; 王柏英; 丛林
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2019-09-17

Abstract

本实用新型涉及一种流化床的进风气流分配装置。通过在分布板下设置“预旋装置”，对现有国产“旋流流化床”的进风装置加以结构改进，可将凌乱、无序的气体整理成若干股均布的“气流束”，这些气流束具有较大的动能，降低了进风阻力，提高了气体的动能，将原旋流流化床无力处理的某些大质量、管状的载体粒子实施“旋流流化”。

Description

旋流流化床的进风预旋装置

[技术领域]

本实用新型涉及一种进风气流的预旋装置，特别是一种流化床的进风气流的预旋装置。

[背景技术]

目前，国产的、用于固体表面“包衣”并干燥的“旋流流化床”(见“喷浆造粒”，《制药机械》，中石化集团上海工程有限公司主办，《制药机械》编辑部出版，2006，6，P19。另见CN2274054Y)，不能将某些品种的固体催化剂载体粒子(大质量、管状)实现“旋流流化”。因此这些品种的固体催化剂不能采用“喷雾流化”这一国际流行的装置技术来完成“包衣”制备。

现有国产“旋流流化床”是依靠类似百叶窗配置的斜板组合(见附图“分布板”)来实现旋流流化。分布板下部的导风筒(见图1)以90°弯头的形式旁通进风。这种进风方式结构最简单，但气体的流动路线却很繁杂。由于分布板的18块斜板在360°的范围内呈均布态，所以它们的入口角在平面上是各不相同的。气体进入导风筒后，首先经过放大、急转弯，然后再分散去寻找分布板的各个入口，同时调整各自的气流方向和角度以进入分布板。在这一过程里，各分支气体难免相互交叉、干扰，过多地消耗了自身的能量。而且散乱的气体也不易形成具有一定“冲量”的“集束流”。当遇到分布板上的粒子质量比较大、形状比较特殊时，就无力推动这些粒子进行“旋流流化”。

“喷雾流化”装置技术对固体催化剂包衣制备而言，不仅效率高、损失小、污染少，而且有益于产品质量的提高。所以，对现有国产“旋流流化床”的进风装置加以结构改进，使之能够处理大质量、异型粒子，以便在固体催化剂制备领域里获得应用是十分必要的。

[实用新型内容]

为了解决上述缺陷，本实用新型通过在分布板下设置进风气流的预旋装置，可以有效地解决上述问题。

所述预旋装置包括两个部件即“蜗壳”和“螺旋套”(见附图1)，所述螺旋套连接在所述蜗壳的上方。蜗壳采用阿基米德螺线。螺旋套是筒状，内部由2到8块结构相等、等分配置的螺旋板所组成，每块板的导程1/8到1/2；螺旋套的外径是蜗壳基圆直径的80％～100％。螺旋板的平均升角(板外缘与内缘升角的算术平均值)最好与分布板倾角相接近，优选范围是螺旋板的平均升角与分布板的倾角相差±10度。

本实用新型的优选方案是：

1、所述蜗壳中气体流动通道在任意处的截面均为矩形，在直线段通道由上、下、内、外4块平板组焊而成，在曲线段通道由上盖板、下盖板、侧板三块板组焊而成，蜗壳下盖板为平板，板外缘为阿基米德螺线；蜗壳上盖板为中心开孔平板，板外缘与下板相同，亦为阿基米德螺线，板中心开孔，直径与螺旋套外管外径相同；蜗壳侧板为曲面板，其曲率半径与蜗壳外缘阿基米德螺线相同；

2、所述螺旋板的内缘与螺旋套内管外径相吻合，螺旋板的外缘与螺旋套外管内径相吻合，螺旋板、螺旋套内管、螺旋套外管三者上端齐平、组焊形成螺旋套，螺旋套的上端与出风过渡段的下端对口焊接，螺旋套的下端与蜗壳上盖板之中心孔对口焊接；

3、在蜗壳的进风口上游还依次设有进风管、过渡管，在所述螺旋套出风口下游依次设有出风过渡段以及法兰，通过进风管外接软管与鼓风机相联接，通过法兰与流化床下端分布器相联接。

蜗壳的作用有两方面。一是将气体的流量进行了预分配，二是将气流按分布板“旋流”的方向进行了预旋转。虽然分布板本身具有均匀分配气体流量和改变气体流向的功能，但在进入分布板之前另增蜗壳对气流进行预整理，不仅效果更优，而且可以降低这一过程气体内能的总消耗。

采用阿基米德螺线的蜗壳，使气体流入直线段时被整理成均匀排列的集合流线(见图2)。进入曲线段后，最靠内的流线先以一定的内旋角度流入中心。随即，与其彼邻的流线依次沿基圆流入。在曲线段结束区域，最靠外的流线最后流入。依这样的方式，蜗壳完成了气体的分配和旋转。在这一过程中，气体的流动是平稳、顺向的，不存在急转弯、剧烈扰动等高阻力环节，故所消耗的能量是很小的。

气体由蜗壳中心向上进入螺旋套。设置螺旋套的目的是使由蜗壳流出的气体沿螺旋套上行，以与分布板相同的倾角顺调进入分布板。

通过“蜗壳+螺旋套”的床下预旋转机构，可将零乱、无序的气体整理成若干股均布的“气流束”。这些气流束具有较大的动能，可在装置总能量输入不改变的情况下，将原旋流流化床无力处理的固体催化剂粒子实施“旋流流化”。

本实用新型的有益效果：在国产旋流流化床分布板下，将“90°旁通进风”的简单进风机构改进为“阿基米德螺线蜗壳+螺旋套”的床下进风机构。改进后的机构降低了进风阻力，提高了气体的动能，使某些大质量、管状的载体粒子实现了“旋流流化”。

[附图说明]

图1A和图1B是普通旋流流化床结构示意图。

图2A、图2B和图3A、图3B是本实用新型床下预旋装置示意图，

图中：1-流化床；2-分布板；3-螺旋套；4-载体；5-气体流线轨迹；6-蜗壳形线曲线段；7-蜗壳形线直线段；8-蜗壳；9-进风管；10-过渡管；11-法兰(与流化床联接)；12-出风过渡段；13-螺旋套外管；14-蜗壳上盖板；15-螺旋板；16-螺旋套内管；17-蜗壳下盖板；18-蜗壳侧板；23-导风筒。

[具体实施方式]

以下结合附图，具体说明本实用新型。

实施例

在普通旋流流化床结构的基础上，在床下设有“蜗壳+螺旋套”的预旋装置。“蜗壳+螺旋套”进风预旋装置通过进风管9外接软管与鼓风机相联接以实现进风，而通过法兰11与流化床1下端分布器2相联接实现排风。

旋流流化床1直径280mm。固体催化剂载体粒子4的其外形尺寸为7.5×4.4×5.7mm(外径×内径×轴向长度)；载体比重为2.2g/cm³，堆比重为0.9-0.98/cm³。

蜗壳8的蜗室采用阿基米德螺线，基圆直径140mm，高度95mm，进口宽度38mm。蜗壳8上可以设有蜗壳上盖板14、蜗壳下盖板17、蜗壳侧板18。蜗壳8中气体流动通道在任意处的截面均为矩形。在蜗壳8的进入端(进风管9及过渡管10，即直线段7)，蜗壳8中气体流动通道由上、下、内、外4块平板组焊而成。而在通道进入曲线段(阿基米德螺线段6)，通道不再设内板，使气体可依流线5所示的轨迹流入蜗壳8中心。该段由3块板组焊而成。其中，蜗壳下盖板17为平板，板外缘为阿基米德螺线；蜗壳上盖板14为中心开孔平板，板外缘与下板相同，亦为阿基米德螺线，板中心开孔，直径与螺旋套外管13外径相同；蜗壳侧板18为曲面板，其曲率半径与蜗壳外缘阿基米德螺线相同。

螺旋套包括螺旋板15、螺旋套外管13和螺旋套内管16。螺旋板15的内缘与螺旋套内管16外径相吻合，螺旋板15的外缘与螺旋套外管13内径相吻合，将螺旋板15、螺旋套内管16、螺旋套外管13三者上端齐平，通过组焊即形成整体的螺旋套3。将螺旋套3的上端与出风过渡段12的下端对口焊接，而将螺旋套的下端与蜗壳上盖板14之中心孔对口焊接，即形成了旋流流化床的“蜗壳+螺旋套”进风预旋装置。螺旋套外径120mm，螺旋板15四块，螺旋升角20，高度1/2导程。

当气体顺阿基米德螺线蜗壳先内后外、分批、依次流入本装置中心后，由于插入蜗壳中心的螺旋套内管下端焊有盲板，故气体只能进入螺旋套内、外管之间的通道，然后沿螺旋板上行，经出风过渡段12进入流化床1的分布板2，从而完成气体在流化之前的分配和预旋。对比例

没有“蜗壳+螺旋套”的预旋转机构的普通旋流流化床，采用导风筒23进风，流化实验结果如下：

当粒子装填量为3.5kg时，流化床能涌动，但床面不转动。当粒子装填量为2.5kg时，床面可见转动，转速1r.p.m。

应用例

旋流流化床直径280mm。固体催化剂载体粒子的其外形尺寸为7.5×4.4×5.7mm(外径×内径×轴向长度)；载体比重为2.2g/cm³，堆比重为0.9-0.98/cm³。

采用本实用新型的进风预旋装置替代导风筒，流化实验结果如下：

当粒子装填量为3.5kg时，床面可见转动，转速1r.p.m。当粒子装填量为2.5kg时，床面转速10r.p.m。

Claims

1.一种旋流流化床的进风预旋装置，其特征在于：所述的风预旋装置包括蜗壳(8)和螺旋套(3)，所述蜗壳(8)采用阿基米德螺线；所述螺旋套(3)是筒状，内部由2到8块结构相等、等分配置的螺旋板(15)所组成，每块板的导程1/8到1/2，所述螺旋套的外径是蜗壳基圆直径的80％～100％；所述螺旋套(3)连接在所述蜗壳(8)的上方。

2.根据权利要求1所述的进风预旋装置，其特征在于所述螺旋板(15)的平均升角与流化床分布板的倾角相差±10度。

3.根据权利要求1所述的进风预旋装置，其特征在于所述蜗壳(8)中气体流动通道在任意处的截面均为矩形，在直线段通道由上、下、内、外4块平板组焊而成，在曲线段通道由上盖板(14)、下盖板(17)、侧板(18)三块板组焊而成，蜗壳下盖板(17)为平板，板外缘为阿基米德螺线；蜗壳上盖板(14)为中心开孔平板，板外缘与下板相同，亦为阿基米德螺线，板中心开孔，直径与螺旋套外管(13)外径相同；蜗壳侧板(18)为曲面板，其曲率半径与蜗壳外缘阿基米德螺线相同。

4.根据权利要求1所述的进风预旋装置，其特征在于所述螺旋板(15)的内缘与螺旋套内管(16)外径相吻合，螺旋板(15)的外缘与螺旋套外管(13)内径相吻合，螺旋板(15)、螺旋套内管(16)、螺旋套外管(13)三者上端齐平、组焊形成螺旋套(3)，螺旋套(3)的上端与出风过渡段(12)的下端对口焊接，螺旋套(3)的下端与蜗壳上盖板(14)之中心孔对口焊接。

5.根据权利要求1所述的进风预旋装置，其特征在于在蜗壳(8)的进风口上游还依次设有进风管(9)、过渡管(10)，在所述螺旋套(3)出风口下游依次设有出风过渡段(12)以及法兰(11)，通过进风管(9)外接软管与鼓风机相联接，通过法兰(11)与流化床(1)下端分布器(2)相联接。

6.一种旋流流化床的进风预旋装置，其特征在于：所述的进风预旋装置包括蜗壳(8)和螺旋套(3)，所述蜗壳(8)采用阿基米德螺线；所述螺旋套(3)是筒状，内部由2到8块结构相等、等分配置的螺旋板(15)所组成，每块板的导程1/8到1/2，所述螺旋套的外径是蜗壳基圆直径的80％～100％；所述螺旋套(3)连接在所述蜗壳(8)的上方；所述螺旋板(15)的平均升角与流化床分布板的倾角相差±10度；

所述蜗壳(8)中气体流动通道在任意处的截面均为矩形，在直线段通道由上、下、内、外4块平板组焊而成，在曲线段通道由上盖板(14)、下盖板(17)、侧板(18)三块板组焊而成，蜗壳下盖板(17)为平板，板外缘为阿基米德螺线；蜗壳上盖板(14)为中心开孔平板，板外缘与下板相同，亦为阿基米德螺线，板中心开孔，直径与螺旋套外管(13)外径相同；蜗壳侧板1(8)为曲面板，其曲率半径与蜗壳外缘阿基米德螺线相同；

所述螺旋板(15)的内缘与螺旋套内管(16)外径相吻合，螺旋板(15)的外缘与螺旋套外管(13)内径相吻合，螺旋板(15)、螺旋套内管(16)、螺旋套外管(13)三者上端齐平、组焊形成螺旋套(3)，螺旋套(3)的上端与出风过渡段(12)的下端对口焊接，螺旋套(3)的下端与蜗壳上盖板(14)之中心孔对口焊接；

在蜗壳(8)的进风口上游还依次设有进风管(9)、过渡管(10)，在所述螺旋套(8)出风口下游依次设有出风过渡段(12)以及法兰(11)，通过进风管(9)外接软管与鼓风机相联接，通过法兰(11)与流化床(1)下端分布器(2)相联接。