CN201519572U - 旋流流化床的进风预旋装置 - Google Patents
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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
[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 (6)
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。
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