CN202270515U - 多列管分段换热式流化床反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多列管分段换热式流化床反应装置，该反应装置的内腔是由反应器扩大段、反应区和进料椎体三部分组成，在反应区中采用多段和多列管换热器的形式，反应物料在多列管的管内进行，而在多列管的壳程则导入热媒体，通过热媒体的流动状态和热媒体的进出口温度的调控来达到控制反应器多列管内的物料的反应温度的目的。在反应装置中纵向分段后，反应段之间温度分布有差异，并根据纵向反应进程的差异，分段调控反应区温度，使反应区效能最大化，同样调控反应区温度分布的一致性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多列管分段换热式大型流化床反应装置。
背景技术
大多数化学反应均在非热力学标准态进行，并且伴随有热效应，例如：在中高温条件下，伴有大量放热的，多晶硅与氯甲烷的反应，其反应温度在250-350之间，过程效热为-2320KJ/kg产物。
流化床反应器则是化学反应中，特别是在气固多相反应中，常被有针对性选用的一种反应器型式。
反应器的大型化，则是现代化工的一个大趋势，从而提高反应器的效能和经济性。
能够有效的对这种大型反应器进行操控，则是达成这个任务目标的前提。
一般常用的大型流化床在反应器中插入指型管(换热管)的方式，在其中导入热媒体，来导入或导出反应热，以达控制反应区温度的目的。但这样的反应温区分布不一定是最好的分布方式，尤其在大型反应器的方式下。
针对目前存在的问题，本实用新型设计了一种多列管分段换热式大型流化床反应装置。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种多列管分段换热式大型流化床反应装置，该反应装置的内腔是由反应器扩大段、反应区和气体进料椎体三部分组成，在反应区中采用多段和多列管换热器的形式，反应物料在多列管的管内进行，而在多列管的壳程则导入热媒体，通过热媒体的流动状态和热媒体的进出口温度的调控来达到控制反应器多列管内的物料的反应温度的目的。在反应装置中纵向分段后，反应段之间温度分布可以有差异，并根据纵向反应进程的差异，分段调控反应区温度，使反应区效能最大化，同样也可以调控反应区温度分布的一致性。
本实用新型所述的一种多列管分段换热式大型流化床反应装置，该反应装置的内腔是由反应器扩大段、反应区和气体进料椎体三部分组成，在反应器扩大段(1)的顶端设有固体粉料进口(8)，并固定有物位探测器(7)，在反应器扩大段(1)内的一侧固定有微粉尘分离器(9)；反应区(2)中的列管(14)的两端分别固定在管板(15)上，并在列管(14)的中部上下错位固定折流板(16)；气体进料椎体(3)的中部固定环形管状气体进料分布器(4)，气体进料椎体(3)的底部为固体尾渣出口(13)，反应器扩大段(1)、反应区(2)和气体进料椎体(3)之间通过法兰连接。
反应区(2)中的列管(14)排列为正三角形或正方形分布。
在反应区(2)壳程一侧的下端设有热媒体进口(10)，另一侧的上端设有热媒体出口(11)。
在反应区(2)的上部、中部和下部分别设有温度传感器(12)。
本实用新型所述的多列管分段换热式流化床反应装置，该反应装置由结构功能相似的多段换热段组装而成，每一段都有独立的温度控制系统，根据反应特点分别控制整个床层处于最佳温度控制之中，消除了指形管换热结构的温度不均现象，使反应温度参数易于操控；在反应装置上部的扩大段的顶部设置物位计，能够准确测定反应器床层物料的高度，及时了解反应过程的物料平衡状态，并补加新鲜的物料和催化剂，使反应状态最佳化；在反应装置下部的锥形部位安置一个布气环管，沿布气环管一周的下部开设环隙式布气孔，使气相物料在反应器中的分布更加均匀，由于多列管区本身具有强制分布与分流的特性，不易堵，使反应床层的流化态更加稳定和均匀，反应系统更加稳定。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图
具体实施方式
以下结合幅图进一步描述并给出实施例
本实用新型所述的一种多列管分段换热式大型流化床反应装置，该反应装置的内腔是由反应器扩大段、反应区和气体进料椎体三部分组成，在反应器扩大段1的顶端设有固体粉料进口8，并固定有物位探测器7，在反应器扩大段1内的一侧固定有微粉尘分离器9；反应区2中的列管14的两端分别固定在管板15上，列管14排列为正三角形或正方形分布，并在列管14的中部上下错位固定折流板16，反应区2壳程一侧的下端设有热媒体进口10，另一侧的上端设有热媒体出口11，反应区2的上部、中部和下部分别设有温度传感器12；气体进料椎体3的中部固定环形管状气体进料分布器4，气体进料椎体3的底部为固体尾渣出口13，反应器扩大段1、反应区2和气体进料椎体3之间通过法兰连接。
在反应装置的顶部，设计成一个扩大段，空间大了许多，设置的物位探测7，以测控反应床进料状态，来控制反应固体物料的加入，同时可布设微小颗粒过滤或分离装置；
在反应装置中部，设计成多段数N＝1-6(N为段数)的多段列管式反应区2，该反应区2内的列管14各段为等长式结构，或依据纵向反应进程分布特点，设计成不等长度段形式，并即N*H5＝H4或∑Ni＝H1(这里N＝1-6)，段数可在1-6段间取定，长度可在1000-2000mm的范围内取定，内部列管长度小于段长，壳程外径可在100-5000mm范围取定，相应上部扩大段1外径稍大，内径可在150-6000mm的范围内取定，列管14排列为正三角形或正方形分布，通过热媒体在管壳程内的流量和温度可控来达到反应列管内温度区可控，特别针对大型反应器的分段结构，给反应器的制作、运输和安装带来许多方便；
在反应装置下部，该部分设计成锥形，由于多列管区本身具有强制分布与分流的特性，在此段中，仅安置一个环形管状气体进料分布器4，该分布器4可根据反应器内径的大小，设计成一环或多环式，环形管下部做成连续的环隙形式，该分布器4下部为一环隙进料分布口，与传统的孔式分布器更耐堵塞，也利于清理，此环隙隙缝宽度为0.5-2.0mm为佳。
使用时，将反应物固体粉状物料由固体粉料进口8进入，通过物位测量器7控制固体粉状物料的进料量，气体物料通过5气体反应物进口经分布器4分散后进入反应器内部，反应后生成的产物在反应器内为气体状态，再由微粉尘分离器9分离粉尘后，经尾气出口6处排出，未参与反应的物料将向反应器下部进料锥体3底部聚集，最后经由尾渣出口13排出，在反应装置内，气体物料和固体物料主要在反应器纵向列管14中进行反应，各段段隙间也有反应在进行，反应进行中有一定的热效应，这些反应热，通过设定一定工况后的热媒体由反应器2的壳程热媒体进口10引入，经换热后经壳程热媒体出口11排除，进入反应器壳程的热媒体工况，经由反应器温度传感器12来设定，设定内容为热媒体流量和在热媒体进口10处的进入温度。本反应器压力由其它专门设备来控制。
采用本实用新型流化床反应装置，可对流化床反应进行多段控温，以提升反应器效率，物位计可控制固态物料的加入量，易于实现工业生产的放大要求。
Claims (4)
1.一种多列管分段换热式流化床反应装置，其特征在于该反应装置的内腔是由反应器扩大段、反应区和气体进料椎体三部分组成，在反应器扩大段(1)的顶端设有固体粉料进口(8)，并固定有物位探测器(7)，在反应器扩大段(1)内的一侧固定有微粉尘分离器(9)；反应区(2)中的列管(14)的两端分别固定在管板(15)上，并在列管(14)的中部上下错位固定折流板(16)；气体进料椎体(3)的中部固定环形管状气体进料分布器(4)，气体进料椎体(3)的底部为固体尾渣出口(13)，反应器扩大段(1)、反应区(2)和气体进料椎体(3)之间通过法兰连接。
2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于反应区(2)中的列管(14)排列为正三角形或正方形分布。
3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于在反应区(2)壳程一侧的下端设有热媒体进口(10)，另一侧上端设有热媒体出口(11)。
4.根据权利要求3所述的反应装置，其特征在于在反应区(2)的上部、中部和下部分别设有温度传感器(12)。
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2011
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Denomination of utility model: Multi-row-tube sectional heat-exchange type fluidized bed reaction device Effective date of registration: 20181108 Granted publication date: 20120613 Pledgee: Industrial Bank Co., Ltd. Urumqi Branch Pledgor: Kuytun Xilong Nonwoven Geotextile Product Co.,Ltd. Registration number: 2018650000007 |
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