CN203507987U - 一种高效接触流化床反应器 - Google Patents

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郝希仁
谢恪谦
张星
宫海峰
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Abstract

一种高效接触流化床反应器，属于化工生产过程中气-固非均相反应设备技术领域。高效接触流化床反应器壳体的底部连接固相催化剂进料提升管，高效接触流化床反应器壳体的内腔下部连接气相进料预分布器，气相进料预分布器的上方有气相反应物分布板，气相反应物分布板与高效接触流化床反应器壳体的内腔壁连接，固相催化剂进料提升管连接固相催化剂分配器,高效接触流化床反应器壳体连接反应物进料喷嘴，高效接触流化床反应器壳体的上部有反应器顶部缩径段。本实用新型保证分布板上方形成高密度且气固均匀分布的稳定固相反应物床层。有利于反应产物的快速离开，可有效控制反应时间，避免非理想后续反应的发生。

Description

一种高效接触流化床反应器
技术领域
本实用新型涉及一种高效接触流化床反应器，属于化工生产过程中气-固非均相反应设备技术领域。
背景技术
循环流化床反应器由于具有高固相循环速率、气固两相通量独立控制和连续操作等特点，已被广泛应用于各种气固两相非均相反应或加工过程，如：催化裂化、费托合成、氧化铝焙烧，以及煤的燃烧和气化。但大量研究工作表明，传统循环流化床中存在典型的环核流动结构，即气相主要从反应器中心区域通过，固相颗粒则聚集于反应器边壁，并发生局部颗粒返混。环核流动结构将导致气固两相分离，不利于气固两相间的充分接触，从而限制了传统流化床反应器在要求较强的气固两相间接触工艺中的应用。为了改善流化床反应器中的气固流动结构和强化两相间接触，研发人员提出了局部扩径提升管或扩径段内设置导流筒的内循环提升管等结构型式，例如专利ZL200820109735.8结构，反应物采用了环管进料方式，对于较大直径反应器明显存在反应物分布不均匀的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种高效接触流化床反应器,在该反应器内可以形成高密度且气固均匀分布的固相催化剂床层，为提高气-固相反应物之间的接触效率、有效控制反应时间创造了条件。同时，该反应器还可以实现气-固相反应的连续进行。
一种高效接触流化床反应器，高效接触流化床反应器壳体的底部连接固相催化剂进料提升管，高效接触流化床反应器壳体的内腔下部连接气相进料预分布器，气相进料预分布器的上方有气相反应物分布板，气相反应物分布板与高效接触流化床反应器壳体的内腔壁连接，固相催化剂进料提升管连接固相催化剂分配器,高效接触流化床反应器壳体连接反应物进料喷嘴，高效接触流化床反应器壳体的上部有反应器顶部缩径段。
气相反应物分布板开孔率为1～90%，孔径为1mm～30mm。
气相反应物进料预分布器为一环管结构，在环管上布置若干出口方向向下或斜向下的开孔或喷嘴。
沿高效接触流化床反应器壳体同一轴向截面上均布反应物进料喷嘴。
固相催化剂进料提升管顶部盲死，固相催化剂分配器出口上边缘距离顶部10mm～500mm。
固相催化剂分配器由均布在固相催化剂进料提升管同一轴向高度的分支管构成，分支管数量大于2个，各分支管底部或侧面开有孔。
反应器顶部缩径段与水平方向的夹角为10°～80°。
相比现有反应器，本实用新型具有以下优点：
（1）采用气相反应物分布板3，可以保证分布板上方形成高密度且气固均匀分布的稳定固相反应物床层。
（2）固相催化剂经过固相催化剂分配器5后，可以均匀分布在反应器6横截面上，同时以逆流方式与气相反应物进行接触，提高了气固两相接触效率。
（3）反应器顶采用缩径段的结构形式，可为反应物和催化剂创造强烈返混环境，从而促进反应物与催化剂的换热和反应，同时更有利于反应产物的快速离开，可有效控制反应时间，避免非理想后续反应的发生。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，如图其中：
图1是本实用新型的结构原理示意图。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。
实施例1：如图1所示，一种高效接触流化床反应器，高效接触流化床反应器壳体6的底部连接固相催化剂进料提升管4，高效接触流化床反应器壳体6的内腔下部连接气相进料预分布器1，气相进料预分布器1的上方有气相反应物分布板3，气相反应物分布板3与高效接触流化床反应器壳体6的内腔壁连接，固相催化剂进料提升管4连接固相催化剂分配器5,高效接触流化床反应器壳体6连接反应物进料喷嘴7，高效接触流化床反应器壳体6的上部有反应器顶部缩径段2。
固相催化剂在蒸汽或其它惰性气体的提升作用下经过固相催化剂进料提升管4，并经过固相催化剂进料提升管4上部的固相催化剂分配器5均匀分布到气相反应物分布板3上方的高效接触流化床反应器壳体6内，形成高密度且均匀分布的稳定床层。固相催化剂进料提升管4顶部盲死以使催化剂全部沿提升管四周分布到高效接触流化床反应器壳体6内，固相催化剂分配器5上边缘距离固相催化剂进料提升管4顶部10mm～500mm。固相催化剂分配器5可以由均布在固相催化剂进料提升管4同一轴向高度的若干分支管构成，各分支管底部或侧面开有若干孔，固相催化剂分配器5也可直接由均布在提升管同一轴向高度上的若干开孔构成，本实用新型并不对开孔形式、尺寸加以限制。气相反应物经过气相进料预分布器1进入高效接触流化床反应器壳体6，并经过气相反应物分布板3的再次分配作用进入床层，与固相反应物高效接触并发生反应。气相反应物分布板3开孔率为1～90%，孔径为1mm～30mm，气体进料经过分布板开孔可以均匀分布在高效接触流化床反应器壳体6横截面上，从而可获得较高的气固接触效率。第二种反应物可经过反应物进料喷嘴7进入高效接触流化床反应器壳体6，与固相催化剂高效接触并发生反应。混相反应产物沿高效接触流化床反应器壳体6轴向上行，进入反应器顶缩径段9，反应器顶部受缩径段2的约束作用完成加速后离开高效接触流化床反应器壳体6，进入后续分离系统或后续反应系统。反应器顶部受缩径段2与水平方向的夹角为10°～80°，该缩颈段可为反应物和催化剂创造强烈返混环境，从而促进反应物与催化剂的换热和反应。高效接触流化床反应器壳体6主体为一圆筒形结构，其直径和高度均根据反应系统的规模和反应时间等因素确定。
如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高效接触流化床反应器，其特征在于高效接触流化床反应器壳体的底部连接固相催化剂进料提升管，高效接触流化床反应器壳体的内腔下部连接气相进料预分布器，气相进料预分布器的上方有气相反应物分布板，气相反应物分布板与高效接触流化床反应器壳体的内腔壁连接，固相催化剂进料提升管连接固相催化剂分配器,高效接触流化床反应器壳体连接反应物进料喷嘴，高效接触流化床反应器壳体的上部有反应器顶部缩径段。
2.根据权利要求1所述的一种高效接触流化床反应器，其特征在于气相反应物分布板开孔率为1～90%，孔径为1mm～30mm。
3.根据权利要求1和2所述的一种高效接触流化床反应器，其特征在于：气相反应物进料预分布器为一环管结构，在环管上布置若干出口方向向下或斜向下的开孔或喷嘴。
4.根据权利要求1和2所述的一种高效接触流化床反应器，其特征在于：沿高效接触流化床反应器壳体同一轴向截面上均布反应物进料喷嘴7。
5.根据权利要求1所述的一种高效接触流化床反应器，其特征在于：固相催化剂进料提升管顶部盲死，固相催化剂分配器出口上边缘距离顶部10mm～500mm。
6.根据权利要求1和2所述的一种高效接触流化床反应器，其特征在于：固相催化剂分配器由均布在固相催化剂进料提升管同一轴向高度的分支管构成，分支管数量大于2个，各分支管底部或侧面开有孔。
7.根据权利要求1所述的一种高效接触流化床反应器，其特征在于：反应器顶部缩径段与水平方向的夹角为10°～80°。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105586449A (zh) * 2016-03-11 2016-05-18 山东钢铁股份有限公司 一种高炉用煤粉流化喷吹装置
CN112495452A (zh) * 2020-12-02 2021-03-16 安徽金禾实业股份有限公司 一种流化床反应器催化剂活化方法
CN116410774A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 中国石油天然气股份有限公司 反应器以及油体的催化裂解或催化裂化方法

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