CN203737217U - 一种螺旋式流化床气固反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋式流化床气固反应器，属于化工设备领域。该螺旋式气-固流化床反应装置为筒体，由上下密封盖、进料口、出气口、进气口、螺旋构件、样品收集器和搅拌器组成。其特征在于：上密封盖分布有进料口和出气口。筒体内设有螺旋构件，螺旋构件由螺旋导板和固定杆组成，固定杆通过螺纹垂直固定于上密封盖和样品收集器之间，螺旋导板固定在固定杆上，与进料口正对的螺旋导板的第一块叶片为水平面板，其余螺旋导板的叶片与水平面为30°夹角，叶片半径略小于筒体半径。筒体内底部设有样品收集器，样品收集器由倒锥型卸料器和样品收集罐组成，倒锥型卸料器口位于样品收集罐之上且与样品收集罐密封连接。螺旋导板的最后一块叶片的末端插入倒锥型卸料器中。进气口在筒壁一侧，位于样品收集器之上，且外联可调节气流速度装置。搅拌器位于筒体内底部。本实用新型用于含铁磁性固体颗粒的气固反应，避免了搅拌内构件对反应器内气流的扰动，接触反应可控制，避免了固体颗粒表面结痂现象。

Description

一种螺旋式流化床气固反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于非催化气固反应的流化床反应器，属于化工设备技术领域。

背景技术

目前，实验室使用的气固反应器装置形式包括流化床、固定床和微型反应器。对于非催化气-固反应过程的研究广泛应用固体流态化技术。相较于其他类型的反应器，流化床具有较好的传质和传热性能。此外，对于含铁磁性或亚铁磁性的固体颗粒的气固反应的研究通常选用流化床反应器，其原理为在气流作用下剧烈搅动，增大气固反应物的接触面积和反应时间，具有良好的传热传质效果。流化床反应器有效地避免了气-固反应过程中颗粒表面结痂而导致该反应中止的现象。对于含铁磁性或亚铁磁性的固体颗粒的流化床反应器可以利用磁场搅拌来降低搅拌内构件对反应器中气流的影响。

中国专利公开号CN 1096715A 公开了一种内循环式流化床反应器。该反应器设置了一个内筒并与外筒体保持一定缝隙。内筒装有多层筛板，当固体颗粒在气流作用下向上流动时，该内构件形成循环气流，提高反应收率。其不足之处是该流化床可能导致气流与固体颗粒沿设备轴向形成返混。返混使得气体在床层内停留时间分布不均匀，增加了副反应。

中国专利公开号CN 202655006U 公开了一种流化床反应装置。该流化床反应装置设置了沉降罐，能够将气相产物中的固体颗粒进行沉降分离。其不足之处在于床层轴向没有浓度差和温度差，部分气体成为大气泡通过床层，使气－固相接触不良。

此外，通常需要对非催化气固反应的固体产物的各组分含量进行检测。而目前大多数的流化床反应器没有专用的固体收集装置。在目前实际生产应用过程中，急需对类此装置进行改进，满足实际生产需求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种能减少轴向方向形成返混气流，提高传质和传热效率的气-固流化床反应装置。

为实现本实用新型目的，本实用新型将流化床设计为螺旋式，具体技术方案如下：

该螺旋式气-固流化床反应装置为筒体，由上下密封盖、进料口、出气口、进气口、螺旋构件、样品收集器和搅拌器组成。其特征在于：上密封盖分布有进料口和出气口，。筒体内设有螺旋构件，螺旋构件由螺旋导板和固定杆组成，固定杆通过螺口垂直固定于上密封盖和样品收集器之间，螺旋导板固定在固定杆上，与进料口正对的螺旋导板的第一块叶片为水平面板，其余螺旋导板的叶片与水平面为30°夹角，叶片半径略小于筒体半径。筒体内底部设有样品收集器，样品收集器由倒锥型卸料器和样品收集罐组成，倒锥型卸料器口位于样品收集罐之上且与样品收集罐密封连接。螺旋导板的最后一块叶片的末端插入倒锥型卸料器中。进气口在筒壁一侧，位于样品收集器之上，且外联可调节气流速度装置。搅拌器位于筒体内底部，其包括固定线圈8、电路控制板9和电源10。通过电路控制板9调节固定线圈8中的电流形成不同强度的磁场，对罐内固体颗粒进行搅拌。 

进料口1通过含有密封圈的密封盖密封。

本实用新型有益效果：

1、  本实用新型将流化床设计为螺旋式，诱导气流形成螺旋上升气流。减少轴向方向形成返混气流，不仅提高了传质和传热效率，同时使得气体与固体颗粒的接触时间可以通过调节气流速度得以控制。

2、  本实用新型采用磁力搅拌设计避免了在筒体内设置搅拌装置，较少了内构件对气流控制的影响。同时，避免了与筒体外连接而产生的气体泄漏。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；图中，1为进料口、2为出气孔、3为上密封盖、4为螺旋导板、5为固定杆、6为进气口、7为倒锥形卸料器、8为固定线圈、9为控制电路板、10为外接电源、11为样品收集罐、12为螺旋构件、13为样品收集器、14为搅拌器、15为下密封盖。

具体实施方式

为对本实用新型进行更好的说明，结合附图举实施例如下：

本本实用新型所述的螺旋式气-固流化床反应装置为筒体，由上下密封盖3、15、进料口1、出气口2、进气口6、螺旋构件12、样品收集器13和搅拌器15组成。其特征在于：上密封盖3上分布有进料口1和出气口2。筒体内设有螺旋构件3，螺旋构件12由螺旋导板4和固定杆5组成，固定杆5通过螺口垂直固定于上密封盖3和样品收集器13之间，螺旋导板4固定在固定杆5上，与进料口1正对的螺旋导板4的第一块叶片为水平面板，其余螺旋导板4的叶片与水平面为30°夹角，叶片半径略小于筒体半径。筒体内底部设有样品收集器13，样品收集器13由倒锥型卸料器7和样品收集罐11组成，倒锥型卸料器口7位于样品收集罐11之上且与样品收集罐11密封连接。螺旋导板4的最后一块叶片的末端插入倒锥型卸料器7中。进气口6在筒壁一侧，位于样品收集器13之上，且外联可调节气流速度装置。搅拌器14位于筒体内底部，其包括固定线圈8、电路控制板9和电源10。通过电路控制板9调节固定线圈8中的电流形成不同强度的磁场，对罐内固体颗粒进行搅拌。 

进料口1通过含有密封圈的密封盖密封。

本实用新型使用时，开启进料口装填适量含铁类固体颗粒，固体颗粒自然沉降于螺旋导片的水平面上。用密封盖将进料口密封。将进气口通过输气管与气体钢瓶相连，出气管与气体处理装置相连。调节钢瓶减压阀调节气流速度，同时开启搅拌器。固体颗粒在磁场作用下旋转，沿螺旋导片旋转向下运动，同时气体通过螺旋导片螺旋上升。固体颗粒在磁场搅拌力和环形上升气流的作用下剧烈搅动，进行气固反应。当达到一定反应时间时，将气流速度调低，固体终产物沿环形螺旋导板沉降到倒锥形卸料器中，并最终落入样品收集罐。

Claims (2)

1.螺旋式气-固流化床反应装置，其为筒体，由上下密封盖、进料口、出气口、进气口、螺旋构件、样品收集器和搅拌器组成，其特征在于：上密封盖分布有进料口和出气口；筒体内设有螺旋构件，螺旋构件由螺旋导板和固定杆组成，固定杆通过螺口垂直固定于上密封盖和样品收集器之间，螺旋导板固定在固定杆上，与进料口正对的螺旋导板的第一块叶片为水平面板，其余螺旋导板的叶片与水平面为30°夹角，叶片半径略小于筒体半径；筒体内底部设有样品收集器，样品收集器由倒锥型卸料器和样品收集罐组成，倒锥型卸料器口位于样品收集罐之上且与样品收集罐密封连接，螺旋导板的最后一块叶片的末端插入倒锥型卸料器中；进气口在筒壁一侧，位于样品收集器之上，且外联可调节气流速度装置；搅拌器位于筒体内底部，其包括固定线圈（8）、电路控制板（9）和电源（10）。

2.如权利要求1所述的螺旋式气-固流化床反应装置，其特征在于：进料口通过含有密封圈的密封盖密封。