CN207012953U - 一种具有垂直管束构件的有机硅流化床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有垂直管束构件的有机硅流化床，包括壳体，在壳体内腔的上部固定安装有第一管板和第二管板，第一管板的上部空间形成第一热媒腔，在第一管板与第二管板之间形成第二热媒腔；在壳体的内腔的下部安装有气体分布器，气体分布器的下部空间形成进气腔；第二管板与气体分布器之间形成反应区，在反应区内安装有换热管；任一换热管包括U型换热管和连接在U型换热管两端的第一连接管和第二连接管，其中U型换热管布置在反应区的下部；第一连接管经第一管板连通第一热媒腔，第二连接管经第二管板连通第二热媒腔，在反应区的下部设置有流化能粉碎装置。本实用新型可有效地提高物料在反应区的流动性，由此提高流化床的反应活性。
Description
技术领域
本实用新型属于有机硅流化床单体合成技术领域，具体涉及一种具有垂直管束构件的有机硅流化床。
背景技术
有机硅流化床最先是采用指型换热管，换热管占用了床内较大的空间，流化床的产能较低，为提高产能，人们开始改进有机硅流化床的换热装置，具体是用U型管来代替指型管，取得了一定的效果，流化床的产能有所提高，但是流化床的生产强度(又称反应活性)提高的不太明显。另外，流化床中的气体分布器多采用多孔板制作，由于多孔板上的孔易于被物料堵塞，因此每次停车必须进行拆床清理。如何提高流化床的反应活性，以及提高流化床内的气体分布，避免物料对气体分布器的堵塞成为有机硅流化床行业所面临的一个问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种有机硅流化床，以至少能部分解决现有技术中流化床的反应活性低、气体分布器易于堵塞的情况，具体采用以下技术方案：
一种具有垂直管束构件的有机硅流化床，其包括壳体，该壳体包括呈圆形的主筒体、连接在主筒体的顶部的上封头和连接在主筒体的底部的下封头；在壳体的内腔的上部固定安装有第一管板和第二管板，第一管板位于第二管板的上侧，第一管板与壳体的上端部之间形成第一热媒腔，在第一管板与第二管板之间形成第二热媒腔；在壳体上设置有连通第一热媒腔的第一热媒口和连通第二热媒腔的第二热媒口；
在壳体的内腔的下部安装有气体分布器，气体分布器与壳体的下端部之间形成进气腔；第二管板与气体分布器之间的壳体的内腔形成反应区，
在反应区内安装有均匀布置的若干根换热管；任一换热管包括一U型换热管和由U型换热管的一端向上延伸形成的第一连接管，以及由U型换热管的另一端向上延伸形成的第二连接管，其中U型换热管布置在反应区的下部；第一连接管经第一管板连通第一热媒腔，第二连接管经第二管板连通第二热媒腔，所述U型换热管的管程数为2-20中的偶数；U型换热管的直管段相互平行且沿主筒体的轴线方向延伸；
所述有机硅流化床还包括流化能粉碎装置，所述流化能粉碎装置包括粉碎筒、环绕粉碎筒布置的呈环状的导气管、以及沿导气管的延伸方向均匀布置的若干喷嘴；
所述粉碎筒布置主筒体与布气筒之间，布气筒经粉碎筒连接在主筒体上；所述喷嘴的进口连通导气管，喷嘴的出口连通壳体的内腔；喷嘴的喷射方向朝向壳体的内腔并正交于主筒体的轴线，喷嘴的喷射方向偏离主筒体的轴线，且喷嘴的喷射方向沿同一旋转方向偏离；在导气管上设置有粉碎进气管；
在壳体上还设置有连通进气腔的气体进口管、从下向上贯穿气体分布器后连通反应区的硅粉进口管和从上向下贯穿第二管板后连通反应区的物料出口管。
优选地，所述U型换热管的管程数为4、6、8、10、12或14。
由于U型换热管的直管段之间相互平行且沿主筒体的轴线方向延伸，U型换热管的U形弯分散布置，且位于下部的U形弯的数量要多于位于上部的U形弯的数量，如此可最大限度地减少U形弯对于物料上下移动的阻碍。采用指型换热管时，指型换热管的各支管之间的连接端均位于支管的上端，而且由于指型换热管采用套管结构，使指型换热管的外形较为粗大，各支管之间的连接弯头半径和间距比较大，上述双重因素叠加使得流化态比较差。因此采用具有多管程的U型换热管后，可有效地提高物料在反应区的流动性，由此提高流化床的反应活性。
本实用新型中，当U型换热管为至少具有4个管程的多管程U型换热管时，还可有效地减少流化床上部的分离区内换热管的数量，由于换热管数量的减少，使得连接U型换热管的第一连接管和第二连接管的数量大幅度降低，例如采用4管程的U型换热管时，第一连接管和第二连接管的数量可减少1/2，采用6管程的U型换热管时，第一连接管和第二连接管的数量可减少2/3，如果采用具有更多管程的U型换热管，则第一连接管和第二连接管的数量将减少的更多，由于第一连接管和第二连接管数量的大幅度减少，使反应区的上部的壳程空间要远大于反应区下部的壳程空间，硅粉在上升到反应区的上部时，由于壳程空间的扩大，气体的流速降低，部分硅粉不能继续上升，开始回落，使反应区的上部形成硅粉沉降区。该沉降区域可以根据生产产品的不同需要进行不同的扩大。
设置流化能粉碎装置后，可以有效地提高流化床的反应活性，从喷嘴的喷出的气体会对床内的物料形成大幅度的搅动，对物料实施表面更新并可对团聚的物料进行粉碎，从而提高流化床的反应活性。同时由于流化能粉碎装置与布气器相邻，从流化能粉碎装置的喷嘴中喷出的气体也会对布气板上的物料形成搅动，避免物料对布气器的出气口形成阻塞。
进一步，所述气体分布器包括布气板和贯穿布气板的布气器，所述布气器连通进气腔和反应区，布气器的出气口与布气板的上表面之间具有距离。优选地，所述布气板呈向下突出的锥状、碟状、半椭圆状或半球状，所述硅粉进口管经布气板的最低端连通反应区。
采用布气器，并使布气器的出气口与布气板的上表面之间具有距离后，在停车过程中，落下的物料会堆积到布气板上，但是由于布气器的出气口与布气板的上表面之间有一段距离，落下的物料不会再布气器的出气口形成堵塞，至少会降低物料对布气器的出气口的堵塞情况，在下次开车前，无须再对堆积在布气板的物料进行清理，至少会降低物料的清理强度，缩短两次开车之间的时间。
具体地，所述布气器包括固定安装在布气板上的喷气管和固定安装在喷气管的上端部的风帽，所述喷气管的上端的出口容纳在风帽内，在风帽与喷气管之间具有形成环形气流通道的间隙。
由于风帽的阻挡作用，使气体在布气器中流动方向发生偏转，从喷气管进入的气体在风帽的阻挡下从风帽与喷气管之间的间隙中流出，该设计可以避免物料在下落过程中直接进入到喷气管内，阻塞喷气管，同时由于风帽的阻挡作用，使气体的流速下降且更加平稳。
进一步，所述布气板的外周缘形成一布气器连接部，该布气器连接部被设置在主筒体与下封头之间，下封头经布气器连接部连接在主筒体上。采用布气板的外周缘直接形成布气器连接部，可以减少本实用新型的部件数量，以方便制作和安装。
优选地，喷嘴的喷射方向的偏离角度为15-80度，所述偏离角度是喷嘴的喷射方向与喷嘴所在位置的主筒体的切线之间的夹角。进一步地优选，所述喷嘴呈直管状。
使喷嘴的喷射方向发生偏离后，从喷嘴中喷出的气体能够使物料以主筒体的轴线为中心进行旋转，形成一个漩涡流，在该漩涡流的中心位置的动力相对较弱，且该中心位置会形成一个低压区，具有一定的真空度，在真空作用下，会使从硅粉进口管进入的物料更加顺利。
具体地，沿粉碎筒的外侧面环绕设置有环状带，该环状带与粉碎筒之间具有空腔，环状带与粉碎筒共同形成所述导气管的管壁；所述喷嘴经粉碎筒的筒壁进入到壳体的内腔。
上述设计可以简化本流化床的结构，使本流化床易于制作和装配。
综合来讲，本实用新型中，采用U型换热管作为换热构件，根据不同的需要，可以将U 型换热管的各管段之间的距离进行不同的布置，以保证充足的热能交换。
流化能粉碎装置中的喷嘴能够形成高速气流对床内物料实施表面更新和粉碎，以提高反应活性。
本实用新型具有较高的生产强度，也即具有较高的反应活性，同时由于布气器上的气流通道不再被阻塞，使两次开车之间无需对设备进行拆床清理，降低了职工的操作强度，提高了生产效率。采用本实用新型后，与指型管流化床相比，可提高生产能力1.8-2.5倍。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图。
图2是图1中沿A—A向的放大视图。
图3是图1中沿B—B向的放大视图。
图4是单根换热管的结构简图。
具体实施方式
实施例1
参阅图1和图2，一种具有垂直管束构件的有机硅流化床，其包括壳体10，该壳体10包括呈圆形的主筒体13、连接在主筒体13的顶部的上封头11和连接在主筒体13的底部的下封头16；在壳体的内腔的上部固定安装有第一管板122和第二管板123，第一管板122位于第二管板123的上侧，第一管板122与壳体10的上端部之间形成第一热媒腔124，在第一管板122与第二管板123之间形成第二热媒腔125；在壳体10上设置有连通第一热媒腔124的第一热媒口22和连通第二热媒腔125的第二热媒口23。
在本实施例中，设置有一管箱12，该管箱12包括一管箱筒体121，在管箱筒体的上下两侧各设置一管板，其中位于上侧的管板形成第一管板122，位于下侧的管板形成第二管板。管箱筒体121的上下两端面分别连接在上封头16和主筒体13上，构成壳体10的一部分。
可以理解，在其它实施中，第一管板122和第二管板123可以直接焊接在主筒体上。
在壳体10的内腔的下部安装有气体分布器15，气体分布器15与壳体的下端部之间形成进气腔261。第二管板与气体分布器之间的壳体的内腔形成反应区101，在反应区101内安装有均匀布置的若干根换热管31；请同时参阅图4，任一U型换热管31包括一U型换热管310 和由U型换热管310的一端向上延伸形成的第一连接管312，以及由U型换热管310的另一端向上延伸形成的第二连接管313，其中U型换热管310布置在反应区的下部，使反应区的上部形成硅粉沉降区。
第一连接管312经第一管板122连通第一热媒腔124，第二连接管313经第二管板123 连通第二热媒腔125。换热管31的管程数为6；换热管31的直管311段相互平行且沿主筒体 13的轴线X方向延伸。
参阅图4，相邻的直管段311通过U型弯315连接起来，本实施例中，一个U型换热管310包括6个直管段311和5个U型弯。
在本实施例中，每根U型换热管310包括6个管程。可以理解，在其它实施例中，根据不同的要求，每根U型换热管还可以采用2个、4个、8个、10、12个乃至更多偶数个管程，最大一般每根U型换热管不要超过20个管程。换热管31采用管架42固定在反应区101所对应的筒体内。
气体进口管26连通进气腔261，硅粉进口管25从下向上依次贯穿下封头16和气体分布器15后连通反应区101，物料出口管21位于壳体10的顶部，物料出口管21从上向下依次贯穿上封头11、上管板122和下管板123后连通反应区101。
在本实施例中，气体分布器15包括布气板151和贯穿布气板151的布气器153，布气板的151外周缘形成一布气器连接部152，该布气器连接部152被设置在主筒体与下封头之间，下封头经布气器连接部连接在主筒体上。布气器连接部152成为壳体10的一部分。
布气板151呈向下突出的锥状，该布气板的上表面与水平面之间的夹角控制在5-45°，硅粉进口管25连通布气板151的最低端的小端，且硅粉进口管25垂直向下延伸贯穿下封头 16。在本实施中布气板的上表面与水平面之间的夹角设置在15°。
可以理解，在其它实施例中，布气板的形状还可以为向下突出的碟状、半椭圆状或半球状。
在本实施例中，所述布气器153包括固定安装在布气板151上的喷气管和固定安装在喷气管的上端部的风帽，喷气管的上端的出口容纳在风帽内，在风帽与喷气管之间具有形成气流通道的间隙，该间隙的出口成为布气器的出口。该间隙与布气板151的上表面之间具有距离。
流化能粉碎装置14包括粉碎筒141、沿粉碎筒141的外侧面环绕设置有环状带142，该环状带142与粉碎筒141之间具有空腔，环状带与粉碎筒共同形成一个用于引导气体分布的导气管。粉碎进气管24连通导气管。
粉碎筒141连接在主筒体13的下端，因此在本实施例中，壳体10由从上至下依次连接的上封头11、管箱筒体121、主筒体13、粉碎筒141、布气器连接部152和下封头16所形成，其中除布气器连接部152外，其余各筒体和封头均通过法兰进行连接，布气器连接部152在本实施例中具体为一个具有两个安装面的双面法兰。
请参阅图3，喷嘴143经粉碎筒141的筒壁进入到壳体10的内腔。
喷嘴143沿导气管的延伸方向均匀布置有若干个，喷嘴的喷射方向朝向壳体10的内腔并正交于主筒体的轴线X，喷嘴的喷射方向偏离主筒体的轴线X，且喷嘴的喷射方向沿同一旋转方向偏离；
喷嘴的喷射方向的偏离角度为15-80度，在本实施例中喷嘴的喷射方向的偏离角度设置为55度，偏离角度为喷嘴的喷射方向与喷嘴所在位置的主筒体的切线之间的夹角，为详细描述偏离角度，请继续参阅图3，以位于图3中的喷嘴1431进行说明，在图3中，喷嘴1431 位于主筒体的中心纵轴Z上，喷嘴1431所在位置的主筒体的切线1433平行与主筒体的中心横轴Y，喷嘴1431的喷射方向1432与其所在位置的主筒体的切线1433之间的夹角为α，该夹角α即为喷嘴1431的喷射方向的偏离角度，其它喷嘴的喷嘴方向的偏离角度与此相同。上述中心纵轴Z与中心横轴Y正交，且均与主筒体的轴线X正交。
在本实施例中，喷嘴呈直管状。在本实施例中，在主筒体13的外侧面上设置有呈螺旋形布置的半管夹套41。
Claims (9)
1.一种具有垂直管束构件的有机硅流化床，其特征在于，包括壳体，该壳体包括呈圆形的主筒体、连接在主筒体的顶部的上封头和连接在主筒体的底部的下封头；在壳体的内腔的上部固定安装有第一管板和第二管板，第一管板位于第二管板的上侧，第一管板与壳体的上端部之间形成第一热媒腔，在第一管板与第二管板之间形成第二热媒腔；在壳体上设置有连通第一热媒腔的第一热媒口和连通第二热媒腔的第二热媒口；
在壳体的内腔的下部安装有气体分布器，气体分布器与壳体的下端部之间形成进气腔；第二管板与气体分布器之间的壳体的内腔形成反应区，
在反应区内安装有均匀布置的若干根换热管；任一换热管包括一U型换热管和由U型换热管的一端向上延伸形成的第一连接管，以及由U型换热管的另一端向上延伸形成的第二连接管，其中U型换热管布置在反应区的下部；第一连接管经第一管板连通第一热媒腔，第二连接管经第二管板连通第二热媒腔，所述U型换热管的管程数为2-20中的偶数；U型换热管的直管段相互平行且沿主筒体的轴线方向延伸；
所述有机硅流化床还包括流化能粉碎装置，所述流化能粉碎装置包括粉碎筒、环绕粉碎筒布置的呈环状的导气管、以及沿导气管的延伸方向均匀布置的若干喷嘴；
所述粉碎筒布置主筒体与布气筒之间，布气筒经粉碎筒连接在主筒体上；所述喷嘴的进口连通导气管，喷嘴的出口连通壳体的内腔；喷嘴的喷射方向朝向壳体的内腔并正交于主筒体的轴线，喷嘴的喷射方向偏离主筒体的轴线，且喷嘴的喷射方向沿同一旋转方向偏离；
在导气管上设置有粉碎进气管；
在壳体上还设置有连通进气腔的气体进口管、从下向上贯穿气体分布器后连通反应区的硅粉进口管和从上向下贯穿第二管板后连通反应区的物料出口管。
2.根据权利要求1所述的有机硅流化床，其特征在于，所述U型换热管的管程数为4、6、8、10、12或14。
3.根据权利要求1所述的有机硅流化床，其特征在于，所述气体分布器包括布气板和贯穿布气板的布气器，所述布气器连通进气腔和反应区，布气器的出气口与布气板的上表面之间具有距离。
4.根据权利要求3所述的有机硅流化床，其特征在于，所述布气板呈向下突出的锥状、碟状、半椭圆状或半球状，所述硅粉进口管经布气板的最低端连通反应区。
5.根据权利要求3所述的有机硅流化床，其特征在于，所述布气器包括固定安装在布气板上的喷气管和固定安装在喷气管的上端部的风帽，所述喷气管的上端的出口容纳在风帽内，在风帽与喷气管之间具有形成气流通道的间隙。
6.根据权利要求3所述的有机硅流化床，其特征在于，
所述布气板的外周缘形成一布气器连接部，该布气器连接部被设置在主筒体与下封头之间，下封头经布气器连接部连接在主筒体上。
7.根据权利要求1所述的有机硅流化床，其特征在于，喷嘴的喷射方向的偏离角度为15-80度，所述偏离角度是喷嘴的喷射方向与喷嘴所在位置的主筒体的切线之间的夹角。
8.根据权利要求1所述的有机硅流化床，其特征在于，所述喷嘴呈直管状。
9.根据权利要求1-8任一项所述的有机硅流化床，其特征在于，沿粉碎筒的外侧面环绕设置有环状带，该环状带与粉碎筒之间具有空腔，环状带与粉碎筒共同形成所述导气管的管壁；
所述喷嘴经粉碎筒的筒壁进入到壳体的内腔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A Organic Silicon Fluidized Bed with Vertical Tube Bundle Components Granted publication date: 20180216 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nantong branch Pledgor: NANTONG KEEN CHEMICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980034728 |