CN220531540U - 一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有全床高效流化功能的喷动‑旋流床系统，包括喷动床；所述喷动床底部设有气体进口，所述气体进口处同轴设置有旋流喷嘴，所述旋流喷嘴的上端连接有轴向旋流导流叶片。解决了现有技术中传统喷动床环隙区颗粒堆积紧密，缺乏横向混合，容易出现聚团、结节甚至流动“死区”等不利现象。
Description
技术领域
本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统。
背景技术
喷动床作为流态化技术的一个分支，具有喷射区、环隙区和喷泉区三区流动结构。喷动床具有产物处理方便，传热传质效果较好等优点，现已广泛地应用于化工生产领域的各种单元操作过程，例如，大颗粒物料的干燥、包衣、造粒、废橡胶低温热解以及溶液的干燥、粉碎，低品质煤的气化、燃煤烟气脱硫、垃圾焚烧烟气脱硫脱盐酸气体、二氧化碳的去除等。
最典型的喷动床是柱锥型喷动床，气体通过底部小孔或喷嘴进入，在床层中央形成射流，中央射流内的固体颗粒被气流夹带而上，达到一定高度后，在物料本身重力作用下回落，后又被气流重新向上带起而呈喷泉状，可以设计为间歇式或连续式。喷动床的环隙区作为化学反应的主要区域，存在着一些不足之处：颗粒堆积紧密，缺乏横向混合，容易出现聚团、结节甚至流动“死区”等不利现象，一方面，传统喷动床内颗粒堆积紧密，气固间接触效率低下，致使气固流体间的质量与热量传递不充分，进而影响和降低了喷动床的整体物料处理效率及化学反应速率；另一方面，现有的喷动床过程强化技术对床体影响范围有限，尚不能实现全床体的高效强化。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，以解决现有技术中传统喷动床环隙区颗粒堆积紧密，缺乏横向混合，容易出现聚团、结节甚至流动“死区”等不利现象。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，包括喷动床；所述喷动床底部设有气体进口，所述气体进口处同轴设置有旋流喷嘴，所述旋流喷嘴的上端连接有轴向旋流导流叶片。
优选的，所述旋流喷嘴包括旋流喷嘴内柱体面和旋流喷嘴外柱体面，所述旋流喷嘴内柱体面和旋流喷嘴外柱体面之间设置有多个旋流叶片。
进一步的，所述各旋流叶片为逆时针旋转且旋转角度一致。
进一步的，所述旋流叶片沿旋流喷嘴的中轴线均匀分布。
优选的，所述轴向旋流导流叶片的直径与旋流喷嘴外柱体面的直径相同。
优选的，所述旋流喷嘴螺纹连接在所述喷动床的气体进口处。
优选的，所述轴向旋流导流叶片上端通过卡扣固定在所述喷动床顶部的气体出口处。
优选的，所述轴向旋流导流叶片与所述旋流叶片的旋转方向相同或相反。
优选的，所述喷动床的气体进口连接有空气压缩机。
进一步的，所述空气压缩机与所述气体进口的连接管道上设置有气体流量计和第一压力表。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
本实用新型提出的一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，通过在喷动床主体内设置旋流喷嘴及轴向旋流导流叶片对喷动床内流体进行扰动。旋流喷嘴设置在喷动床底部气体入口处，产生的旋流效应使得气体高速旋转，增强气体的径向速度，获得更大的气固相间接触面积，减少传统喷动床流动死区的产生，促进流体间的热量及动量传递；旋流喷嘴协同轴向旋流导流叶片，能够强化颗粒径向速度，实现床层颗粒的整体高效流化，使气体与颗粒迅速接触，提高循环效率，增强喷动床的整体物料处理能力。本实用新型喷动-旋流床系统具有减小颗粒内外分层流动与流动死区现象，促进全床体高效流化的功效。
进一步的，旋流喷嘴通过螺旋方式实现安装与拆卸，轴向旋流导流叶片通过上端卡扣安装在喷动床主体内，不仅便于稳固安装，且拆洗维护方便。
附图说明
图1为本实用新型一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统示意图。
图2为本实用新型喷动-旋流床结构示意图；
图3为本实用新型旋流喷嘴结构示意图；(a)旋流喷嘴俯视结构；(b)旋流叶片结构；
图4为本实用新型旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片实物图；
图5为本实用新型旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片结合方式示意图：(a)旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片结构示意图；(b)旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片同向协同结构示意图；(c)旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片逆向协同结构示意图。
图中：1为空气压缩机；2为气体流量计；3为第一压力表P1；4为喷动床；5为气体进口；6为气体出口；7为第二压力表P2；8为计算机；9为旋流喷嘴；10为轴向旋流导流叶片；11为旋流喷嘴外柱体面；12为旋流喷嘴内柱体面；13为旋流叶片；14为外螺纹；15为卡扣；16为旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片同向协同；17为旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片逆向协同。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了解决因传统喷动床环隙区颗粒堆积紧密，缺乏横向混合，容易出现聚团、结节甚至流动“死区”等不利现象，提供以下优选技术方案。
请参阅图1，一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，包括喷动床4、空气压缩机1和安装在空气压缩机1出口管道处的气体流量计2，气体流量计2的上端设置有第一压力表P13，第一压力表P13连接着喷动床4的气体进口5，喷动床柱体区的轴向顶端为气体出口6，出口管道连接着第二压力表P27，第一压力表P13和第二压力表P27通过计算机8控制。
请参阅图2，所述喷动床4的气体进口5处设置有旋流喷嘴9，旋流喷嘴9的上端衔接着轴向旋流导流叶片10。
请参阅图3，所述旋流喷嘴9包括旋流喷嘴内柱体面12和旋流喷嘴外柱体面11，两个柱体面之间含有多个旋流叶片13，旋流叶片13为逆时针旋转且旋转角度一致，旋流叶片13沿旋流喷嘴9中轴线均匀分布。
请参阅图4，所述旋流喷嘴9通过外螺纹14固定于喷动床气体进口5。所述轴向旋流导流叶片10直径设置与旋流喷嘴9外径相同，直接衔接于旋流喷嘴9上端，轴向旋流导流叶片10上端通过卡扣15进行固定在所述喷动床4的气体出口处。
请参阅图5，所述的轴向旋流导流叶片10旋转方式为顺时针旋转或逆时针旋转，所述旋流喷嘴9与轴向旋流导流叶片10的协同方法可以分为同向16旋转和逆向17旋转。
在本实用新型一个具体实施例中，所述的旋流喷嘴9为逆时针旋转，旋流叶片13的数目为8片，旋流叶片13倾角为86°，旋流叶片13入口角为45°。
在本实用新型一个具体实施例中，所述的旋流喷嘴9的旋流叶片13厚度为0.5mm，旋流叶片13宽度为6.5mm，旋流喷嘴9长度为37.6mm。
在本实用新型一个具体实施例中，所述的旋流喷嘴9内直径为7.52mm，外直径为14.3mm。喷动-旋流床内部旋流喷嘴采取机械加工的形式，各部分均能得到精确尺寸。
在本实用新型一个具体实施例中，所述的轴向旋流导流叶片10厚度为2mm，轴向旋流导流叶片10旋转圈数为3。
在本实用新型一个具体实施例中，所述的轴向旋流导流叶片10直径与喷动床4柱体直径比为0.77，轴向旋流导流叶片10旋转一圈的高度与喷动床4整体高度比为1/3。
在本实用新型一个具体实施例中，旋流喷嘴9通过螺旋方式14实现安装与拆卸，轴向旋流导流叶片10则通过上端卡扣15安装在喷动床主体内，以便于对旋流喷嘴9和轴向旋流导流叶片10进行拆洗维护。
本实用新型通过对常规喷动床内设置旋流喷嘴及轴向旋流导流叶片，在产生的多旋流效应下使得气体高速旋转，增强气体与颗粒的径向速度，获得更大的气固相间接触面积，减少传统喷动床流动死区的产生，实现床层颗粒的整体高效流化，促进流体间的热量及动量传递。同时，分别对旋流喷嘴与轴向旋流导流叶片采用同向旋转和逆向旋转的协同方法，改变多旋流效应方向，以在不同程度上提高喷动床内流体的循环效率及整体物料处理能力。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，并不用以对本实用新型的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，其特征在于，包括喷动床（4）；所述喷动床（4）底部设有气体进口（5），所述气体进口（5）处同轴设置有旋流喷嘴（9），所述旋流喷嘴（9）的上端连接有轴向旋流导流叶片（10）；
所述旋流喷嘴（9）包括旋流喷嘴内柱体面（12）和旋流喷嘴外柱体面（11），所述旋流喷嘴内柱体面（12）和旋流喷嘴外柱体面（11）之间设置有多个旋流叶片（13）；
所述各旋流叶片（13）为逆时针旋转且旋转角度一致；
所述旋流叶片（13）沿旋流喷嘴（9）的中轴线均匀分布。
2.根据权利要求1所述的具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，其特征在于，所述轴向旋流导流叶片（10）的直径与旋流喷嘴外柱体面（11）的直径相同。
3.根据权利要求1所述的具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，其特征在于，所述旋流喷嘴（9）螺纹连接在所述喷动床（4）的气体进口（5）处。
4.根据权利要求1所述的具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，其特征在于，所述轴向旋流导流叶片（10）上端通过卡扣（15）固定在所述喷动床（4）顶部的气体出口处。
5.根据权利要求1所述的具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，其特征在于，所述轴向旋流导流叶片（10）与所述旋流叶片（13）的旋转方向相同或相反。
6.根据权利要求1所述的具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，其特征在于，所述喷动床（4）的气体进口（5）连接有空气压缩机（1）。
7.根据权利要求6所述的具有全床高效流化功能的喷动-旋流床系统，其特征在于，所述空气压缩机（1）与所述气体进口（5）的连接管道上设置有气体流量计（2）和第一压力表（3）。
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