一种流态化气固换热器和吸附剂反应还原系统技术方案

技术编号:18967107 阅读:8 留言:0更新日期:2018-09-19 01:31
一种流态化气固换热器及吸附剂反应还原系统,所述的流态化气固换热器包括上部的换热段(2)和下部的燃烧段(3),所述的换热段(2)包括颗粒流动区和热气流区(7),所述的颗粒流动区顶部设置颗粒物流进口(4)和松动气出口(1),所述的颗粒流动区底部设有松动气进口(10)和颗粒物流出口(9),所述的热气流区上部设置燃烧尾气出口(12),所述的燃烧段(2)上设置有可燃气体入口。本实用新型专利技术提供的流态化换热器可以直接利用燃料燃烧所产生的热量为吸附剂加热,提高加热效率。

A fluidized solid gas heat exchanger and adsorbent reaction reduction system

A fluidized gas-solid heat exchanger and a reaction and reduction system for adsorbents are provided. The fluidized gas-solid heat exchanger comprises an upper heat exchange section (2) and a lower combustion section (3), the heat exchange section (2) comprises a particle flow region and a hot air flow region (7), and a particle flow inlet (4) and a loosened gas outlet (1) are arranged at the top of the particle flow region. A loose gas inlet (10) and a particulate flow outlet (9) are arranged at the bottom of the particulate flow area, a combustion tail gas outlet (12) is arranged at the upper part of the hot air flow area, and a combustible gas inlet is arranged at the combustion section (2). The fluidized heat exchanger provided by the utility model can directly use the heat generated by the fuel combustion to heat the adsorbent and improve the heating efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种流态化气固换热器和吸附剂反应还原系统
本技术涉及一种流态化气固换热器和吸附剂反应还原系统。
技术介绍
在连续循环的气固流化床式反应体系中,必须达到一定温度目标反应才能发生。为满足不同反应温位可以采取不同措施,如通过高温介质换热、自身的反应放热、外加热等方式。CN200810113392.7和CN200910162162.4针对连续循环的气固流化床式反应体系提出了以催化裂化再生器中的高温再生催化剂为热源,采用间接或直接接触的方式来加热相对低温的颗粒物。CN201010267428.4、CN201010267743.9和CN201010283120.9针对连续循环的气固流化床式反应体系提出了利用可燃性气体部分燃烧产生的高温混合气体和另一股还原气体一同进入吸附剂再生器,采用直接加热的方式来加热待生吸附剂并在高温下进行脱附再生。此外可以采用电加热方式(如电加热棒或电加热炉)来加热流态化的颗粒物,但采用电加热损耗电能,加热负荷某种程度上受限,难以满足工业操作条件多变的情况。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种流态化气固换热器和吸附剂反应还原系统,本技术提供的流态化气固换热器可以直接利用燃烧所产生的热量,提高换热效率。为了实现上述目的,本技术提供的流态化气固换热器,包括上部的换热段2和下部的燃烧段3,所述的换热段2包括颗粒流动区和热气流区7,所述的颗粒流动区顶部设置颗粒物流进口4和松动气出口1,所述的颗粒流动区底部设有松动气进口10和颗粒物流出口9,所述的热气流区上部设置燃烧尾气出口12,所述的燃烧段3设置有可燃气体入口13。优选地,所述的松动气出口1下部设置过滤器11,所述的颗粒流动区经过滤器11连通所述的松动气出口1。优选地,所述过滤器11为多孔陶瓷或多孔烧结金属管。优选地,所述的颗粒流动区包括顶部的颗粒分散区5、至少一根加热管6和底部的颗粒汇集区8,所述的颗粒分散区5经加热管6与所述的颗粒汇集区8相通。优选地,所述的颗粒物流进口4和松动气出口1设置于所述的颗粒分散区5的顶部,所述的松动气进口10颗粒物流出口9设置于所述的颗粒汇集区8的底部。优选地,所述的加热管的内径为5~200mm、更优选为10~150mm。优选地,所述的颗粒汇集区8的底部形成向下弯曲的弧面,更优选为球面。本技术提供的吸附剂反应还原系统,该系统包括依次连通的吸附反应器14、上述的流态化气固换热器和还原再生器15,所述吸附反应器14底部设置有再生烟气入口16、吸附剂入口17,上部设置有待生吸附剂出口18、再生烟气出口19,所述还原再生器15设置有还原气入口20、还原尾气出口21、待生吸附剂入口22和再生吸附剂出口23,所述的吸附反应器14的待生吸附剂出口18与所述的流态化气固换热器的颗粒物流进口4连通,所述的流态化气固换热器的颗粒物流出口9与所述的还原再生器15的待生吸附剂入口22连通,所述的还原再生器15的再生吸附剂出口23与所述吸附反应器14的吸附剂入口17连通。优选的,所述还原再生器15还设置有松动气入口25,所述的流态化气固换热器的松动气出口1与所述还原再生器的松动气入口25连通。优选的,所述系统还设置有吸附剂冷却器24,所述还原再生器15的再生吸附剂出口通过所述的吸附剂冷却器24与所述吸附反应器14的吸附剂入口连通。本技术提供的流态化气固换热器和吸附剂反应还原系统的有益效果为:本技术提供的流态化气固换热器结构简单,将燃烧段和换热段合二为一,降低了能耗,节省了设备投资;加热器上部设置待生剂预热段,实现了热量的再利用,提高了热量的利用效率。同时,待生剂可以由松动气松动采用流化态操作,提高了气固间的换热效率,为固体颗粒物的加热方式增加一条可行的路线。本技术的流态化换热器不限于吸附剂的加热,可以广泛适用于石油化工领域及环保行业中存在的气固换热需求可燃性气体在,本技术的流态化气固换热器燃烧段内发生完全燃烧,可产生700~900℃的燃烧尾气对待生剂进行加热,使得固态颗粒物的温度达到500~600℃。本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。图1为流态化气固换热器的一种实施方式的结构示意图;图2为吸附剂反应还原系统的流程示意图。其中:1-松动气出口;2-换热段;3-燃烧段;4-颗粒物流进口;5-颗粒分散区;6-加热管;7-热气流区;8-颗粒汇集区;9-颗粒物流出口;10-松动气进口;11-过滤器;12-燃烧烟气出口;13-可燃气体入口;14-吸附反应器;15-还原再生器;16-再生烟气入口;17-吸附剂入口;18-待生吸附剂出口;19-再生烟气出口;20-还原气入口;21-还原尾气出口;22-待生吸附剂入口;23-再生吸附剂出口,24-吸附剂冷却器;25-再生器松动器入口;26~30为管线。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术,并不用于限制本专利技术。本技术中,若无特殊说明,容器的上部是指由上至下容器的0-50%的位置,容器的下部是指由上至下容器的50-100%的位置,容器的顶部是指由上至下容器的0-10%的位置,容器的底部是指由上至下容器的90-100%的位置。附图1为本技术提供的流态化气固换热器的一种实施方式的结构示意图,如附图1所示,流态化气固换热器包括上部的换热段2和下部的燃烧段3,所述的换热段2包括颗粒流动区和热气流区,所述的颗粒流动区包括顶部的颗粒分散区5、至少一根加热管6和底部的颗粒汇集区8,所述的颗粒分散区5经加热管6与所述的颗粒汇集区5相通。所述的颗粒物流进口4和松动气出口1设置于所述的颗粒分散区5的顶部,所述的松动气进口10颗粒物流出口9设置于所述的颗粒汇集区8的底部。所述的热气流区上部设置燃烧尾气出口12,所述的燃烧段3上设置有可燃气体入口13。所述的燃烧段上也可以分别设置可燃气体入口和空气入口。所述的松动气出口1下部设置过滤器11,所述的颗粒流动区经过滤器11连通所述的松动气出口1。所述的过滤器可以是多孔陶瓷,亦可以是多孔烧结金属管,对此本技术没有限制。所述的加热管6为供待加热的固体颗粒流动通过的管程,所述的加热管6与换热器外壁围成的壳程为热气流区7,所述的颗粒分散区5为一圆台状结构,为将壳程与上封头分离,用于颗粒物向壳程或管程内的均匀分布。所述的加热管可以是单根加热管,也可以是并列的多根加热管。冷介质固体颗粒物以流化态形式操作,可以选择热载体走壳程,冷介质走管程,也可以选择热载体走管程,冷介质走壳程。固体颗粒物走管程时,为方便颗粒物较好的流化,利于加热后颗粒物进入被颗粒汇集区,所以管程采用单程操作,热烟气走壳程,为充分利用热量,建议采用多程操作。所述的单根换热管的内径为5~200mm,优选为10~150mm,具体单根换热管内径根据行业内公知的知识和具体工业实况进行确定。所述的颗粒汇集区8底部形成向下弯曲的弧形,优选为半球状,利于加热后的颗粒物存储、输送。本技术提供的换热器的具体运行流程如下:如附图1所示,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流态化气固换热器,其特征在于,包括上部的换热段(2)和下部的燃烧段(3),所述的换热段(2)包括颗粒流动区和热气流区(7),所述的颗粒流动区顶部设置颗粒物流进口(4)和松动气出口(1),所述的颗粒流动区底部设有松动气进口(10)和颗粒物流出口(9),所述的热气流区上部设置燃烧尾气出口(12),所述的燃烧段(3)设置有可燃气体入口(13)。

【技术特征摘要】
1.一种流态化气固换热器,其特征在于,包括上部的换热段(2)和下部的燃烧段(3),所述的换热段(2)包括颗粒流动区和热气流区(7),所述的颗粒流动区顶部设置颗粒物流进口(4)和松动气出口(1),所述的颗粒流动区底部设有松动气进口(10)和颗粒物流出口(9),所述的热气流区上部设置燃烧尾气出口(12),所述的燃烧段(3)设置有可燃气体入口(13)。2.按照权利要求1所述的流态化气固换热器,其特征在于,所述的松动气出口(1)下部设置过滤器(11),所述的颗粒流动区经过滤器(11)连通所述的松动气出口(1)。3.按照权利要求2所述的流态化气固换热器,其特征在于,所述的颗粒流动区包括顶部的颗粒分散区(5)、至少一根加热管(6)和底部的颗粒汇集区(8),所述的颗粒分散区(5)经加热管(6)与所述的颗粒汇集区(8)相通。4.按照权利要求3所述的流态化气固换热器,其特征在于,所述的颗粒物流进口(4)和松动气出口(1)设置于所述的颗粒分散区(5)的顶部,所述的松动气进口(10)和颗粒物流出口(9)设置于所述的颗粒汇集区(8)的底部。5.按照权利要求3所述的流态化气固换热器,其特征在于,所述的加热管的内径为5~200mm。6.按照权利要求4所述的流态化气固换热器,其特征在于,所述的加热管的内径为10~150mm。7.按照权利要求3所述的流态化气固换热器,其特征在于,所述的颗粒汇集区(8)的底部为...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭大为张晨昕张春城武传朋毛安国张久顺李强常学良王巍
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
类型:新型
国别省市:北京,11

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