一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统，包括多级串联的流化床，且流化床按照从高到低的顺序依次连接；每一级流化床均连接有旋风分离器，所述流化床内设置有搅拌桨，搅拌桨的两侧设置有导流片，通过搅拌桨的搅拌和反应气的配合实现固体物料的流态化，且通过搅拌桨及导流片的作用使反应气形成螺旋上升的气流，从而降低设备的能耗，同时避免固体物料板结；本发明专利技术的固体物料从上至下流动，而反应气体则从下至上运动，从而大大提高物体物料与反应气的接触时间，提高原料物料的转化率；本发明专利技术具有物料转化率高，动力消耗低、固体物料不易板结、能够连续生产等优点。

A kind of continuous production system of chlorine monoxide with multistage fluidized bed in series

【技术实现步骤摘要】
一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统
本专利技术涉及化工设备
，具体涉及一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统。
技术介绍
一氧化二氯，分子式Cl2O，常温常压下为棕黄色气体，是次氯酸的酸酐；可溶于四氯化碳中保存，是常用的强氧化剂、氯化剂，工业上通常用于氯化异氰尿酸的生产；现有技术中常常采用氯气与潮湿的碳酸钠反应来制取，其原理是让氯气和空气的混合气体通过固体碳酸钠粉末层，产生一氧化二氯、空气和二氧化碳的混合气体。公开号为CN106946225A的中国专利技术专利于2017年7月14日公开了一种生产一氧化二氯的流化床装置及方法，该流化床装置包括：流化床反应器，包括气体入口、固体入口及产物出口；旋风分离器，入口与所述流化床反应器的产物出口连接。采用流化床装置生产一氧化二氯的方法包括以下步骤：反应阶段：将含氯气的混合气体通入流化床反应器内，并使含氯气的混合气体通过处于流化状态的含水碳酸钠以进行反应，得到携带固体的气体产物；分离阶段：通过旋风分离器，将来自流化床反应器的携带固体的气体产物中的固体分离出来，得到含一氧化二氯的气体。采用本专利技术的流化床装置生产一氧化二氯，通过气固反应避免使用水及有机溶剂，节约了水资源，避免对环境造成污染，无废水产生，绿色环保节能。上述专利所述的流化床装置虽然能够提高碳酸钠的转化率，同时实现了连续的工业生产，并且避免使用传统工艺需要使用的大量水及有机溶剂，做到了绿色环保、节能经济、生产连续化；但此类生产装置仍存在不足，其主要缺陷是：1、反应停留时间短，单程反应效率低；2、副产的氯化钠和未反应大量的碳酸钠需要与反应气体一起从床顶出来，经两级旋风分离后返回流化床循环反应，这样需消耗大量的动力；3、由于流化床的气速是一定的，含少量水的碳酸钠固体或者生成的氯化钠与未反应的碳酸钠包裹不可避免的形成大颗粒固体，这些固体大于上升气体的浮力必然下落至流化床底部，流化床底部堆集部分固体残渣或者结块必然造成气流分布不均匀，从而容易造成流化床周期性的反应效果差，碳酸钠总体转化率差，并且，流化床列管易磨损，危及生产安全；4、由于碳酸钠含有少量水，氯化钠有一定潮解性，因此其混合物会粘附在列管或者设备表面上，造成结块，特别是开停车比较频繁时更容易粘结堵塞。
技术实现思路
针对现有技术中存在的物料转化率低，单程反应产品收率低、动力消耗大，物料容易板结等缺陷，本专利技术公开了一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统，采用本系统能够有效提高碳酸钠的转化率和氯气的产出率，同时还具有固体原料不易板结，动力消耗较低等优点。本专利技术通过以下技术方案实现上述目的：一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统，包括多级流化床和多个旋风分离器，其特征在于：包括按照由高到低的顺序依次串联的流化床，且相邻两级流化床中处于高位的流化床的出料口高于处于低位的流化床的进料口；所述处于最高位置的流化床的进料口与储料罐相连，位于底部的流化床的进气口分别连接有空压机和氯气存储罐；所述各级流化床均连接有旋风分离器，流化床上还设置有返料口，所述返料口与旋风分离器的出料口相连，旋风分离器的排气口与上一级流化床相连；所述流化床的外表面还安装有半管冷却器，所述冷却管与冷冻水机组相连；所述流化床内还设置有搅拌桨，所述搅拌桨的两侧设置有导流片。所述导流片朝背离流化床轴线的一侧倾斜设置，其倾斜角度为5°-10°。所述旋风分离器的气相出口还设置有级间冷却器，所述位于底部的流化床进气口还设置有入口冷却器，所述级间冷却器与入口冷却器均与冷冻水机组相连。所述相邻流化床之间、旋风分离器与流化床之间均设置有用于控制物料排放的控制阀，所述控制阀为蝶阀、柱塞阀或刀形阀。所述流化床上还设置有温度传感器和压力传感器。所述流化床的床径比为1:3-10，优选的为1:5-7。所述流化床共设置有2-5级。所述氯气存储罐和空压机出口端均设置有流量计和减压阀。所述与顶部流化床相连的旋风分离器的排气口内还设置有粉尘过滤器。所述粉尘过滤器采用纤维过滤器或丝网过滤器。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术所述的一氧化二氯生产系统采用的流化床内设置有搅拌桨，通过搅拌桨和气流相结合的方式形成流态化，降低了对反应气流量及流速的过高要求，其一方面降低了动力消耗，避免因气体流速的突变引起的物料损失或反应效率降低，反应更加平稳；另一方面降低了反应对物料粒径的要求，不但扩大了物料的适用范围，从而降低了生产成本；且搅拌桨在搅拌的过程中能够有效加剧碳酸钠等固相物料之间的碰撞，防止碳酸钠与反应生成的氯化钠结块并附着于设备的管道上，从而提高对设备的保护效果，延长设备的使用寿命，同时还避免了因大颗粒物料沉积于流化床底部引起的物料反应不充分等问题，提高了物料的转化率。2、本专利技术的搅拌桨两侧设置有导流片，导流片超背离流化床轴线的方向倾斜5°-10°设置，通过导流片可以有效防止反应气在搅拌桨的表面形成涡流，从而提高反应气在搅拌桨的作用下形成的螺旋气流的强度，进而降低能耗，同时保证系统生产的连续性和稳定性。3、本专利技术采用多级串联流化床反应器的方式生成一氧化二氯，固体物料从最高级的流化床进入，而气体从最低级的流化床进入，实现了粉体与气体的逆向接触反应，延长了固体物料与反应气的接触时间，提高了反应质量；同时固体物料及反应生成的副产物通过重力自然流动并从位于底部的流化床排出，而气体产物则从与处于最高位置的流化床排出，与传统的流化床相比，本专利技术实现了气相物料与固相物料的自然分离，降低了旋风分离器与流化床的负荷，从而保证在压力不变的条件下操作人员能够向流化床内通入更多的氯气，进而大大提高了碳酸钠的转化率。4、本专利技术采用多级串联的方式生成一氧化二氯，固相原料从顶部进入，底部排出，而气相原料从底部进入、顶部排出，因此在顶部的流化床内固相物料以碳酸钠为主，中间各级为碳酸钠与氯化钠的混合物，而最低位置的流化床则以氯化钠为主，碳酸钠等固体物料在重力的作用下从上至下流动并最终排出；而位于最低位置的流化床中氯气含量最高、最高位置的流化床内氯气含量最低，这种碳酸钠浓度与氯气浓度的倒置匹配、逆向接触的关系保证了上一级未能反应的碳酸钠能够在下一级的流化床中继续与氯气接触反应并充分反应，从而大大延长了碳酸钠与氯气的接触时间和反应效率，提高了碳酸钠和氯气的转化率；同时本专利技术还可以通过每一级流化床上的蝶阀控制物料的排放时间及排放量，从而控制碳酸钠在流化床中的停留时间，改变传统流化床的停留时间短、单程转化率低的问题，实现优化生产，有利于提高碳酸钠的转化率和一氧化二氯的收率。5、本专利技术每一级流化床均连接旋风分离器，一方面可将每一级出口处的固体颗粒物进行回收并返回同级反应器底部进行反应，提高固体物料的转化率；另一方面避免固体颗粒物通过冷却器时在冷却器中发生板结，进而造成冷却器堵塞影响气流的通行，不但延长了设备的使用寿命，同时还保证了设备的连续运行，提高了反应效率。6、本专利技术设置了入口冷却器和级间冷却器，可有效控制流化床内及各级流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统，包括多级流化床（1）和多个旋风分离器（2），其特征在于：包括包括按照由高到低的顺序依次串联的流化床（1），且相邻两级流化床（1）中处于高位的流化床（1）的出料口高于处于低位的流化床（1）的进料口；所述处于最高位置的流化床（1）的进料口与储料罐（3）相连，位于底部的流化床（1）的进气口分别连接有空压机（4）和氯气存储罐（5）；所述各级流化床（1）均连接有旋风分离器（2），流化床（1）上还设置有返料口（6），所述返料口（6）与旋风分离器（2）的出料口相连，旋风分离器（2）的排气口与上一级流化床（1）相连；所述流化床（1）的外表面还安装有半管冷却器（7），所述冷却管（7）与冷冻水机组（8）相连；所述流化床（1）内还设置有搅拌桨（9），所述搅拌桨（9）与设置于流化床（1）顶部的驱动电机（10）相连，所述搅拌桨（9）的两侧设置有导流片（11）。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统，包括多级流化床（1）和多个旋风分离器（2），其特征在于：包括包括按照由高到低的顺序依次串联的流化床（1），且相邻两级流化床（1）中处于高位的流化床（1）的出料口高于处于低位的流化床（1）的进料口；所述处于最高位置的流化床（1）的进料口与储料罐（3）相连，位于底部的流化床（1）的进气口分别连接有空压机（4）和氯气存储罐（5）；所述各级流化床（1）均连接有旋风分离器（2），流化床（1）上还设置有返料口（6），所述返料口（6）与旋风分离器（2）的出料口相连，旋风分离器（2）的排气口与上一级流化床（1）相连；所述流化床（1）的外表面还安装有半管冷却器（7），所述冷却管（7）与冷冻水机组（8）相连；所述流化床（1）内还设置有搅拌桨（9），所述搅拌桨（9）与设置于流化床（1）顶部的驱动电机（10）相连，所述搅拌桨（9）的两侧设置有导流片（11）。


2.根据权利要求1所述的一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统，其特征在于：所述导流片（11）朝背离流化床（1）轴线的一侧倾斜设置，其倾斜角度为5°-10°。


3.根据权利要求1所述的一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统，其特征在于：所述旋风分离器（2）的排气口还设置有级间冷却器（12），所述位于底部的流化床（1）进气口还设置有入口冷却器（13），所述级间冷却器（12）与入口冷却器（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩向阳，罗秋生，张长香，罗昭，唐能敏，羊学友，
申请(专利权)人：四川晨光工程设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51