一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统及生产方法技术方案

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及生产方法，包括多级串联的流化床，所述流化床按照由高到低的依次设置，且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，搅拌桨上设置有导流片，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，而反应气从下至上运动，从而大大提高固体物料与反应气的接触时间，提高物料的转化率机产品的产率；本发明专利技术具有物料转化率高，动力消耗低、固体物料不易板结等优点。

A kind of continuous production system and production method 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及生产方法
本专利技术涉及化工生产
，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及生产方法。
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，常用于强氧化剂、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料层，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、分布板及指形管；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，并且避免了使用传统工艺需要使用的大量水及有机溶剂的缺陷，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分布板与指形孔易堵塞需要经常检修、反应时间短导致物料转化率低、动力消耗大，物料容易板结以及产品产收率低等缺陷，本专利技术提供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自动分离、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，其特征在于：包括多级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；所述各级流化床均连接有旋风分离器，所述旋风分离器的出料口与本级流化床的返料口相连，旋风分离器的排气口与上一级流化床的进气口相连；所述位于最高位置的流化床连接有进料罐，位于最低位置的流化床连接有空压机和氯气存储罐；所述流化床的外表面还安装有半管冷却器，所述半管冷却器与冷冻水机组相连；所述各级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。所述导流片超偏离流化床轴线的方向倾斜设置，所述倾斜的角度为5°-10°。所述旋风分离器的排气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相连。所述各级流化床之间，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、刀形阀或柱塞阀。相应的本专利技术还公开了一种多级流化床串联的一氧化二氯生产系统生产一氧化二氯的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：A、投料阶段：向流化床内通入少量压缩空气，再通过位于顶部的物料存储罐向流化床内部加入碳酸钠粉末，打开各级流化床之间的蝶阀通过重力使碳酸钠均布于各级流化床，同时开启搅拌桨使各级流化床内的碳酸钠流态化；B、初始反应阶段：向位于最低位置的流化床内通入含有氯气的混合气体，使混合气体与处于流态化状态的碳酸钠反应；在最低级流化床内反应后的混合气体经过旋风分离器分离后，气体进入到上一级流化床中继续与流化态的碳酸钠反应，分离得到的固体颗粒则返回到本级流化床中；同时打开入口冷却器和级间冷却器进行降温；C、连续生产阶段：当与最高级流化床相连的旋风分离器排气口检测到一氧化二氯后逐步提高混合气体的氯气含量；当最低级流化床内的温度下降或与原料混合气体温度接近时，通过底部的控制阀排出部分氯化钠，并按照相应的摩尔比向最高级的流化床内补充相应的碳酸钠；同时通过控制阀从最高位置的流化床开始逐级向下传递固体物料，实现连续给料和连续出料，进而实现整个系统的连续稳定运行。所述投料阶段的压缩空气流速为0.1m/s-0.9m/s，优选的流速为0.3-0.6m/s。所述初始反应阶段的混合气体的氯气含量为1%-4%，所述连续生产阶段混合气体的氯气含量为3%-15%，优选的为4%-9%；所述初始反应阶段与连续生产阶段的各级流化床内的反应温度为-5℃-10℃，优选的为3℃-8℃。所述初始反应阶段与连续生产阶段的各级流化床内的压力为0.01mpa-0.1Mpa，优选的为0.02Mpa-0.05Mpa；所述初始反应阶段与连续生产阶段各级流化床内搅拌桨的转速为60-120rpm/min。所述各级流化床内的碳酸钠加入量占空床体积的7%-15%；碳酸钠的堆积密度为0.732g/ml-0.850g/ml；所述碳酸钠的含水量为5%-10%，优选的碳酸钠的含水量为6%-7%。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、流速以及分布板的过高要求，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，且降低了因生产负荷的变化对气流分布器的精度要求；同时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流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效果，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，固体物料从最高层的流化床进入，而气体从最低层的流化床进入，实现了粉体与气体的逆向接本文档来自技高网...

【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，其特征在于：包括多级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；所述各级流化床（1）均连接有旋风分离器（2），所述旋风分离器（2）的出料口与本级流化床（1）的返料口相连，旋风分离器（2）的排气口与上一级流化床（1）的进气口相连；所述位于最高位置的流化床（1）连接有进料罐（3），位于最低位置的流化床（1）连接有空压机（4）和氯气存储罐（5）；所述流化床（1）的外表面还安装有半管冷却器（6），所述半管冷却器（6）与冷冻水机组（7）相连；所述各级流化床（1）内还设置有搅拌桨（8），所述搅拌桨（8）的两侧设置有导流片（9）。/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，其特征在于：包括多级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；所述各级流化床（1）均连接有旋风分离器（2），所述旋风分离器（2）的出料口与本级流化床（1）的返料口相连，旋风分离器（2）的排气口与上一级流化床（1）的进气口相连；所述位于最高位置的流化床（1）连接有进料罐（3），位于最低位置的流化床（1）连接有空压机（4）和氯气存储罐（5）；所述流化床（1）的外表面还安装有半管冷却器（6），所述半管冷却器（6）与冷冻水机组（7）相连；所述各级流化床（1）内还设置有搅拌桨（8），所述搅拌桨（8）的两侧设置有导流片（9）。


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（9）朝偏离流化床（1）轴线的方向倾斜设置，所述倾斜的角度为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（10），所述位于底部的流化床（1）进气口还设置有入口冷却器（11），所述级间冷却器（10）与入口冷却器（11）均与冷冻水机组（7）相连。


4.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：所述各级流化床（1）之间，旋风分离器（2）与流化床（1）之间均设置有用于控制物料排放的控制阀（12），所述控制阀（12）为蝶阀、刀形阀或柱塞阀。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种多级流化床串联的一氧化二氯连续生产系统的一氧化二氯生产方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
A、投料阶段：向流化床内通入少量压缩空气，再...

【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