一种用于振动流化床的气体分布板制造技术

本发明专利技术涉及一种用于振动流化床的气体分布板。包括直孔、带有切角的椭球曲面导向孔和板体；带有切角的椭球曲面导向孔、直孔在板体上相间排布。每一个带有切角的椭球曲面导向孔开孔方向反侧设有直孔；同行带有切角的椭球曲面导向孔到开孔方向反侧的直孔距离小于到开孔方向侧直孔距离。直孔排布为三角形、矩形排布方式，带有切角的椭球曲面导向孔排布跟随直孔排布。使用这种气体分布板使得气体分布更加均匀；既能导向又能使得颗粒产生良好的流化状态，并能稳定的持续下去；降低颗粒与分布板发生碰撞的力度和机率；开孔结构不易堵塞、损坏，能减少床层死区的数量；加强近气体分布板表面气相的扰动，使得颗粒与热风充分接触；结构简单，制造方便。

A kind of gas distribution plate for vibrated fluidized bed

【技术实现步骤摘要】
一种用于振动流化床的气体分布板
本专利技术涉及一种气体分布板，尤其涉及一种用于振动流化床的气体分布板。
技术介绍
流化床具有良好的固体流动性以及传热传质特性，因而被广泛应用于石油、化工、能源、环保、制药、食品加工等领域。在实际应用中，干燥物料大多为非球形颗粒。与球形颗粒相比，非球形颗粒具有各向异性，流动性差等特点。目前，增加非球形颗粒物料流动性有两种方式：一种是使用一种带有导向功能的气体分布板的普通流化床，比如斜孔式气体分布板；另一种是使用振动流化床，依靠振动和气体分布板的共同作用。在普通流化床中，空气既是流化介质又是传热介质。而在振动流化床中，物料的流化主要是依靠激振力来实现，气体的作用主要是传热介质。当进气速度不变时，随着振动强度的增加，床面受到的水平与垂直振动作用也增加，水平力的增加提高了物料的运动速度，缩短了物料在床的干燥时间，垂直方向的作用力增加促使物料颗粒向上运动。若单靠气流流化非球形颗粒物料，提高物料运输速度，能耗很大，难以平衡传热和流化要求。研究表明，达到好的干燥效果，振动流化床的进风量为普通流化床的30％。若使用振动流化床，振动的加入能够改善气流的流化作用，减少能耗，激振力使得物料颗粒在向上、向前的过程中不断碰撞、混合。其缺点在于随着激振力的增大，满足了流化要求，但碰撞力也增大，增加颗粒碰撞的机率与力度，而且增加颗粒间、颗粒与分布板的摩擦，积蓄能量。同时，缩短了物料干燥时间。虽然可以通过调节激振角来调节激振力的水平和垂直分力，但受激振角调节范围与幅度大小限制。气体分布板是振动流化床中关键部件，其板面形状及结构尺寸均极大影响着干燥装置的传热与传质效率。大量实践证明，气体分布板形式合适与否，直接影响到流化的均一性、稳定性和气泡行为，进而影响到干燥效果。因此，针对非球形颗粒物料，一种用于振动流化床的气体分布板，需具有以下特征：(1)具有导向功能，并且能够均匀的分布气体，使得颗粒产生良好的流化状态，并能稳定的持续下去，而且能够防止床内沟流的产生；(2)能够加强近气体分布板表面气相的扰动，使得颗粒与热风充分接触；(3)开孔结构不易堵塞、损坏，能减少床层死区的数量，防止死床的产生；(4)能够降低颗粒与气体分布板碰撞的力度和机率。流化床气体分布板具有多种结构形式，如直流式、斜孔式、侧流式。直流式气体分布板不具有导向作用，易产生沟流，性能较差，但结构简单，制作方便。斜孔式气体分布板是直流式气体分布板的优化形式，布风面积更大，具有导向作用，根据斜孔角度调节导向方向，缺点在于为形成斜孔角度导致分布板比较厚，导致阻力损失大。侧流式气体分布板不易漏料和堵塞，消除了死床的产生，但结构较为复杂，制造不易，不具有导向功能，颗粒与锥帽碰撞机率大。因此，针对非球形颗粒物料，急需开发一种用于振动流化床的气体分布板。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气体分布板，使用这种气体分布板使得气体分布更加均匀；既能导向又能使得颗粒产生良好的流化状态，并能稳定的持续下去；降低颗粒与分布板发生碰撞的力度和机率；开孔结构不易堵塞、损坏，能减少床层死区的数量，防止死床的产生；加强近气体分布板表面气相的扰动，使得颗粒与热风充分接触；结构简单，制造方便。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于振动流化床的气体分布板，包括直孔(1)、带有切角的椭球曲面导向孔(2)、和板体(3)；带有切角的椭球曲面导向孔(2)、直孔(1)在板体(3)上相间排布。所述每一个带有切角的椭球曲面导向孔(2)开孔方向反侧设有直孔(1)；同行带有切角的椭球曲面导向孔(2)到开孔方向反侧的直孔(1)距离小于到开孔方向侧直孔(1)距离。所述的直孔(1)排布为三角形、矩形排布方式，带有切角的椭球曲面导向孔(2)排布跟随直孔(1)排布。所述的带有切角的椭球曲面导向孔(2)宽度与直孔(1)直径相匹配，直孔(1)直径为带有切角的椭球曲面导向孔(2)宽度的0.6-1.3倍。所述的带有切角的椭球曲面导向孔(2)切角角度θ范围为90°-165°。所述的带有切角的椭球曲面导向孔(2)形状为圆弧曲面；切角角度θ为90°时，带有切角的椭球曲面导向孔(2)在板体(3)上投影为一条椭圆弧和一条直线段，为对称图形，椭圆弧两端点分别与直线段两端点相连，在与板体相垂直的面上投影为一条椭圆弧和两条直线段，其中一条直线段在板体上，另一条直线段与板体垂直；当切角角度θ∈(90°，165°]时，带有切角的椭球曲面导向孔(2)在板体(3)上投影为2条椭圆弧和一条直线段，为对称图形，2条椭圆弧两端点分别与直线段两端点相连，在与板体相垂直的面上投影为一条椭圆弧和两条直线段，其中一条直线段在板体上，另一条与板体夹角即为切角角度。所述的带有切角的椭球曲面导向孔(2)的高度分别小于导向孔的长度与宽度。具体说明如下:一种气体分布板，所述的气体分布板是基于直孔式气体分布板与斜孔式气体分布板的结构而设计的，改善非球形颗粒流动性，使其产生良好的流态化，消除分布板较厚的缺点。所述的气体分布板包括带有切角的椭球曲面导向孔、直孔以及板体。所述的气体分布板，具体形式为带有切角的椭球曲面导向孔、直孔在板体上相间排布，直孔布置在带有切角的椭球曲面导向孔开孔方向反侧，即同行带有切角的椭球曲面导向孔到开孔方向反侧的直孔距离小于到开孔方向侧直孔距离，见图1。图2给出了气体分布板布风孔局部速度矢量图，可以看出：一方面从直孔出来的气流给非球形颗粒向上的曳力，利于非球形颗粒产生流态化，降低非球形颗粒与带有切角的椭球曲面导向孔的碰撞机率和力度，另一方面增强近气体分布板表面气相扰动，使得颗粒与热风充分接触，强化传质传热效果。所述的气体分布板，直孔排布可采用三角形、矩形排布方式，以正三角形排布方式为佳。带有切角的椭球曲面导向孔排布根据直孔排布。所述的气体分布板，带有切角的椭球曲面导向孔与直孔配合使用时，带有切角的椭球曲面导向孔宽度与直孔直径相匹配，直孔直径为带有切角的椭球曲面导向孔宽度的0.6-1.3倍，保证直孔能够有效地减少颗粒与带有切角的椭球曲面导向孔发生碰撞。所述的气体分布板，带有切角的椭球曲面导向孔出来的气体扫过整个气体分布板表面，形成一种气垫，如图2所示。消除死床，防止颗粒在下落过程中与分布板之间发生剧烈碰撞，并且从带有切角的椭球曲面导向孔出来的气体能够给颗粒一个向前的推动力，改善非球形颗粒流动性，防止非球型颗粒在振动流化床内运动速度过慢、干燥时间过长。所述的气体分布板，模拟发现，带有切角的椭球曲面导向孔和直孔的相互作用使得直孔和带有切角的椭球曲面导向孔之间产生一个微涡流，气流方向均朝上，利于大颗粒物料产生流态化，见图2。微涡流的存在加强了近气体分布板表面空气扰动程度，延长颗粒在床内停留时间，有利于气固两相混合。所述的气体分布板，带有切角的椭球曲面导向孔与直孔的开孔面积比根据颗粒属性设置，在一定进气速度下，颗粒流动性很差，需增加其水平方向气速，可考虑减小带有切角的椭球曲面导向孔单孔开孔面积；又或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于振动流化床的气体分布板，包括直孔(1)、带有切角的椭球曲面导向孔(2)、和板体(3)；带有切角的椭球曲面导向孔(2)、直孔(1)在板体(3)上相间排布。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于振动流化床的气体分布板，包括直孔(1)、带有切角的椭球曲面导向孔(2)、和板体(3)；带有切角的椭球曲面导向孔(2)、直孔(1)在板体(3)上相间排布。


2.如权利要求1所述的气体分布板，其特征是每一个带有切角的椭球曲面导向孔(2)开孔方向反侧设有直孔(1)；同行带有切角的椭球曲面导向孔(2)到开孔方向反侧的直孔(1)距离小于到开孔方向侧直孔(1)距离。


3.如权利要求1所述的气体分布板，其特征是直孔(1)排布为三角形、矩形排布方式，带有切角的椭球曲面导向孔(2)排布跟随直孔(1)排布。


4.如权利要求1所述的气体分布板，其特征是直孔(1)直径为带有切角的椭球曲面导向孔(2)宽度的0.6-1.3倍。


5.如权利要求1所述的气体分布板，其特征是带有切角的椭球曲面导向孔(2)切...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓静，苏伟，臧明华，武宸宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12