流化床反应器设备和使用流化床反应器设备处理有机材料的方法技术

流化床反应器设备，包括圆筒形反应腔室(10)以及设置在反应腔室(10)中的装配有径向延伸的流化单元(16)的转轴(14)，转轴(14)连接到驱动单元(42)。该设备还包括：用于将流化床材料给送至反应腔室(10)并在反应腔室(10)中形成流化床(28)的装置、用于将应处理的有机材料给送至反应腔室(10)中的流化床(28)中的装置、以及用于排放材料、气体和蒸汽的一个或多个出口(22，24)，其中反应腔室(10)中的处理由连接到至少驱动单元(42)的控制系统(40)控制。本发明专利技术还涉及使用流化床反应器设备处理有机材料的方法。材料的方法。材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流化床反应器设备和使用流化床反应器设备处理有机材料的方法


[0001]本专利技术涉及流化床反应器设备，其包括圆筒形反应腔室和设置在反应腔室中的配备有径向延伸叶片的旋转轴，所述旋转轴连接到驱动单元。本专利技术还涉及使用流化床反应器设备处理有机材料的方法、以及这种设备的用途。

技术介绍

[0002]流化床长期以来一直用于支持需要访问ha表面区域的不同过程。
[0003]热解：
[0004]喷雾热解。喷雾热解是前体溶液在液滴发生装置中被雾化，在加热的反应器中被蒸发，然后分解成颗粒和薄膜的过程。
[0005]由外部源加热的无氧反应腔室长期以来一直用于从橡胶轮胎制造的柴油。反应器体积大、占地面积大，且需要大量能源。
[0006]费
‑
托(Fischer
‑
Tropsch)工艺：
[0007]多管式固定床反应器
[0008]携带流反应器
[0009]泥浆反应器
[0010]流化床和循环催化剂(提升管)反应器
[0011]弗里德里希
·
贝吉乌斯(Friedrich Bergius)工艺：
[0012]用于产生含碳底物的高压高温化学技术
[0013]气化：
[0014]逆流固定床
[0015]并流固定床
[0016]流化床反应器
[0017]携带流气化炉
[0018]等离子气化炉
[0019]燃烧：
[0020]流化床燃烧
[0021]炉排烧制
[0022]粉状燃料燃烧
[0023]热交换：
[0024]板式换热器
[0025]管壳式换热器
[0026]流化床换热器FBHX
[0027]催化化学工艺：
[0028]碳纳米管的流化床催化化学气相沉积合成
[0029]流化催化裂化(FCC)工艺
[0030]以上所有过程都以某种形式利用一种设备，该设备使流化床可用。由于工艺要求不同，制作流化床的设备也有所调整。
[0031]现今的标准流化床反应器：
[0032]流化床反应器中的固体基质(化学物质在其上反应的催化材料)材料通常由多孔板(称为分布器)支撑。然后迫使流体通过分配器向上通过固体材料。在较低的流体速度下，当流体通过材料中的空隙时，固体保持在原位。这被称为填充床反应器。随着流体速度的增加，反应器将达到流体对固体的作用力足以平衡固体材料重量的阶段。这个阶段被称为初始流化并且发生在这个最小流化速度下。一旦超过这个最小速度，反应器床的内容物就会开始膨胀和旋转，就像搅拌的水箱或沸腾的水锅一样。反应器现在是流化床。根据操作条件和固相性质，可以在该反应器中观察到各种流动状态。资料来源：维基百科。
[0033]循环流化床：
[0034]循环流化床是一种相对较新的技术，能够实现较低的污染物排放。在过去的15年中，由于人们越来越关注传统燃煤方法造成的污染及其可持续性，因此对该技术进行了广泛的研究。由于对污染物排放的环境法规收紧，这项技术的重要性最近有所增加。
[0035]EPA于2011年12月颁布的汞和空气毒性标准(MATS)迫使欧美所有国家严格遵守这一政策。这意味着发电厂或工业设施的金属、酸性气体、有机化合物、烟道气酸和其他污染物等排放物必须符合EPA规定的要求，对不符合标准的设施必须进行升级。因此，预计对循环流化床技术的需求将猛增。
[0036]1923年，温科勒(Winkler)的煤气化炉代表了流化床的第一个重要的大规模工业应用(库泥(Kunii)和莱文斯皮尔(Levenspiel)，1991)。随着CFB锅炉技术在不到20年的时间里从小型工业应用发展到大型超超临界发电厂，CFB燃烧技术在大型公用电厂应用中继续强劲增长。都是由住友(Sumitomo)SHI FW提供的主要的例子是自2009年以来在波兰拉基萨(Lagisza)运行的460兆瓦超临界CFB电站和自2016年成功运行的2200兆瓦超超临界三陟(Samcheok)(韩国)绿色电厂。
[0037]尽管廉价的液体和气体燃料已经减缓了煤炭和固体燃料的研发；因为CFB的优势，许多部门(即，发电和工业部门)越来越多地使用CFB。1970年代的危机再次激发了人们对固体燃料和煤炭的兴趣。此外，对温室气体的日益关注、煤炭的廉价成本及其丰富的来源再次激发了CFB的研究(IEA
‑
CIAB，2013)。CCS被认为是一项重要的温室气体减排技术。要应用CCS，新技术(即，燃烧前、燃烧后和氧燃烧)都提高了。随后，进行研发以了解与传统装置相比使用气体混合物等新操作条件的影响。本章致力于详细回顾CFB的流体动力学行为、氧燃料燃烧和氧燃料燃烧的产物的领域的文献。它还讨论了关于低碳或零碳能源(生物燃料)的文献。对CFB的生物燃料用途的特别关注是为了服务于低碳或零碳能源技术。来源：维基百科。
[0038]WO9608544 A1公开了一种热机械裂解的方法和化学物质的加氢，例如液态或固态碳氢化合物、蜡、碳酸盐、石灰、油页岩、油砂、炼油厂和原油罐底的油渣、塑料等。在如水的释放氢的化学物质存在下，物质的裂解和加氢是在机械建立的细粒固体流化床中进行的，其中流化床中的机械作用除了对物质的机械作用外还产生参与裂解的热量，由此在空化微气泡中裂化和氢化在反应器中以低于常规裂化和/或氢化方法的总温度和压力发生。
[0039]还参考了以下专利文献：US20140073822A1：旋转流化床催化热解反应器，US5374405A：带电磁辐射源的旋转流化床反应器；US4277938A：组合旋转流化床燃烧器和热交换器；US20090098263A1：在一系列圆筒形腔室中旋转流化床的装置和方法；US6779492B2：循环流化床反应器设备；US6923128B2：循环流化床反应器；和US6631698B1：循环流化床反应器。
[0040]专利技术目的
[0041]在有限体积内具有极限表面区域的流化床的可用性可用于以下应用：
[0042]·
热解
[0043]·
费托过程
[0044]·
弗里德里希
·
贝吉乌斯过程
[0045]·
气化
[0046]·
燃烧
[0047]·
热交换
[0048]·
催化化学过程
[0049]一个目的是提供一种能够在不振动或注入气体的情况下产生和调节流化床的方法和设备。与现有技术相比，流化床和相关表面区域在非常有限的体积下制造。
[0050]极端表面区域在减小的体积下的可用性使得通常需要高保持时间的多个过程在低保持时间内完成。
[0051]通过本专利技术，可以获得：具有旋转流化床的流化床反应器；具有可调床密度和厚度的流化床反应器；包括机械固体分离的流化床反应器；包括气体和/或蒸汽精制系统的流化床反应器；包括用于密封件冲洗的解决方案以防本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.流化床反应器设备，包括：圆筒形反应腔室(10)，具有设置在所述反应腔室(10)中的旋转轴(14)，所述旋转轴(14)配备有径向延伸的流化单元(16)，所述旋转轴(14)连接到驱动单元(42)；一个或多个入口(20，26)，用于将流化床材料送入所述反应腔室(10)以在所述反应腔室(10)中形成流化床(28)，以及用于将应加工的有机材料送入所述反应腔室(10)中的流化床(28)；以及一个或多个出口(22，24)，用于从所述反应腔室(10)排出材料、气体和/或蒸汽，其特征在于，机械分离腔室(30)连接到第一腔室(10)的所述旋转轴(14)，所述分离腔室(30)是用于从所述反应腔室(10)接收的气体和/或蒸气流中的颗粒的机械灰尘分离的装置，所述分离腔室(30)包括一个或多个分离叶片(32)，所述一个或多个分离叶片(32)围绕轴旋转，以从所述气体和/或蒸汽流中机械地分离灰尘颗粒，以及控制系统(40)连接到驱动所述旋转轴(14)的驱动单元(42)，所述控制系统(40)连接到所述反应腔室(10)和/或所述机械分离腔室(30)中的传感器(44，46)。2.根据权利要求1所述的流化床反应器设备，其中，所述设备包括用于将催化材料给送到所述反应腔室(10)中的流化床(28)中的装置。3.根据权利要求1所述的流化床反应器设备，其中，所述设备包括连接到所述机械分离腔室(30)的精制腔室(60)，所述精制腔室(60)是用于将从所述机械分离腔室(30)接收的气体和/或蒸汽流中的颗粒去除的装置。4.根据权利要求3所述的流化床反应器设备，其中，所述精制腔室(60)包括：壳体(62)，具有内部螺杆(64)以迫使气体和/或蒸汽跟随螺杆轨迹；以及用于使清洁流体在所述精制腔室(60)中的表面(72)上循环的装置。5.根据权利要求4所述的流化床反应器设备，其中，所述精制腔室(60)包括用于被精制气体和/或蒸汽的一个或多个出口(68)和用于被回收颗粒的一个或多个出口(70)。6.根据权利要求1所述的流化床反应器设备，其中，所述设备包括一个或多个密封和支撑轴承(18)，所述轴承(18)具有带有惰性气体冲洗的密封系统。7.根据权利要求1所述的流化床反应器设备，其中，所述控制系统(40)适于基于读取以下输入值中的至少一个或多个的一个或多个传感器(44)来控制所述反应腔室(10)中的过程：所述旋转轴(14)的转速；所述反应腔室(10)中的温度；由所述驱动装置(42)的负载表示的所述流化床的高度；材料进入所述反应腔室(10)的速度；材料从所述反应腔室(10)排出的速度；所述反应腔室(10)中的压力；流向所述反应腔室(10)的密封冲洗流；和流向所述反应腔室(10)的冷却流。8.根据权利要求1所述的流化床反应器设备，其中，所述控制系统(40)适于基于读取以下输入值中的至少一个或多个的一个或多个传感器(46)来控制所述机械分离腔室(30)中
的过程：所述分离腔室(30)中的分离单元(32)的转速；所述分离腔室(30)中的温度；以及所述分离腔室(30)中的压力。9.根据权利要求3所述的流化床反应器设备，其中，所述控制系统(40)适于基于读取以下输入值中的至少一个或多个的一个或多个传感器(48)来控制所述精制腔室(60)中的过程：所述精制腔室(60)中的温度；清洁流体在所述精制腔室(60)中的流动；由所述精制腔室(60)中的压力表示的清...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾瑞克，
申请(专利权)人：热科控股有限公司，
类型：发明
国别省市：