抑制鼓泡床-输运床叠置反应器流化气体短路的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抑制鼓泡床

Device for suppressing short circuit of fluidized gas in bubbling bed transport bed stacked reactor

【技术实现步骤摘要】
抑制鼓泡床
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输运床叠置反应器流化气体短路的装置


[0001]本专利技术涉及流化床
，尤其是一种抑制鼓泡床
‑
输运床叠置反应器流化气体短路的装置。

技术介绍

[0002]气固流化床反应器因其气固接触充分，传热传质效率高等优点被广泛应用于石油、化工、能源、冶金等行业。常用的流化床形式包括快速流化床和鼓泡流化床。快速流化床在高气速下运行，可以有效控制物料的停留时间、便于大规模工业化。但是，该反应器存在气体停留时间短、反应不充分的缺点。鼓泡流化床在低气速下运行，气固接触时间长，反应较为充分。但是，该反应器仅能依靠颗粒重力或机械输送实现物料外送。比较典型的有中国专利“高活性钾基吸收剂干法脱除烟气中CO2的装置及方法”(专利号：200810122644.2)。该装置工业放大后存在占地面积过大，物料输送不稳定等缺点。
[0003]针对此，中国专利“一种流化床输运床耦合反应装置”(专利号：201310036063.8)通过将鼓泡床和快速床堆叠布置，利用鼓泡床气固接触时间长的优势完成反应，通过快速床高气速运行的特点输运物料，结合二者的优势，实现气固接触时间与物料循环流率的解耦独立控制。
[0004]需要指出的是，由于该耦合反应装置中提升管入口与鼓泡流化段内等高位置处存在压力差，在流化低密度物料时，流化气体会发生短路，即大量气体不经过鼓泡段的反应区而直接进入提升管。由于提升管内气固接触时间短，且未布置换热设备维持运行温度，导致反应效率低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种抑制鼓泡床
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输运床叠置反应器流化气体短路的装置，目的是解决流化气体短路后携带物料直接从提升管逃逸的技术问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种抑制鼓泡床
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输运床叠置反应器流化气体短路的装置，包括鼓泡床，所述鼓泡床内与其同轴设置有中心风管和提升管，所述中心风管的出口穿过布风板，并伸入至鼓泡床内，所述提升管的入口与中心风管的出口上下间隔设置，且提升管的内径大于中心风管的内径，鼓泡床内部位于提升管和中心风管的外侧设有套筒，套筒与提升管和中心风管同轴设置，套筒底部与布风板相连，套筒顶部为敞口状态，套筒的内壁与提升管的外壁之间形成有腔体，所述腔体用于在流化过程中形成堆积的物料层，所述物料层具有一定的高度，且能够提供足够的阻力，以防止在所述中心风管关闭的情况下，流化气体中的短路气克服阻力后穿过所述物料层进入所述提升管。
[0008]进一步技术方案为：
[0009]套筒的高度H满足以下条件：
[0010][0011]其中，h是位于提升管入口上方，用于阻止短路气进入提升管的物料层的最小高度，a是提升管入口到布风板的距离，P1是鼓泡床的鼓泡段内与提升管入口等高位置处的压力，P2是提升管入口的压力，ε、u、μ、d、ρ分别是所述物料层的堆积孔隙率、流化气体穿过所述物料层的表观气速、流化气体的动力粘度、物料的平均粒径、流化气体的密度。
[0012]所述流化气体穿过所述物料层的表观气速u通过下式计算：
[0013][0014]其中，Q
f
是流化气体的流量，α是流化气体中短路气量占总流量的比例，d
i
、d
o
分别为套筒的内径和提升管的外径。
[0015]套筒的高度小于鼓泡床中鼓泡段的床层高度。
[0016]套筒的侧壁上位于提升管入口位置的下方设有通孔，还设有将通孔打开或关闭的构件。
[0017]套筒由多个分段沿轴向拼接而成，以调整实际的高度。
[0018]本专利技术的有益效果如下：
[0019]本专利技术通过布置与提升管同心的套筒，在提升管与套筒间形成具有一定高度的相对静止的物料层，这增加了流化气体短路需要克服的阻力，有效抑制了流化气体短路现象的发生，解决了气体短路造成的物料携带、气固反应不充分等问题，确保了物料输送量有效可控，提高了气固反应效率。
[0020]本专利技术套筒的高度设计具有扎实的理论和工程依据，准确性较高。
[0021]本专利技术结构简单、安装方便且可以根据床料的特性调节套筒高度。
[0022]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的结构示意图。
[0024]图中：1、流化风；2、中心风；3、风室；4、布风板；5、中心风管；6、密封螺母；7、套筒；8、提升管；9、鼓泡床；91、鼓泡段。
具体实施方式
[0025]以下结合附图说明本专利技术的具体实施方式。
[0026]参见图1，本申请的一种抑制鼓泡床
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输运床叠置反应器流化气体短路的装置，包括鼓泡床9，鼓泡床9底部为风室3，风室3顶部、鼓泡床9底部之间设置布风板4；鼓泡床9内与其同轴设置有中心风管5和提升管8，中心风管5的入口穿过布风板4，并伸入至鼓泡床9内，提升管8的入口与中心风管5的出口上下间隔设置，且提升管8的内径大于中心风管5的内径，便于物料在压差作用下从两者之间间隔处进入提升管8，提升管8的出口与布置在鼓泡
床上部的输运床(图中未示出)入口相对接；
[0027]在鼓泡床9内部位于提升管8和中心风管5的外侧设置套筒7，套筒7与提升管8和中心风管5同轴设置，套筒7底部与布风板4相连，套筒7顶部为敞口状态，套筒7的内壁与提升管8的外壁之间形成有腔体，所述腔体用于在流化过程中形成堆积的物料层，物料层具有一定的高度，且能够提供足够的阻力，以防止在中心风管5关闭的情况下，流化气体中的短路气克服阻力后穿过所述物料层进入提升管8。
[0028]本申请基于现有的鼓泡床
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输运床叠置反应器，在鼓泡床9增加套筒7，解决了流化气体短路问题造成的物料输送量不可控、气固反应不充分等问题。
[0029]以下具体说明本申请具体的专利技术构思：
[0030]对于现有的内部没有设置套筒7的鼓泡床
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输运床叠置反应器，工作时，主要包括两个工况：
[0031]工况
①
：不向提升管8输送物料。此时，关闭中心风管5，不向鼓泡床9内提供中心风2。并控制流化气体1进入风室3，然后通过布风板4进入鼓泡床9的鼓泡段91，流化过程中气固充分接触、反应。
[0032]工况
②
：向提升管8输送物料。物料在鼓泡段91充分流化(物料与流化气体充分接触、反应)后，开启中心风管5，向鼓泡床9内提供中心风2，在提升管8的入口与中心风管5的出口之间形成负压，将物料输送至提升管8最终输入运输床内。
[0033]经过实际使用和试验，发现在工况
①
阶段，尽管关闭了中心风管5，提升管8的入口与中心风管5的出口之间并不存在负压，但是由于鼓泡段91内与提升管8入口等高位置处的压力与提升管8入口压力之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制鼓泡床
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输运床叠置反应器流化气体短路的装置，包括鼓泡床，所述鼓泡床内与其同轴设置有中心风管和提升管，所述中心风管的出口穿过布风板，并伸入至鼓泡床内，所述提升管的入口与中心风管的出口上下间隔设置，且提升管的内径大于中心风管的内径，其特征在于，鼓泡床内部位于提升管和中心风管的外侧设有套筒，套筒与提升管和中心风管同轴设置，套筒底部与布风板相连，套筒顶部为敞口状态，套筒的内壁与提升管的外壁之间形成有腔体，所述腔体用于在流化过程中形成堆积的物料层，所述物料层具有一定的高度，且能够提供足够的阻力，以防止在所述中心风管关闭的情况下，流化气体中的短路气克服阻力后穿过所述物料层进入所述提升管。2.根据权利要求1所述的抑制鼓泡床
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输运床叠置反应器流化气体短路的装置，其特征在于，所述套筒的高度H满足以下条件：H≥h+a，其中，h是位于提升管入口上方，用于阻止短路气进入提升管的物料层的最小高度，a是提升管入口到布风板的距离，P1是鼓泡床的鼓泡段内部与提升管入口等高位置处的压力，P2是提升管入口的压力，ε、u、μ、d、ρ分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：马吉亮，鲍学兵，陈晓平，刘道银，梁财，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：