用于制造和/或处理颗粒的反应器系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于在振动工艺气体流中制造和/或处理颗粒(P)的反应器系统(1)和方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造和/或处理颗粒的反应器系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于在振动工艺气体流中制造和/或处理颗粒的反应器系统，所述反应器系统带有反应器单元，所述反应器单元具有前置的工艺气体供应单元和后置的工艺气体导出单元，所述反应器单元具有至少一个反应器，所述反应器包括用于制造和/或处理颗粒的反应室和用于将原材料引入到反应室中的进料装置，其中，沿工艺气体导出单元的方向穿流反应器单元的工艺气体能够经由工艺气体供应单元供应给反应器单元，并且反应器系统包括适用于产生工艺气体的脉动的脉动装置，其中，借助脉动装置能够对工艺气体施加具有脉动频率和脉动压力幅度的脉动，并且其中，具有尤其是可调整的静态工艺气体压力的反应器系统构造为声学共振器，所述共振器具有相应限定共振状态的固有共振频率，并且工艺气体能够在反应器系统中构造能共振的气体柱，使得共振器能够通过由脉动装置产生的脉动的脉动频率和/或脉动压力幅度来激励，并且在共振状态下脉动能够被增强成工艺气体的具有共振频率和共振压力幅度的共振振动，并且其中，工艺气体供应单元和工艺气体导出单元分别包括产生压力损失的压力损失产生装置，其中，压力损失产生装置如此构造，使得共振状态中的一个能够选择性地进行调整。
[0002]此外，本专利技术涉及一种用于在振动的工艺气体流中制造和/或处理颗粒的方法，其包括反应器系统，所述反应器系统带有反应器单元，所述反应器单元具有前置的工艺气体供应单元和后置的工艺气体导出单元，所述反应器单元具有至少一个反应器，所述反应器包括用于制造和/或处理颗粒的反应室和用于将原材料引入到反应室中的进料装置，其中，将沿工艺气体导出单元的方向穿流反应器单元的工艺气体经由工艺气体供应单元供应给反应器单元，并且反应器系统包括适用于产生工艺气体的脉动的脉动装置，其中，借助脉动装置对工艺气体施加具有脉动频率和脉动压力幅度的脉动，并且其中，具有尤其是可调整的静态工艺气体压力的反应器系统构造为声学共振器，所述共振器具有相应限定共振状态的固有共振频率，并且工艺气体在反应器系统中构造能共振的气体柱，从而激励共振器通过由脉动装置产生的脉动的脉动频率和/或脉动压力幅度，并且在共振状态下将脉动增强成工艺气体的具有共振频率和共振压力幅度的共振振动，并且其中，工艺气体供应单元和工艺气体导出单元分别包括产生压力损失的压力损失产生装置，其中，压力损失产生装置如此构造，使得共振状态中的一个选择性地进行调整。

技术介绍

[0003]用于在振动工艺气体流中制造和/或处理颗粒、优选平均颗粒尺寸为1nm至5mm的细颗粒、尤其是纳米级或纳米晶体颗粒的反应器系统和方法从现有技术中已经已知。
[0004]已知构造为声学共振器的反应器系统，其中使用工艺气体的振动或脉动以产生共振，其中，该共振尤其是通过以下方式对声学特性、材料特性(例如在多相系统中)和热学特性(例如，影响热传递)产生影响，即，工艺气体的共振以机械力的形式和/或以停留时间变化的形式对在工艺气体中待制造和/或待处理的固体颗粒和/或液态颗粒产生影响，并且能够有益地应用于不同的目的。这样的声学共振器例如是空腔共振器、尤其是亥姆霍兹共振
器，其具有相应限定共振状态的固有共振频率。在此，共振振动能够以不同的方式产生并且在其共振频率和共振压力幅度方面受到影响。
[0005]对于反应器系统中的共振振动的品质而言，基本上共振振动产生的类型、应可利用共振振动的反应器系统的几何形状、反应器系统中的共振频率和/或共振压力幅度的可调节性、工艺气体的材料特性(其尤其是由工艺气体的温度和静压确定)以及对反应器系统本身的反作用起到重要作用。
[0006]德国专利申请DE 10 2015 005 224 A1公开了一种用于在具有或不具有热材料处理/材料合成的振动炉设备(Schwingfeueranlage)中目标准确地调整或再调节静压和/或热气体速度的振动幅度的方法，该振动炉设备具有至少一个燃烧器，借助所述燃烧器产生振动(脉动)火焰，并且该振动炉设备具有至少一个燃烧室(共振器)，火焰被导向到其中。通常，不可以有针对性地独立调整由振动炉或脉动反应器中的自激的、反馈的燃烧不稳定性引起的脉动热气体流动的振幅(振动强度)，并且因此不可以在不同时地、但不期望地改变其他工艺参数(处理温度、停留时间或处理时间)和因此所产生的材料特征的情况下使周期性不稳定的燃烧过程与所选择的反应器吞吐量(在材料处理/材料合成的情况下：例如反应物进料速率或产物速率)相适配。尽管如此，为了实现这，提出了将利用空气、燃料或燃料
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空气混合物穿流的振动体积在燃烧器出口的上游接入到燃烧器的通向燃烧器的供给管路中。优选地，其大小可无级地进行调整。由此可以改变振动的幅度。
[0007]德国专利申请DE 10 2015 006 238 A1示出了一种用于对脉动热气体流动中的尤其是大块的粒状原料进行热材料处理或材料转化的方法和设备，其中在竖直布置的反应室中热气体流动的速度振动或静压振动的频率和振幅可彼此独立地进行调整。在竖直布置的反应室的上端部处引入的原料颗粒由于其形状、质量和密度而在调整热气体流动的平均流动速度时不能由热气体流动气动运送，而是逆着流动方向向下降。在大约1秒到10秒的该下降时间期间，将材料热处理成期望的产物，该产物在反应管的下端部处借助闸系统从反应器中取出。
[0008]在德国专利申请DE 10 2016 002 566 A1中公开了一种用于对原料进行热处理的方法和设备，该设备具有燃烧室，周期性不稳定的振动火焰在该燃烧室中燃烧，以产生脉动废气体流，该废气体流流过与燃烧室联接的反应室。为了实现有效处理原料，提出了在反应室中设置由废气体流穿流的、在横截面面积方面相对于反应室减小的插入件，该插入件具有比反应室的总长度更短的长度。尤其是，插入件的长度和燃烧室的几何形状可以变化，使得该设备具有两个可以相互协调的共振器。
[0009]德国专利申请DE 10 2018 211 650 A1涉及一种用于由至少一种原料制造颗粒、尤其是细颗粒、尤其是纳米级或纳米晶体颗粒的设备。该设备在此包括至少一个燃烧器和与燃烧器联接的用于产生脉动式热气体流的燃烧室、后置于燃烧室的反应室区段和至少一个压力组件，所述压力组件用于调整共振特性并因此调整燃烧室内和/或反应室区段内的声压。
[0010]由现有技术已知的技术解决方案都具有以下缺点：工艺气体的共振振动的共振频率和/或共振压力幅度仅可通过适配构造为声学共振器的反应器系统的几何尺寸和因此构造在反应器系统中的、能共振的气体柱的工艺气体体积进行变化。

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术的目的是提供用于在振动或脉动工艺气体流中制造和/或处理颗粒的反应器系统和方法，其实现独立于构造为声学共振器的反应器系统的几何尺寸和因此构造在反应器系统中的、能共振的气体柱的工艺气体体积来调整工艺气体的共振振动的共振频率和/或共振压力幅度。
[0012]该目的在开头提到的类型的反应器系统中通过以下方式来实现，即，所述脉动装置配置成，使脉动的脉动频率和/或脉动压力幅度与共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在振动工艺气体流中制造和/或处理颗粒(P)的反应器系统(1)，所述反应器系统带有反应器单元(2)，所述反应器单元具有前置的工艺气体供应单元(3)和后置的工艺气体导出单元(4)，所述反应器单元具有至少一个反应器(9)，所述反应器包括用于制造和/或处理颗粒的反应室(8)和用于将原材料引入到反应室(8)中的进料装置(10)，其中，沿所述工艺气体导出单元(4)的方向穿流所述反应器单元(2)的所述工艺气体(PG)能够经由所述工艺气体供应单元(3)供应给所述反应器单元(2)，并且所述反应器系统(1)包括适用于产生工艺气体(PG)的脉动的脉动装置(7)，其中，借助所述脉动装置(7)能够对所述工艺气体(PG)施加具有脉动频率和脉动压力幅度的脉动，并且其中，具有尤其是可调整的静态工艺气体压力的反应器系统(1)构造为声学共振器(12)，所述共振器具有相应限定共振状态的固有共振频率，并且所述工艺气体(PG)能够在所述反应器系统(1)中构造能共振的气体柱，使得所述共振器(12)能够通过由所述脉动装置(7)产生的所述脉动的脉动频率和/或脉动压力幅度来激励，并且在所述共振状态下所述脉动能够被增强成所述工艺气体(PG)的具有共振频率和共振压力幅度的共振振动，并且其中，所述工艺气体供应单元(3)和所述工艺气体导出单元(4)分别包括产生压力损失的压力损失产生装置(13)，其中，所述压力损失产生装置(13)如此构造，使得所述共振状态中的一个能够选择性地进行调整，其特征在于，所述脉动装置(7)配置成，使所述脉动的脉动频率和/或脉动压力幅度与所述共振器(12)的固有共振频率中的一个相适配，从而能够达到所选择的共振状态。2.根据权利要求1所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述脉动装置(7)构造为无焰工作的脉动装置(7)。3.根据权利要求1或2所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述反应器系统(1)具有用于加热所述工艺气体(PG)的加热装置(6)。4.根据权利要求3所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述加热装置(6)布置在所述脉动装置(7)的上游或在其下游。5.根据前述权利要求中任一项所述的反应器系统(1)，其特征在于，在运行状态下所述压力损失产生装置(13)在所述工艺气体供应单元(3)和所述工艺气体导出单元(4)中在其相应的位置方面不可变地布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述脉动装置(7)构造为压力损失产生装置(13)。7.根据前述权利要求中任一项所述的反应器系统(1)，其特征在于，在所述至少一个反应器(9)的上游布置有工艺气体体积流调节装置(17)。8.根据权利要求7所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述工艺气体体积流调节装置(17)布置在所述脉动装置(7)的下游。9.根据权利要求7或8所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述工艺气体体积流调节装置(17)构造为滑动滑阀、调节阀、调节旋塞或可调节的光阑式节流阀。10.根据权利要求7至9中任一项所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述工艺气体体积流调节装置(17)具有小于等于3%、优选小于等于2%、特别优选小于等于1%并且最优选小于等于0.5%的调节精度。11.根据前述权利要求中任一项所述的反应器系统(1)，其特征在于，在所述至少一个反应器(9)的上游布置有工艺气体流分配装置(18)，使得所述反应器单元(2)的每个反应器
(9)配属有至少一个工艺气体输入管路(19)。12.根据权利要求11所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述工艺气体流分配装置(18)布置在所述脉动装置(7)的下游。13.根据权利要求11或12所述的反应器系统(1)，其特征在于，每个工艺气体输入管路(19)具有工艺气体体积流调节装置(17)。14.根据权利要求11至13中任一项所述的反应器系统(1)，其特征在于，每个工艺气体输入管路(19)如此构造，使得每个工艺气体输入管路(19)在所述工艺气体流分配装置(18)和反应器入口(20)之间具有压力损失，其中，每个工艺气体输入管路(19)中的压力损失基本上一样大。15.根据权利要求11至14中任一项所述的反应器系统(1)，其特征在于，所述工艺气体输入管路(19)具有相同的工艺气体输入管路长度和/或相同的工艺气体输入管路内径和/或其他相同的内置件。16...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：顺利工程技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：