一种使粘性细颗粒均匀流态化的方法技术

本发明专利技术属于颗粒流态化，特别涉及使粘性细颗粒均匀流态化的颗粒及其方法。颗粒使用的是粒径为几十μｍ到几百μｍ，密度为几十到几百ｋｇ／ｍ↑［３］的非纤维状的颗粒，其为空心球或漂珠或聚团的超细凝胶类颗粒。选择上述添加颗粒以重量百分比５－５０％的比例添加到细颗粒中，混合均匀，然后加入到流化床中，以大于０．０４ｍ／ｓ的表观气体作用后，经出料口流出的双组分颗粒即可实现均匀的流态化。本发明专利技术简便易行、成本低、不仅能在流化时，使沟流消失，而且，颗粒均无超过２ｍｍ明显的大聚团，平均聚团尺寸从几十μｍ到几百μｍ左右。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于颗粒流态化，特别涉及使粘性细颗粒均匀流态化的颗粒及其方法。对于黏性细颗粒的气固相加工或催化反应过程，由于黏性细颗粒的粒间作用力很强，流态化时易产生沟流结块或聚团，气固接触效率降低，使反应器局部过热，催化剂活性降低或完全丧失活性，影响反应器的效率。目前，对黏性细颗粒的流态化方法，一般分两类(1).附加外力场正如文献Mori，S.，第二届中日流态化会议文集，P.75(1988)(Mori，S.，inFluidization’88，Science and Technology，eds.，Kwauk，M.，and Kunii，D.，p.75(1988))，和Q.Zhu and H.Li，“C类颗粒的磁场流态化”，粉体工艺，86(2)，179-185(1996)(Q.Zhu and H.Li，”Study on magnetic fluidization of group Cpowders”，Powder Technology，86(2)，179-185(1996))所报导的附加外力场，主要是振动流化床与磁场流化床。使用振动流化床，大多数黏性细颗粒可在一定的振动频率下实现流态化操作，但由于反应器系统处于振动状态，放大时在管道连接、设备寿命等问题上有致命的缺点；磁场流化床系利用铁磁性颗粒在磁场中形成链状物来破碎聚团体与气泡。从而改善黏性细颗粒的流化质量，但放大困难，耗电量大，不宜高温操作。(2).本征方法美国专利US4743431和日本专利JP2106214所报导的利用本征方法即利用不同性质和形状的添加颗粒以及表面改性来改善黏性细颗粒的流态化质量。该方法简易方便、不需附加设备，但对于以黏性细颗粒底料为主的流态化，由于缺乏添加颗粒的种类、形状、粒径的选取依据，工业化操作时不具指导意义。对于使粘性细颗粒均匀流态化所添加的颗粒，正如美国专利US4743431所报导的采用添加纤维状颗粒，以防止粘性物料的粘结；而日本专利JP62106214是采用添加砂子等密度较大的颗粒(＞1.0g/cc)。但他们分别有至命的缺陷，如颗粒不易加工，无法适用于大规模工业化生产，和对设备磨损大，由于密度差大，低气速操作不容易控制，难共同流化。本专利技术的目的在于解决上述缺陷，提供一种不损害设备，易使粘性细颗粒均匀流态化工业生产，能耗低，生产不受温度限制，密度小且便于加工和适用于工业化生产的。实现本专利技术的目的所采用的技术方案是在黏性细颗粒中加入一添加颗粒，即流化配子。因为黏性细颗粒本身具有明显的粒间黏附力而极易沟流、结块或聚团，根据底料颗粒与添加颗粒性质的差异，底料颗粒与添加颗粒有选择性地结合在一起，使得细颗粒不能自聚成大聚团；或添加颗粒屏蔽粒间力，阻止聚团长大。从而，细颗粒得以平稳的流态化。本专利技术所选择的颗粒是一种使粘性细颗粒均匀流态化的颗粒，其特征在于颗粒是粒径为几十μm到几百μm，密度为几十到几百kg/m3的非纤维状的颗粒；非纤维状的颗粒是空心球或漂珠或聚团的超细凝胶类颗粒。本专利技术流态化的方法是首先选择添加粒径为几十μm到几百μm、密度为几+到几百kg/m3的非纤维状颗粒，按添加颗粒与细颗粒(重量百分比)5-50％的比例添加到细颗粒中，混合均匀，然后加入到流化床中，在流化床中以大于0.04m/s的表观气体作用后，经出料口流出的双组分颗粒即可实现均匀的流态化；混合可在流化床中；非纤维状颗粒为空心球、漂珠或聚团的超细凝胶类颗粒。下面进一步介绍本专利技术的具体
技术实现思路
是如何实现专利技术目的的。在物料加入流化床之前，根据底料颗粒的物性，选择好添加颗粒。添加颗粒有两种不同作用机理①.进入底料聚团，改变其结构。使用添加颗粒，可降低聚团的密度，构成可以流化的小聚团。若是链状或网状聚团，添加颗粒用于取代链状体颗粒，阻断颗粒链。选择依据与底料颗粒为同类化合物密度较小的细颗粒，此种颗粒可单独平稳流态化；如底料颗粒为网状聚团，选择直径接近网孔大小、密度较小的黏性颗粒。②.不进入底料聚团，但阻止聚团长大。一种情况是添加颗粒通过碰撞破碎底料的聚团；另一种情况是添加颗粒屏蔽底料颗粒间的黏附，阻止聚团长大。选择依据密度小于底料的大颗粒或以稳固自然聚团存在的、密度更小的细颗粒。本专利技术的方法是选择粒径为几十μm到几百μm、密度为几十到几百kg/m3的空心球或漂珠，按添加颗粒占细颗粒5-50％的质量添加比例加入到细颗粒中，在加入流化床之前，一般要混合均匀，也可直接加入流化床中，因为在气流作用下，两种颗粒将会重新组合。在经过某一较高的表面气体速度(一般要超过0.04m/s)作用后，双组分颗粒即可实现均匀的流态化。添加的粗颗粒可以是粒径为几十μm到几百μm、密度为几十到几百kg/m3的空心球或漂珠等密度较小的细颗粒或能够形成具有上述粒径及密度的聚团的超细凝胶类颗粒。上述所提的各种颗粒，在市场上均可购到。本专利技术使黏性细颗粒实现均匀流态化，具有明显的效果1.加入合适的添加颗粒后，沟流消失，混合颗粒均有一稳定的流态化压降，且生产不受温度限制。2.混和颗粒的床层塌落过程(衡量颗粒流化质量的一种常规手段)具有典型的三阶段特征，其中的受阻沉降阶段时间一般超过2s；3.均无超过2mm的明显的大聚团，平均聚团尺寸从几十μm到几百μm左右。实施例1底料为碳酸钙(颗粒直径4.6μm，密度2.54g/cm3)时，选择粒径为50μm、密度为0.52g/cm3的空心球，按添加颗粒占细颗粒50％的质量添加比例加入到碳酸钙中，用搅拌器混合均匀，在超过0.04m/s的表观气体速度作用下，碳酸钙颗粒即可实现均匀的流态化。整个床层膨胀均匀，聚团均小于1mm。实施例2底料为铁黄(颗粒直径0.6μm，密度3.76g/cm3)时，选择超细的凝胶类细白碳黑，dp＝0.01μm，密度ρb＝64.5kg/m3，按添加颗粒占细颗粒5％的质量添加比例加入到铁黄中，用搅拌器混合均匀，然后加入流化床中流化，在超过0.04m/s的表观气体作用下，聚团最小(最大约1mm)，流化效果也最佳。同样方法，添加比例30％，选择粒径为120μm、密度为0.82g/cm3漂珠时，床层无超过1mm的大聚团形成，流化平稳。实施例3底料为磁粉(颗粒直径0.8μm，密度4.72g/cm3)时，选择超细的凝胶类细白碳黑，dp＝0.01μm，密度ρb＝64.5kg/m3，按添加颗粒占细颗粒10％的质量添加比例加入到铁黄中，用搅拌器混合均匀，然后加入流化床中流化，在超过0.04m/s的表观气体作用下，无肉眼可见的聚团形成，流化平稳。同样方法，添加比例25％，粒径为50μm、密度为0.52g/cm3空心球时，也可较好流化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使粘性细颗粒均匀流态化的颗粒，其特征在于颗粒是粒径为几十μｍ到几百μｍ，密度为几十到几百ｋｇ／ｍ↑［３］的非纤维状的颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种使粘性细颗粒均匀流态化的颗粒，其特征在于颗粒是粒径为几十μm到几百μm，密度为几十到几百kg/m3的非纤维状的颗粒。2.如权利要求1所述的一种使粘性细颗粒均匀流态化的颗粒，其特征在于所述的非纤维状的颗粒是空心球或漂珠或聚团的超细凝胶类颗粒。3.一种使粘性细颗粒均匀流态化的方法，其特征在于首先选择添加粒径为几十μm到几百μm、密度为几十到几百kg/m3的非纤维状颗粒，按添加颗粒与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆霖，李洪钟，
申请(专利权)人：中国科学院化工冶金研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]