一种用于使流体接触粒状固体的反应器，所述反应器包括：反应器壳，其包括其中流体和粒状固体接触在一起的反应区；粒状固体入口，其适于将粒状固体床输送到反应区中，其中粒状固体床的高度和／或宽度尺寸基本上小于床的长度；多个流体入口，用于将流体输送到反应区中，使得流体进入所述反应区的输送使粒状固体床至少部分流化；粒状固体出口，用于接收穿过反应区之后的粒状固体床；和流体出口，用于在流体通过反应区之后接收流体和所有夹带的颗粒。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使流体接触粒状固体的反应器，具体涉及一种其中 粒状固体至少部分流化的反应器。
技术介绍
术语"流化床"用于描述具有反应区的反应器，在该反应区中，流 体穿过粒状颗粒的床，从而使粒状颗粒在一定程度上运动。固体运动的程度导致不同类型的流化床反应器，包括 初始流化床(固体滚动，但是很少垂直或横向运动) 鼓泡或部分流化或腾涌流化床 完全流化床流化床通常用于在流体处理流和固体处理流之间传热或传质。对于 这类应用，流化床非常有效，但是它们通常是昂贵的可选方式，其原因 是所涉及的设备成本高，例如需要大型风扇、床下管道复杂和设计复杂。流化床用于各种应用，包括气体洗涤、固体干燥、热解、气化、煅 烧、催化反应、催化净化(catalysis cleaning)和/或固体的燃烧。其中 固体接触热气体的工艺(例如干燥)经常导致固体爆裂，即它们破裂并 碎成更小的颗粒。这种固体爆裂导致产生过量的微粒，该微粒不能使用 而成为废品。因此，本专利技术旨在提供一种使流体接触固体的反应器，该反应器比 典型的流化床反应器相对廉价，并且同时保持传热和/或传质速率。本 专利技术还旨在提供一种使流体接触固体的反应器，该反应器减少了与流体 接触的固体的任何爆裂。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了 一种用于使流体接触粒状固体的反 应器，所述反应器包括-反应器壳，包括其中流体和粒状固体一起接触的反应区；-粒状固体入口，适于将粒状固体床输送到反应区中，其中该粒状 固体床的高度和/或宽度尺寸基本上小于该床的长度；-多个流体入口 ，用于将流体输送到反应区中，使得流体进入反应 区的输送使粒状固体床至少部分流化；-粒状固体出口，用于接收穿过反应区之后的粒状固体床；和—流体出口 ，用于在流体穿过反应区之后接收流体和所有夹带的颗 粒。反应区可以包括由流体与粒状固体接触引起的化学和/或物理反应。优选地，该反应器用于使流体与粒状固体接触的连续过程，由此粒 状固体入口适于将连续的粒状固体床输送到反应区中。优选地，粒状固体床以相对于水平方向的一定倾斜角从粒状固体入 口朝粒状固体出口穿过反应区，由此重力辅助粒状固体床从固体入口向 固体出口运动。根据本专利技术的该优选方面，粒状固体入口位于比粒状固 体出口更高的位置处。优选地，从粒状固体出口到粒状固体出口的倾斜 角为3°~15°,更优选为5°~10°。优选地，多个入口将流体沿粒状固体床长度尺寸的位置处输送到反 应区中。优选地，用于将流体输送到反应区中的多个入口沿粒状固体床 的长度尺寸斜对置和/或不伸入或基本上不伸入粒状固体床中。在其它 优选形式中，多个入口与粒状固体床成一定角度布置，以促进粒状固体 床穿过反应区的运动。优选地，粒状固体床的高度尺寸基本上小于该床的长度。优选床的 长度基本上大于宽度。优选地，流体进入反应区中的输送使粒状固体床差异流化，其中粒 状固体床基本上不分离。优选地，当粒状固体床运动穿过反应区时，反应区包括高接触区和 低接触区，在高接触区中粒状固体接触流体并且粒状固体基本上流化，在低接触区中流体与粒状固体的接触大大减少且粒状固体基本不流化 或不流化。根据该方面，反应区内的高接触区的位置靠近所述多个流体 入口。可以布置本专利技术的反应器，使得流体和粒状固体以并流形式、逆流 形式或错流形式进行接触。优选地，反应器可以与一个或更多个另外的反应器一起布置，以形 成串联反应器。该串联反应器可以增加流体和粒状固体之间的传热和/ 或传质以适合于不同应用的特定需求。反应器可以使流体与粒状固体接触以用于各种目的，包括气体洗 涤、固体干燥、热解、气化、煅烧、催化反应、催化净化、冷却、传质 和/或燃烧。附图说明结合附图，从本专利技术的以下优选但非限制性实施方案的详细说明中会更好地理解本专利技术，在附图中图1示出了根据本专利技术一个方面的反应器的示意图2示出了根据本专利技术一个方面的串联反应器的示意图3示出了根据本专利技术另一方面的串联反应器的三种布置；图4是根据本专利技术一个方面的反应器的反应区内部的示意图；以及图5是描述根据本专利技术一个示例性实施方案的碎煤行为性能的图。具体实施例方式参照附图中详细示出的本专利技术实施方案，明显降低了常规流化床的复 杂性，从而降低了制造和运行反应器的固有成本。也降低了床的高度和/ 或宽度从而降低所需的风扇成本，使用重力来帮助粒状固体运动穿过反应 区，并且将用于流体流的任意管路移到床的外部。而且，本专利技术的流化 床反应器可以容许比常规流化床更大的上限尺寸和更宽的尺寸分布，同 时碎屑从系统中自动分选出去。这明显降低了准备进料的成本。此外，在本专利技术中，通过在流体和粒状固体之间设置高接触区和低接触区，减 少了颗粒的爆裂。参照图1，其显示了包括多个沿斜对置的流体入口 (或风口 ) 15的单 个模块化反应器10，通过该流体入口吹iH/泵送足量的流体以使粒状固体 部分或差异流化，从而作为床来运动穿过反应器10主体部分中的反应区。 流体入口 15将流体引入粒状固体床中，但AA口管自身不i^床体。因此， 床中通常没有将流体输送到床上的喷射管。在该实施方案中，当干燥磨料 或^*料反应时，该特征提供了显著的优点。然而，本专利技术还包括一种布 置，其中当床材料不是特别有磨蚀作用时，从流体入口引入的喷射管可以 ^床中一小彭巨离，例如长度为喷射管(或流体入口 )直径1 3倍，以 改善床的混合(如果需要的话)。此外，在该实施方案中，流体入口 15以一定角度引入床以促进床运动 穿it^应区。在该布置中，流体和粒状固体以错流的方式接触。用于粒状固体的入口 25位于比出口 30高的位置处，由此^Jl运动穿 过反应区的角度相对于水平方向倾斜。在该布置中，重力也帮助粒状固体 床滑动穿过反应器10的反应区。因为床的高度比床的长度和宽度小，所以床运动穿it反应器10的M 区被称为水平流化。因此，与常规流化床反应器相比，存在跨床的低的压 降，由此需要的风扇容量减少，从而降^Jl应器10的资金和运行成本。床 的长度比宽度要长得多。这还有减小本专利技术支承结构的效果，尽管所占面 积(footprint)可能比目前已知的技术要大。因为在整个所述床上的流化程度不均匀，所以该床被称为差异流化床。 这样，固体也不像常规流化床反应器那样分离。从床侧面i^床的入口 15的布置可以与竖槽(verticalspout) —起使 用，以增加所需的床宽度或容纳锅炉或灰堆。除了流体入口以外，本专利技术的《k应器还可以包括在粒状固体和位于管 内的其它流体之间的非接触热交换或其它非接触热交换布置。典型地，管 被垂直地引导穿过床，并且可包括诸如流(stream)的加热流体从而为反 应区提供其它加热源。或者，如果需要冷却，则可以使用诸如水的冷却流 体来减少反应区中的热。现在参照图2，其示出了根据本专利技术另一实施方案的6个反应器50系列。本专利技术反应器的模块化性质是指，如果对具体应用而言需要额外的传热，则不会有按比例放大的风险。例如，如果单个模块具有0.8MW的传 热，则5个模块具有4.0MW的传热。现在参照图3，其显示了三个反应器串联的三种结构。在第一结构100 中，固体通过位于明显高于粒状固体出口 120的点处的粒状固体入口 110 引入。这提供了帮助颗粒固体^:动穿过串^i^应器100的重力。而且， 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于使流体接触粒状固体的反应器，所述反应器包括： －反应器壳，包括其中所述流体和所述粒状固体一起接触的反应区； －粒状固体入口，适于将所述粒状固体床输送到所述反应区中，其中所述粒状固体床的高度和／或宽度尺寸基本上小于所述床的 长度； －多个流体入口，用于将所述流体输送到所述反应区中，使得所述流体进入所述反应区的输送使所述粒状固体床至少部分流化； －粒状固体出口，用于接收穿过所述反应区之后的所述粒状固体床；和 －流体出口，用于在所述流体穿过所述反 应区之后接收所述流体和所有夹带的颗粒。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫科克，
申请(专利权)人：考奇碳与燃烧私人有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]
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