一种气体与固体颗粒反应的方法技术

一种气体与固体颗粒反应的方法，方法包括将气体与固体颗粒接触，所述接触在一个反应设备中进行，所述反应设备包括一个反应釜，一个进料口和一个出气口，其中，在反应釜的内部还包括一个搅拌器，出气口上安装有一个气固分离器，气固分离器所含孔的孔直径和孔隙度保证气体能通过而固体颗粒不能通过，搅拌器的搅拌杆伸出反应釜外，搅拌杆与反应釜接触的地方密闭，使反应釜不与外界连通；将固体颗粒和气体或能生产气体的物质经进料口加入到反应釜中，在搅拌器的搅拌下，所述固体颗粒与所述气体或能生成气体的物质生成的气体接触。使用该方法进行气体与固体颗粒的反应，气体与固体颗粒接触反应更加均匀，避免了固体颗粒之间的聚结成致密块状物的现象，可以降低劳动强度，能减少环境污染，显著地降低了生产成本，易于进行大规模工业应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种流体与固体颗粒反应的方法，更具体地说是关于。
技术介绍
现有气体与固体颗粒反应的方法包括将气体与固体颗粒接触，所述接触在一个反应设备中进行，所述反应设备由一个反应管(或称作反应釜)和位于反应管两端的一个进气口和一个出气口组成，所述固体颗粒是一个固体颗粒物料固定体床层。进行气体与固体颗粒的反应时，在反应釜的中间位置装入一个固体颗粒物料固定体床层，两头用瓷环或石英材料等填充物填充，以保证固体颗粒填充充实，固定地存在于反应器的中段，并保证气体平稳地流过固体颗粒。与固体颗粒发生反应的气体或携带与固体颗粒发生反应的物质的气体在通过固体颗粒床层时，与固体颗粒发生反应。未反应的气体和反应生成的废气经出气口排出。现有气体与固体颗粒反应的方法具有明显的缺点。例如，采用现有气体与固体颗粒的反应方法，由于固体颗粒床层中的固体颗粒是静止的，不能移动，而固体颗粒传质及传热性质较差。在放热反应时，热量不易迅速扩散，造成在固定床层中产生较大的反应温度梯度，使固体颗粒与气体的反应不均匀，得到的固体产品性质不均匀。更严重的情况下，易产生局部过热，固体颗粒床层的温差高达200℃，使有些固体颗粒本身的结构遭到破坏。在吸热反应时，易产生局部骤冷，不能及时补充热量，这样就使部分固体颗粒与气体的反应不完全，也使得到的固体产品性质不均匀。在反应过程中，有些固体颗粒如颗粒直径为5微米以下的超细粉，由于静电作用和其本身的性质决定，易于聚结成致密的块状物。有的气体与固体颗粒反应生成的物质(如沸石与四氯化硅反应脱除的铝化合物)具有粘结剂的作用，也容易使固体颗粒聚结成致密的块状物。大量致密块状物的形成，一方面使形成的块状物粘结在反应釜的壁上，造成产品损失并需要清理器壁。另一方面，致密块状物的生成使气体与固体接触变的不均匀，得到的产品的性质也不均匀。再例如，采用现有气体与固体颗粒的反应方法，由于固体颗粒是一个静止的固定床层，两端必须有填充物填充，这样就造成了固体颗粒拆卸的不方便，还要对固体颗粒和填充物进行分离，不仅劳动强度大，而且固体颗粒的输送和从反应设备中卸出不易实现自动化。特别是，当固体颗粒是具有腐蚀性和刺激性气味的超细粉物料时，由于装卸不便，易污染环境，易损坏操作人员身体健康。也是由于固体颗粒是一个静止的固定床层，与固体颗粒发生反应的气体或携带与固体颗粒发生反应的物质的气体必须是流动的气体，这样与固体颗粒发生反应的气体、作为携带反应物质的携带气体和反应物质的消耗量很大，含有未反应的气体和反应产生的废气，或者含有作为携带反应物质的携带气体、未与固体发生反应的反应物质和反应后产生的废气物质的处理量很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种新的，气体与固体颗粒的反应能均匀进行，气体与固体颗粒的反应条件易于控制，固体颗粒不易聚结成块的气体与固体颗粒反应的方法。本专利技术提供的方法包括将气体与固体颗粒接触，所述接触在一个反应设备中进行，其中，所述反应设备包括一个反应釜1，一个进料口2和一个出气口3，其中，在反应釜1的内部还包括一个搅拌器4，出气口3上安装有一个气固分离器5，气固分离器5所含孔的孔直径和孔隙度保证气体能通过而固体颗粒不能通过，搅拌器4的搅拌杆伸出反应釜1外，搅拌杆与反应釜1接触的地方密闭，使反应釜1不与外界连通；将固体颗粒和气体或能生产气体的物质经进料口2加入到反应釜1中，在搅拌器4的搅拌下，所述固体颗粒与所述气体或能生成气体的物质生成的气体接触。。由于本专利技术提供的方法所述反应设备中包括一个搅拌，固体颗粒在搅拌下，均匀翻滚，不仅克服了使用固定床层传质、传热性能差，气体与固体颗粒的反应条件不易控制，反应温度不均匀，易造成局部过热或过冷的缺点，也使气体与固体颗粒接触反应更加均匀，因此，可以得到性质更均匀的固体颗粒产品。特别是，当固体颗粒为直径5微米以下的超细粉或纳米级颗粒时，采用本专利技术提供的方法，固体物料能很好的上下翻滚混合，避免了固体颗粒之间的聚结成致密块状物的现象。采用本专利技术提供的方法进行气体与固体颗粒的反应时，只有一种固体颗粒，不需要填充物，因此，省去了固体颗粒与填充物的分离，使固体颗粒的完全密闭输送和自动从反应釜卸出变得更加容易，可以降低劳动强度，减少环境污染及劳动人员与具有腐蚀性和刺激性气味的超细粉物料接触的机会，易于进行大规模工业应用。采用本专利技术提供的方法在进行气体与固体颗粒的反应时，可以在密闭条件下进行，一方面，在密闭条件下，可以充分利用气态物质易于扩散的特性及固体颗粒的吸附特性，使气体与固体均匀接触，并使气态物质扩散进入固体晶格中，进行充分的吸附脱附反应，提高产品质量。另一方面，可以根据固体颗粒的用量，定量加入与固体颗粒反应的气体或能形成与固体颗粒反应的气体的物质，并且，不需要使用携带气体，从而减少了反应气体物质的损耗及排放，降低了污染，显著地降低了生产成本。本专利技术提供的方法所述反应设备的出气口安装的气固分离器可以有效地将气体和固体分离，保证反应之后的废气能够排出，而即使是颗粒直径小于1微米，甚至于0.3微米的固体颗粒也不能从此管道排出，避免了固体颗粒的损失，降低了粉尘污染，使投入产出比提高。附图说明附图1-8是本专利技术提供的方法所述反应设备的示意图；附图9-10是本专利技术提供的方法所述反应设备中螺旋带式搅拌器示意图；附图11是本专利技术提供的方法所述反应设备的反应釜纵切示意图。具体实施例方式按照本专利技术提供的方法，优选情况下，反应生成的废气经出气口3和气固分离器5排出。本专利技术有许多具体的实施方式，下面是其中具有代表性的例子。实施方式1本专利技术第一个具体实施方式如图1所示。所述反应设备包括一个反应釜1， 一个进料口2和一个出气口3，在反应釜1的内部还有一个搅拌器4，其中，出气口3上安装有一个气固分离器5，气固分离器5所含孔的孔直径和孔隙度保证气体能通过而固体颗粒不能通过，搅拌器4的搅拌杆伸出反应釜1外，搅拌杆与反应釜1接触的地方密闭，使反应釜1不与外界连通。在进行气体与固体颗粒的反应时，从进料口2装入固体颗粒，开动搅拌器4，并加入与固体颗粒反应的气体或能生成与固体颗粒反应的气体的物质，将进料口2和出气口3密闭。加热或不加热反应釜1至反应温度，使所述能生成与固体颗粒反应的气体的物质气化，在搅拌下反应。反应完成后，关闭搅拌器4，停止搅拌，冷却或不冷却，打开出气口3，将废气排出，进行废气回收。气固分离器5使气体能排出，而固体不能排出。翻转反应釜1，打开进料口2，从进料口2卸出反应后的固体。实施方式2本专利技术第2个具体实施方案如图2所示。所述反应设备包括第一个具体实施方式所有构件，此外，还包括一个进气口6。所述进气口6可以位于反应釜1的任意位置，优选情况下，进料口2和出气口3位于反应釜1的上部，进气口6位于反应釜1的下部。进气口6用来加入与固体颗粒反应的气体或能气化的物质。有了进气口6，气体或能生成与固体颗粒反应的气体的物质自进气口6加入，进料口2专门用来加入固体颗粒，操作更加简便。在进行气体与固体颗粒的反应时，从进料口2装入固体颗粒，开动搅拌器4，将进料口2和出气口3密闭。从进气口6加入与固体颗粒反应的气体或能生成与固体颗粒反应的气体的物质，将进气口6密闭或维持进气口6处的压力不小于反应釜1中的压力，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体与固体颗粒反应的方法，该方法包括将气体与固体颗粒接触，所述接触在一个反应设备中进行，其特征在于，所述反应设备包括一个反应釜（１），一个进料口（２）和一个出气口（３），其中，在反应釜（１）的内部还包括一个搅拌器（４），出气口（３）上安装有一个气固分离器（５），气固分离器（５）所含孔的孔直径和孔隙度保证气体能通过而固体颗粒不能通过，搅拌器（４）的搅拌杆伸出反应釜（１）外，搅拌杆与反应釜（１）接触的地方密闭，使反应釜（１）不与外界连通；将固体颗粒和气体或能生产气体的物质经进料口（２）加入到反应釜（１）中，在搅拌器（４）的搅拌下，所述固体颗粒与所述气体或能生成气体的物质生成的气体接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜军，李峥，周灵萍，朱玉霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[]