一种气体旋转脉动分布的气固相反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种具有气体旋转脉动分布功能的气固相反应装置，属于冶金设备技术领域。其包括一个下部接在旋转电机上的侧路进气的管式气体分布器和一个固定的气体分布板，气源为脉冲气源。在旋转的管式气体分布器和固定气体分布板之间为缠绕的电阻丝加热热源，使反应气体加热到达反应设定温度。在固定气体分布板的上部放置需要反应的固体粉末原料和所需要的惰性反应填料如氧化铝和氧化锆球等。本装置适用于气固两相反应，气体的脉动输入和管式气体分布器的旋转气体分布有效的改善气体在固相反应物和惰性填料之间的流动分布方式，以达到增加气固两相接触界面，有效抑制沟流等有害现象的发生，达到提高反应速率，降低气体消耗量的作用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气固相反应器，其特点是气体分布器是旋转运动的，且气流为可控的脉动气流，这种设计可以达到气相在固相物料中动态均勻接触，属于冶金设备

技术介绍
气固相反应是材料和化工过程经常应用的反应。目前的反应器设计，一种为固定床。固相物料不运动，气体穿过固相反应物料。这种反应器，相对气体消耗较小。但是由于固相物料分布的不均勻，可能会出现沟流等现象。气体从料层阻力最小处通过，造成固相原料反应的不均勻性。另一种设计是让固相反应原料运动起来，如流态化床或气流腾动设计。 可以充分让固相和反应气相接触，反应的动力学条件优异，但是气体除作为吹动固相粉料的动力，还要参与反应的消耗，因此消耗很大，很多气体回收困难，造成物质和能量消耗严重，效率低。本技术针对上述两种反应器设计的优点与缺点，利用气体的旋转脉动分布有效的达到气相在固相物料中动态均勻接触，而又不用消耗大量气体的效果。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述已有的气固相反应器的问题，在气固两相的反应中，通过脉动的气流和管式气体分布器的旋转布气，使气体在固相粉体材料中的分布动态改变，由于脉动冲击和出气位置的时时不同，反应器中的粉体分布也时时改变，不易形成气体的沟流，提高反应气体的利用效率。另外内置的电阻丝加热保证进入反应器内的气体与反应器内温度相同，防止常温状态下的气体进入反应器时，反应器内温度下降，而气体进入的动态密封处于常温状态，经加热后进入反应区段，易于实施。本技术采用如下技术方案一种具有气体旋转脉动分布功能的气固相反应装置，包括装置底部的动态密封进气和旋转传动部分，中部的气体加热和分布部分，顶部的排气部分。其中气固相反应装置底部的支撑板1通过紧固法兰3与反应外壁8固定连接，其中紧固法兰3和支撑板1通过带0型密封橡胶环的紧固法兰用螺钉固定连接21固定。支撑板1 的一侧开有与气源相连接的气体进口 2，气体进口 2连接的气体通道延伸至至支撑板1中央设置的环状布气腔室27。外接的驱动装置25通过皮带连接旋转轮M，旋转轮M连接旋转轴23，将旋转运动传递给旋转轴23。旋转轴23连接分布支架4。分布支架4为中空转轴， 其恰好穿过的环状布气腔室27，且在环状布气腔室27内的部分设置有与环状布气腔室27 相通的气体导入孔26。分布支架4的上部通过固定连接14连接有管式气体分布器15，分布支架4的中空部分与管式气体分布器15的内部相通。管式气体分布器15的下部为密实的金属半圆管，管式气体分布器(15)的上部为多空烧结板5，其两端为密实金属封闭堵头， 上述围成管式气体通道。多空烧结板5的上部布置有电加热丝6，电加热丝5的上部沿着反应装置的内壁设置有环状的气体分布板支撑架13，将旋转分布加热后的气体再次分布的气体分布板7置于气体分布板支撑架13上，气体分布板7上放置有使其固定和边缘密封的环形的压圈12。 气体分布板7上方是由反应外壁围城的盛放填料球11和反应物料10并使其混合的空间。 上述空间的顶部设有气体出口 9。以上述的环状布气腔室27与分布支架4中气体导入孔沈为中心，在支撑板1的两侧依次对称安装密封支撑圈19，密封填料18，填料压圈17和密封连接16，上下完全对称安装，以达到气路动态连接的密封效果。从侧路气体进口 2的进气经环状布气腔室27进入分布支架4中的气体导入孔沈， 流经分布支架4后从管式气体分布器15的上部多空烧结板5流出，加上旋转驱动装置25 的驱动，旋转扭矩经旋转轮04)带动转动轴23，连接分布支架4也传递到管式气体分布器 15，得到气体的旋转分布；上述分布的气体向上运动经过电加热丝6进行加热。经预热和分布后的反应气体穿过气体分布板7达到混合反应物料10和填料球11，反应的尾气经反应装置顶部的气体出口 9排出。所述的驱动装置25为旋转电机。与气体进口 2相连的气源为脉动气源。其用于反应的气相是氢气，一氧化碳，甲烷，及其上述三种气体组成的混合的还原性气体，或氧气，空气，二氧化碳，以及上述三种气体组成的混合的氧化性气体。所属的反应物料10和填料球11是指在固定气体分布板的上部放置需要反应的固体粉末原料和所需要的惰性反应填料如氧化铝和氧化锆球等。其与起源通入的气体进行反应，本装置适用于气固两相反应。本技术可以取得如下有益效果首先是克服传统固定床反应器气固相反应， 气体可能的沟流和因此造成的反应不均，其次克服了流化床反应器的反应气体腾动造成的气体大量消耗。通过脉动气体的旋转分布造成了气流在固相反应和填料之中的随机变化分布，即解决了沟流问题也节省了气体。能达到节能降耗的作用，可广泛应用于气固相反应的还原或氧化等领域。附图说明图1为气体旋转脉动分布的气固相反应装置的剖面结构图。图中1、支撑板，2、气体进口，3、紧固法兰，4、分布支架，5、多空烧结板，6、电加热丝，7、气体分布板，8、反应器外壁，9、气体出口，10、反应物料，11、填料球，12、气体分布板上压圈，13、气体分布板支撑架，14、固定连接，15、管式气体分布器，16、密封连接，17、填料压圈，18、密封填料，19、密封支撑圈，20、排污管，21、紧固法兰固定连接，22、排污阀，23、转动轴，24、旋转轮，25、驱动装置，26、空心转轴中气体导入孔，27、环状布气腔室。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对于本技术作进一步说明。实施例1首先将本装置按照附图1组装。其底部的动态密封进气和旋转传动部分包括外接的驱动装置25，即旋转电机，通过皮带连接旋转轮M，将旋转运动传递给连接旋转轮M的旋转轴23。并通过分布支架4的旋转传递给通过固定连接14固定的管式气体分布器15。 通过上述步骤达到旋转动量的传递过程。而另一重要的密封功能是通过的底部支撑板1是通过紧固法兰3与反应外壁8固定连接的，其中紧固法兰3和支撑板1通过紧固法兰固定连接21固定。动态进气功能是通过侧路气体进口 2进气，通过与气体进口 2连接的环状布气腔室27与空心转轴中气体导入孔沈相接。由于环状布气腔室27与空心转轴中气体导入孔沈的气路相通，是动态连接，因此需要动态的气路密封。具体的措施是以环状布气腔室27与空心转轴中气体导入孔沈为中心，上下依次对称安装密封支撑圈19，密封填料18， 填料压圈17和密封连接16上下完全对称。达到气路动态连接的密封效果。另外，为了方便反应器内部的清洁，在底部支撑板1上安装了排污管20和排污阀22，旋开排污阀22，污物可以通过排污管20排出。其中部的气体加热和分布部分，包括与底部动态密封进气和旋转传动部分的转动轴23相接的分布支架4。由于分布支架4为空心结构，其空腔与空心转轴中气体导入孔26相接，因此分布支架承担了旋转扭矩的传输和气体传输两个功效。分布支架4上部通过固定连接14与管式气体分布器15相接。管式气体分布器15包括两部分， 下部为密实的金属半圆管，上部为多空烧结板5，而管式气体分布器15的两端为密实金属封闭堵头。从侧路气体进口 2的进气经环状布气腔室27与空心转轴中气体导入孔沈，流经分布支架4后从管式气体分布器15的上部多空烧结板5流出，加上旋转驱动装置25的驱动，旋转扭矩经旋转轮M带动转动轴23，连接分布支架4也传递到管式气体分布器15，因此得到气体的旋转分布。另，若采本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有气体旋转脉动分布功能的气固相反应装置，包括装置底部的动态密封进气和旋转传动部分，中部的气体加热和分布部分，顶部的排气部分；其特征在于：气固相反应装置底部的支撑板（１）通过紧固法兰（３）与反应外壁（８）固定连接，其中紧固法兰（３）和支撑板（１）通过带Ｏ型密封橡胶环的紧固法兰用螺钉固定连接（２１）固定；支撑板（１）的一侧开有与气源相连接的气体进口（２），气体进口（２）连接的气体通道延伸至至支撑板（１）中央设置的环状布气腔室（２７）；外接的驱动装置（２５）通过皮带连接旋转轮（２４），旋转轮（２４）连接旋转轴（２３），将旋转运动传递给旋转轴（２３）；旋转轴（２３）连接分布支架（４）；分布支架（４）为中空转轴，其恰好穿过的环状布气腔室（２７），且在环状布气腔室（２７）内的部分设置有与环状布气腔室（２７）相通的气体导入孔（２６）；分布支架（４）的上部通过固定连接（１４）连接有管式气体分布器（１５），分布支架（４）的中空部分与管式气体分布器（１５）的内部相通；管式气体分布器（１５）的下部为密实的金属半圆管，管式气体分布器（１５）的上部为多空烧结板（５），其两端为密实金属封闭堵头，上述围成管式气体通道；多空烧结板（５）的上部布置有电加热丝（６），电加热丝（５）的上部沿着反应装置的内壁设置有环状的气体分布板支撑架（１３），将旋转分布加热后的气体再次分布的气体分布板（７）置于气体分布板支撑架（１３）上，气体分布板（７）上放置有使其固定和边缘密封的环形的压圈（１２）；气体分布板（７）上方是由反应外壁围城的盛放填料球（１１）和反应物料（１０）并使其混合的空间；上述空间的顶部设有气体出口（９）；以上述的环状布气腔室（２７）与分布支架（４）中气体导入孔（２６）为中心，在支撑板（１）的两侧依次对称安装密封支撑圈（１９），密封填料（１８），填料压圈（１７）和密封连接（１６），上下完全对称安装，以达到气路动态连接的密封效果；从侧路气体进口（２）的进气经环状布气腔室（２７）进入分布支架（４）中的气体导入孔（２６），流经分布支架（４）后从管式气体分布器（１５）的上部多空烧结板（５）流出，加上旋转驱动装置（２５）的驱动，旋转扭矩经旋转轮（２４）带动转动轴（２３），连接分布支架（４）也传递到管式气体分布器（１５），得到气体的旋转分布；上述分布的气体向上运动经过电加热丝（６）进行加热；经预热和分布后的反应气体穿过气体分布板（７）达到混合反应物料（１０）和填料球（１１），反应的尾气经反应装置顶部的气体出口（９）排出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李钒，夏定国，梁向峰，刘会洲，
申请(专利权)人：北京工业大学，中国科学院过程工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：11