[發(fā)明專利]一種用于環(huán)形流化床反應器內(nèi)的循環(huán)增速管

有效

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• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102641695A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 王霄;司慧;任學勇;常建民
• 申請（專利權）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;李愛英

技術領域

本發(fā)明涉及一種增速管，具體涉及一種用于環(huán)形流化床反應器內(nèi)的循環(huán)增速管，屬于流化床反應器技術領域。

背景技術

流化床反應器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態(tài)，并進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器，在用于氣固系統(tǒng)時，又稱沸騰床反應器。流化床技術由于其所特有的優(yōu)點，如高效的傳熱傳質(zhì)、均勻的溫度場、顆粒的大處理量、很寬的操作范圍等，使其在許多工業(yè)領域中都得到廣泛的應用，并且仍有非常好的工業(yè)前景。但流化床仍然存在著很多弊端：1)由于固體顆粒和氣泡在連續(xù)流動過程中的劇烈循環(huán)和攪動，無論氣相或固相都存在著較廣的停留時間分布，導致不適當?shù)漠a(chǎn)品分布，陣低了目標產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率；2)反應物以氣泡形式通過床層，減少了氣一固相之間的接觸機會，降低了反應轉(zhuǎn)化率；3)當用到固體催化劑時，床料顆粒在流動過程中的劇烈撞擊和摩擦，使得催化劑加速粉化，再加上床層頂部氣泡的爆裂和高速運動、大量細粒催化劑的帶出，造成明顯的催化劑流失；4)床層內(nèi)的復雜流體力學、傳遞現(xiàn)象，使過程處于非定常條件下，難以揭示并歸納出統(tǒng)一的規(guī)律，也難以突破經(jīng)驗放大和經(jīng)驗操作的瓶頸。

目前已在流化床工作原理基礎之上，開發(fā)出了幾種不同類型的反應設備。其中，循環(huán)流行化床鍋爐技術是近十幾年來迅速發(fā)展的一項高效低污染清潔燃燒枝術。工作時，物料受到流化載氣的作用呈現(xiàn)流態(tài)化狀態(tài)。大顆粒通過自身重力沿著爐膛內(nèi)壁落入爐膛下部，如此循環(huán)，稱為內(nèi)循環(huán)。細小的顆粒被煙氣揚吸、夾帶入旋風分離器中通過離心力、重力落入返料器中通過返料風、松動風送入爐膛。構成了外循環(huán)。細灰被引風機吸入除塵器，除塵完成后進入煙道。但循環(huán)流化床的這種結構使得鍋爐器件的磨耗較嚴重，而且需要投入額外的動力源，因此它的經(jīng)濟性不高。

西班牙大學開發(fā)過噴動床裂解器，工作時，裂解蒸汽可立即離開反應器，而固體原料卻可在反應器內(nèi)循環(huán)，直到裂解完全利字變小后才隨氣體帶出，從而可解決原料粒子和產(chǎn)物蒸汽對停留時間要求的矛盾。這種裝置的另一優(yōu)點是，生物質(zhì)的裂解和裂解油的精煉可在一起完成。由于噴動反應器內(nèi)?？杉右欢芏鹊亩栊灶w粒以促進傳熱和傳質(zhì)，如果把有催化裂解作用的催化劑取代惰性顆粒，則可提高裂解油的質(zhì)量。雖然噴動床可在一定程度上解決流化床的問題，但目前為止，它只適用于小型的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于環(huán)形流化床反應器內(nèi)的循環(huán)增速管，能夠通過促進反應器內(nèi)部流體循環(huán)的方式提高反應器的傳熱效率。

一種用于環(huán)形流化床反應器內(nèi)的循環(huán)增速管，所述的流化床反應器包括反應器外殼和燃燒室，反應器外殼和燃燒室均為筒體，燃燒室豎直安裝在反應器外殼內(nèi)且兩者之間形成環(huán)形反應區(qū)，其特征在于，循環(huán)增速管包括90°彎管、升管、異徑接頭、三通管、直通管接頭、接管、第一螺母、錐形管、O型圈、墊片及第二螺母，外圍設備為風機；其中直通管接頭的中心開有通孔，通孔的下端加工有沉臺，且中部圓周面上加工有卡槽，下端圓周面上加工有上螺紋段和下螺紋段，錐形管底部有與直通管接頭下端沉臺對應的定位臺；

連接關系為：三通管主管的上端豎直依次連接有異徑接頭、升管及90°彎管，異徑接頭的小端與三通管連通且90°彎管的敞口為循環(huán)增速管的排氣口，三通管主管的下端豎直依次連接有直通管接頭和接管，直通管接頭和接管之間通過第一螺母固連，第一螺母與直通管接頭的下螺紋段配合，直通管接頭內(nèi)部安裝錐形管，錐形管的下端卡在直通管接頭中心通孔下端的沉臺內(nèi)，且其頂端高于三通管側(cè)部支管的軸線，錐形管的下端面與接管的上端面之間設置有O型圈，接管的下端為噴動口，直通管接頭圓周面的卡槽內(nèi)安裝墊片且上螺紋段上安裝第二螺母，三通管側(cè)部的支管為循環(huán)增速管的進氣口；

循環(huán)增速管豎直安裝在燃燒室內(nèi)部，循環(huán)增速管的90°彎管和三通管側(cè)部支管穿過燃燒室的圓周面并與環(huán)形反應區(qū)連通，循環(huán)增速管的下端穿過燃燒室的底面并通過第二螺母固定，接管的下端與風機連通。

所述的錐形管內(nèi)部空腔分為上下兩段，上段空腔為圓柱形，下段空腔為錐形，且下段錐形的錐角為20～40°。

有益效果：(1)本發(fā)明在循環(huán)增速管內(nèi)增加錐形管，使得循環(huán)增速管的進氣口壓力小于反應區(qū)的壓力，能夠加快流體的循環(huán)并減少固體顆粒和氣泡在連續(xù)流動過程中的停留時間，使產(chǎn)物分布均勻，提高目標產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率；(2)本發(fā)明在三通管和升管之間增加異徑接頭，增大流體上升的截面，加快流體的循環(huán)；(3)本發(fā)明可根據(jù)反應器的容量以及實際需求增加或減少循環(huán)增速管的數(shù)量，使反應器的工作狀態(tài)可調(diào)化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明循環(huán)增速管的結構圖。