[發(fā)明專(zhuān)利]一種大型流化床反應(yīng)器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210430728.9
• 申請(qǐng)日: 2012-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103785334A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寶華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北化大科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J8/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J8/24
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化工領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)備，特別是一種流化床反應(yīng)器。

背景技術(shù)

流化床反應(yīng)器是化工、冶金、石油煉制、能源、輕工、醫(yī)藥、生物制品和環(huán)境保護(hù)等眾多工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)中的一類(lèi)重要的反應(yīng)裝置。其基本特征是利用氣體或液體通過(guò)顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并進(jìn)行氣固相反應(yīng)或液固相反應(yīng)。流化床反應(yīng)器具有傳質(zhì)傳熱效率高、床層溫度均勻、操作穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效果好、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。流化床的開(kāi)發(fā)與放大，國(guó)內(nèi)外都有成功的經(jīng)驗(yàn)，但目前存在著如下問(wèn)題。

1、目前設(shè)計(jì)的流化床反應(yīng)器很多都包含有擴(kuò)大段，以使進(jìn)入自由空域的粗顆粒及時(shí)回床，減少催化劑帶出量，降低除塵器除塵負(fù)荷與顆粒對(duì)后續(xù)管路和設(shè)備的磨損，同時(shí)便于內(nèi)構(gòu)件的安裝與設(shè)置，同時(shí)在擴(kuò)大段內(nèi)增設(shè)旋風(fēng)分離器可以更好的分離氣體中夾帶的粉塵，但是如果顆粒直接回到反應(yīng)器上部，由于粒子在器內(nèi)的停留時(shí)間不一致，造成嚴(yán)重的返混，嚴(yán)重的影響過(guò)程的效率。

2、對(duì)于旋風(fēng)分離器，灰斗與料腿應(yīng)在鎖氣條件下通暢排料，一定要防止外界氣體進(jìn)入灰斗內(nèi)，灰斗底部的擋板一般處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)顆粒粉塵積累到一定高度，才通過(guò)人為的手段打開(kāi)放料，這樣不利于顆粒粉塵的回床，當(dāng)灰斗內(nèi)的粉塵積累太多，生產(chǎn)就不能連續(xù)進(jìn)行。

3、旋風(fēng)分離器設(shè)置在流化床反應(yīng)器內(nèi)部，如果旋風(fēng)分離器出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，將很難進(jìn)行清掃。

4、流化床反應(yīng)器對(duì)反應(yīng)段的溫度控制要求很高。流化床反應(yīng)器內(nèi)部換熱均采用管式換熱器，主要包括換熱管串聯(lián)和并聯(lián)兩種結(jié)構(gòu)。串聯(lián)時(shí)，不同管程的管外表面溫度相差較大，使得換熱管和反應(yīng)器的換熱不均勻，會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)加劇和局部過(guò)熱，影響目的產(chǎn)物的收率；并聯(lián)時(shí)，換熱介質(zhì)沿單級(jí)管道流動(dòng)，必須采用側(cè)向出料，易導(dǎo)致氣體偏流，且無(wú)法設(shè)置頂部集氣緩沖區(qū)，較大粒徑的催化劑會(huì)隨氣體流出，對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率產(chǎn)生不利影響。

5、由于反應(yīng)段內(nèi)一般采用換熱器進(jìn)行換熱，當(dāng)反應(yīng)段內(nèi)溫度出現(xiàn)突然變化時(shí)，需要換熱器及時(shí)感應(yīng)到并采取一定的措施使反應(yīng)段內(nèi)盡快回到穩(wěn)態(tài)。如當(dāng)反應(yīng)段內(nèi)溫度突然升高時(shí)，換熱介質(zhì)在進(jìn)入換熱管時(shí)應(yīng)降低溫度，使得反應(yīng)段的溫度快速降下來(lái)。目前主要是通過(guò)調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)的流量來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)段的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種生產(chǎn)能力大、反應(yīng)效率高、溫度分布均勻、催化劑使用效率高、反應(yīng)靈敏的大型流化床反應(yīng)器。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種大型流化床反應(yīng)器，主要包括擴(kuò)大段1、反應(yīng)段2和下椎體3，其特征在于：擴(kuò)大段1內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器4；反應(yīng)段2的內(nèi)部設(shè)有U型換熱管5，換熱管5進(jìn)出口連接著閃蒸罐9，反應(yīng)段的外部設(shè)夾套換熱器6；下椎體3內(nèi)設(shè)置有預(yù)分配器8和多層氣體分布板7。

擴(kuò)大段1內(nèi)設(shè)置的旋風(fēng)分離器4的料腿直接伸到反應(yīng)段2的底部，旋風(fēng)分離器4的料腿擋板11由彈簧12和氣壓13共同控制；在料腿上段設(shè)置一個(gè)接管10，當(dāng)灰斗內(nèi)出現(xiàn)堵塞時(shí)，向內(nèi)鼓入氣體進(jìn)行吹掃。

反應(yīng)段2內(nèi)設(shè)置U型換熱管5，由換熱管5出口出來(lái)的高溫液體通過(guò)閃蒸罐9進(jìn)行閃蒸降溫，產(chǎn)生低溫液體循環(huán)回流進(jìn)入換熱管5，移除反應(yīng)器2內(nèi)的熱量。

在反應(yīng)段2和U型換熱管5之間設(shè)置自動(dòng)控制裝置，反應(yīng)段2內(nèi)的溫度變化被反饋到閃蒸罐9的壓力監(jiān)測(cè)表上，通過(guò)調(diào)節(jié)閃蒸罐9的真空度，進(jìn)而調(diào)節(jié)換熱器5入口的液體溫度，可以控制反應(yīng)段2的溫度。

本發(fā)明與已知的技術(shù)相比，可以評(píng)述如下：

1、在流化床反應(yīng)器的擴(kuò)大段內(nèi)增設(shè)旋風(fēng)分離器，本發(fā)明的創(chuàng)新之處是將旋風(fēng)分離器的料腿伸到反應(yīng)段的底部，這樣不僅可以更好的分離氣體中夾帶的小顆粒，還可以使沉降的顆粒直接和反應(yīng)段內(nèi)的顆粒充分混合接觸，提高催化劑和反應(yīng)物的利用率，從而提高整個(gè)反應(yīng)的效率。

2、本發(fā)明設(shè)計(jì)的料腿擋板，通過(guò)氣壓和彈簧來(lái)共同控制。當(dāng)料腿內(nèi)顆粒粉塵比較少時(shí)，擋板在傾斜力和彈簧彈力的共同作用下處于密封狀態(tài)；當(dāng)料腿內(nèi)積累了一定高度的顆粒粉塵時(shí)，從反應(yīng)器外，經(jīng)高壓氣體出口向擋板吹氣，氣體推動(dòng)力大于彈簧拉力與傾斜力的合力時(shí)，擋板打開(kāi)，顆粒粉塵從料腿內(nèi)流出進(jìn)入反應(yīng)段，當(dāng)顆粒粉塵下降到一定高度，停止吹氣，在彈簧和擋板傾斜力的共同作用下，擋板閉合。根據(jù)旋風(fēng)分離器分離的顆粒粉塵量和對(duì)料腿中顆粒高度的要求，確定開(kāi)閉擋板的時(shí)間間隔(例如，打開(kāi)多長(zhǎng)時(shí)間，關(guān)閉多長(zhǎng)時(shí)間)，這種自動(dòng)連續(xù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)旋風(fēng)分離器的連續(xù)性工作，延長(zhǎng)了設(shè)備的運(yùn)行周期。