[發(fā)明專利]一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器及其參與的氣固反應(yīng)器系統(tǒng)有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610811666.4 | 申請(qǐng)日： | 2016-09-08 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN106269508B | 公開（公告）日： | 2018-05-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李振山;蔡寧生;成茂 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B07B7/01 | 分類號(hào)： | B07B7/01;B07B9/02;B07B11/02 |
| 代理公司： | 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246 | 代理人： | 陳波 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 環(huán)形流化床 分離器 顆粒混合物 提升管 環(huán)形區(qū)域 收集罐 重顆粒 循環(huán)流化床反應(yīng)器 快速流態(tài)化 氣固反應(yīng)器 旋風(fēng)分離器 圓柱形區(qū)域 氣流出口 穩(wěn)定運(yùn)行 布風(fēng)板 高效率 進(jìn)風(fēng)口 進(jìn)料口 輕顆粒 上端 耦合 伸入 出口 | ||
1.一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器，其特征在于，中心提升管(1)的上端伸入環(huán)形流化床(2)內(nèi)部一定高度，使環(huán)形流化床(2)分為下部的環(huán)形區(qū)域(101)和上部的圓柱形區(qū)域(102)；在中心提升管(1)和環(huán)形流化床(2)的底部分別設(shè)有中心提升管進(jìn)風(fēng)口(11)和環(huán)形流化床進(jìn)風(fēng)口(13)，并在中心提升管(1)和環(huán)形流化床(2)內(nèi)部，位于各自的進(jìn)風(fēng)口上方分別設(shè)有中心提升管布風(fēng)板(12)和環(huán)形流化床布風(fēng)板(14)；
在中心提升管(1)底部，位于中心提升管布風(fēng)板(12)上方一定高度設(shè)有進(jìn)料口(5)，供料罐(6)依次經(jīng)過(guò)截止閥(7)和球形閥(8)連接至進(jìn)料口(5)；
在環(huán)形流化床(2)的環(huán)形區(qū)域(101)底部，位于環(huán)形流化床布風(fēng)板(14)上方一定高度設(shè)有重顆粒出口(3)，所述重顆粒出口(3)與重顆粒收集罐(4)連接；
環(huán)形流化床(2)的頂部為氣流出口，連接至旋風(fēng)分離器(9)，所述旋風(fēng)分離器(9)的顆粒出口連接至輕顆粒收集罐(10)；
該分離器由空氣壓縮機(jī)(15)提供氣量，并通過(guò)氣體流量計(jì)(19)對(duì)氣速進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器，其特征在于，所述中心提升管(1)的上端伸入環(huán)形流化床(2)內(nèi)部的方式為：依次經(jīng)過(guò)環(huán)形流化床(2)的底面及環(huán)形流化床布風(fēng)板(14)進(jìn)入；或經(jīng)過(guò)環(huán)形流化床布風(fēng)板(14)上方的環(huán)形流化床(2)側(cè)壁進(jìn)入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器，其特征在于，空氣壓縮機(jī)(15)提供的壓縮空氣依次經(jīng)過(guò)壓縮空氣儲(chǔ)罐(16)、空氣凈化器(17)和減壓閥(18)后分為兩路，該兩路壓縮空氣分別通過(guò)氣體流量計(jì)(19)連接至中心提升管進(jìn)風(fēng)口(11)和環(huán)形流化床進(jìn)風(fēng)口(13)。
4.權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器分離顆粒混合物方法，其特征在于，
(1)顆粒混合物由進(jìn)料口(5)進(jìn)入中心提升管(1)，形成快速流化床，顆粒混合物經(jīng)過(guò)快速流態(tài)化，進(jìn)行一次分散；
(2)顆粒群隨氣流上升進(jìn)入到環(huán)形流化床(2)，進(jìn)行二次分散：顆粒群由中心提升管(1)的上端出口噴出，形成類似于“噴泉”狀，進(jìn)入圓柱形區(qū)域(102)；一部分顆粒被氣體攜帶或通過(guò)慣性作用上升，在圓柱形區(qū)域(102)中形成稀相區(qū)，在稀相區(qū)中，重顆粒和輕顆粒通過(guò)重力與氣固曳力的作用進(jìn)行分離，重顆粒依靠自身的重力落入環(huán)形區(qū)域(101)，輕顆粒隨氣流上升；另外一部分顆粒則在重力或碰撞的作用下，進(jìn)入環(huán)形區(qū)域(101)；在環(huán)形區(qū)域(101)內(nèi)，靠近兩壁面的區(qū)域，重顆粒濃度較大，顆粒群向下流動(dòng)至環(huán)形區(qū)域(101)的底部；兩壁面之間的中心區(qū)域，輕顆粒濃度較大，該中心區(qū)域中的重顆粒和輕顆粒通過(guò)重力與氣固曳力的作用進(jìn)行分離，輕顆粒隨氣流上升，重顆粒由于自身重力下降至環(huán)形區(qū)域(101)的底部；在環(huán)形區(qū)域(101)的底部，顆粒團(tuán)有一定的停留時(shí)間，并在該底部區(qū)域經(jīng)歷破碎過(guò)程，輕顆粒在該過(guò)程中與重顆粒分離，重顆粒由重顆粒出口(3)出料，由重顆粒收集罐(4)收集，輕顆粒則隨氣流上升；
輕顆粒被氣流攜帶上升至環(huán)形流化床(2)頂部的氣流出口，進(jìn)入旋風(fēng)分離器(9)，使輕顆粒與氣體分離，并被輕顆粒收集罐(10)收集。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種方法，其特征在于，中心提升管(1)的氣速u
環(huán)形區(qū)域(101)的氣速u
圓柱形區(qū)域(102)的氣速u
其中u
6.權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器在有輕重兩種顆粒參與的氣固反應(yīng)器系統(tǒng)中的應(yīng)用。
7.一種基于權(quán)利要求1所述的顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器的有輕重兩種顆粒參與的氣固反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于，
中心提升管(1)的上端垂直伸入環(huán)形流化床(2)內(nèi)部一定高度，使環(huán)形流化床(2)分為下部的環(huán)形區(qū)域(101)和上部的圓柱形區(qū)域(102)；中心提升管(1)的下端與緩沖罐(21)連接，緩沖罐(21)的進(jìn)料口通過(guò)連接管與反應(yīng)器(20)的固相出口連通；環(huán)形流化床(2)頂部的氣流出口與反應(yīng)器(20)的頂部連通，反應(yīng)器(20)上端側(cè)壁氣流出口與第一個(gè)旋風(fēng)分離器(9)連接，該旋風(fēng)分離器(9)的顆粒出口通過(guò)U型返料閥(23)連通至反應(yīng)器(20)側(cè)壁的輕顆粒返料口；
在環(huán)形流化床(2)的環(huán)形區(qū)域(101)底部，位于環(huán)形流化床布風(fēng)板(14)上方設(shè)有重顆粒出口(3)，重顆粒出口(3)通過(guò)U型返料閥(23)與再生器(22)的進(jìn)料口連通；再生器(22)頂部出口與提升管(26)連接，提升管(26)的頂部出口與第二個(gè)旋風(fēng)分離器(9)連接，該旋風(fēng)分離器(9)的顆粒出口通過(guò)U型返料閥(23)連通至反應(yīng)器(20)側(cè)壁的重顆粒返料口；
在反應(yīng)器(20)、再生器(22)、緩沖罐(21)、中心提升管(1)、環(huán)形流化床(2)以及各U型返料閥(23)的底部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，并在反應(yīng)器(20)、再生器(22)、緩沖罐(21)、環(huán)形流化床(2)以及各U型返料閥(23)的內(nèi)部，位于各自的進(jìn)風(fēng)口上方分別設(shè)有布風(fēng)板。
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