[發明專利]一種顆粒混合物的環形流化床分離器及其參與的氣固反應器系統有效
| 申請號： | 201610811666.4 | 申請日： | 2016-09-08 |
| 公開（公告）號： | CN106269508B | 公開（公告）日： | 2018-05-29 |
| 發明（設計）人： | 李振山;蔡寧生;成茂 | 申請（專利權）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | B07B7/01 | 分類號： | B07B7/01;B07B9/02;B07B11/02 |
| 代理公司： | 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246 | 代理人： | 陳波 |
| 地址： | 100084 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 環形流化床 分離器 顆粒混合物 提升管 環形區域 收集罐 重顆粒 循環流化床反應器 快速流態化 氣固反應器 旋風分離器 圓柱形區域 氣流出口 穩定運行 布風板 高效率 進風口 進料口 輕顆粒 上端 耦合 伸入 出口 | ||
1.一種顆粒混合物的環形流化床分離器，其特征在于，中心提升管(1)的上端伸入環形流化床(2)內部一定高度，使環形流化床(2)分為下部的環形區域(101)和上部的圓柱形區域(102)；在中心提升管(1)和環形流化床(2)的底部分別設有中心提升管進風口(11)和環形流化床進風口(13)，并在中心提升管(1)和環形流化床(2)內部，位于各自的進風口上方分別設有中心提升管布風板(12)和環形流化床布風板(14)；
在中心提升管(1)底部，位于中心提升管布風板(12)上方一定高度設有進料口(5)，供料罐(6)依次經過截止閥(7)和球形閥(8)連接至進料口(5)；
在環形流化床(2)的環形區域(101)底部，位于環形流化床布風板(14)上方一定高度設有重顆粒出口(3)，所述重顆粒出口(3)與重顆粒收集罐(4)連接；
環形流化床(2)的頂部為氣流出口，連接至旋風分離器(9)，所述旋風分離器(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(15)提供氣量，并通過氣體流量計(19)對氣速進行控制。
2.根據權利要求1所述一種顆粒混合物的環形流化床分離器，其特征在于，所述中心提升管(1)的上端伸入環形流化床(2)內部的方式為：依次經過環形流化床(2)的底面及環形流化床布風板(14)進入；或經過環形流化床布風板(14)上方的環形流化床(2)側壁進入。
3.根據權利要求1所述一種顆粒混合物的環形流化床分離器，其特征在于，空氣壓縮機(15)提供的壓縮空氣依次經過壓縮空氣儲罐(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氣體流量計(19)連接至中心提升管進風口(11)和環形流化床進風口(13)。
4.權利要求1-3任一權利要求所述一種顆粒混合物的環形流化床分離器分離顆粒混合物方法，其特征在于，
(1)顆粒混合物由進料口(5)進入中心提升管(1)，形成快速流化床，顆粒混合物經過快速流態化，進行一次分散；
(2)顆粒群隨氣流上升進入到環形流化床(2)，進行二次分散：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，進入圓柱形區域(102)；一部分顆粒被氣體攜帶或通過慣性作用上升，在圓柱形區域(102)中形成稀相區，在稀相區中，重顆粒和輕顆粒通過重力與氣固曳力的作用進行分離，重顆粒依靠自身的重力落入環形區域(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，進入環形區域(101)；在環形區域(101)內，靠近兩壁面的區域，重顆粒濃度較大，顆粒群向下流動至環形區域(101)的底部；兩壁面之間的中心區域，輕顆粒濃度較大，該中心區域中的重顆粒和輕顆粒通過重力與氣固曳力的作用進行分離，輕顆粒隨氣流上升，重顆粒由于自身重力下降至環形區域(101)的底部；在環形區域(101)的底部，顆粒團有一定的停留時間，并在該底部區域經歷破碎過程，輕顆粒在該過程中與重顆粒分離，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形流化床(2)頂部的氣流出口，進入旋風分離器(9)，使輕顆粒與氣體分離，并被輕顆粒收集罐(10)收集。
5.根據權利要求4所述一種方法，其特征在于，中心提升管(1)的氣速u
環形區域(101)的氣速u
圓柱形區域(102)的氣速u
其中u
6.權利要求1-3任一權利要求所述一種顆粒混合物的環形流化床分離器在有輕重兩種顆粒參與的氣固反應器系統中的應用。
7.一種基于權利要求1所述的顆粒混合物的環形流化床分離器的有輕重兩種顆粒參與的氣固反應器系統，其特征在于，
中心提升管(1)的上端垂直伸入環形流化床(2)內部一定高度，使環形流化床(2)分為下部的環形區域(101)和上部的圓柱形區域(102)；中心提升管(1)的下端與緩沖罐(21)連接，緩沖罐(21)的進料口通過連接管與反應器(20)的固相出口連通；環形流化床(2)頂部的氣流出口與反應器(20)的頂部連通，反應器(20)上端側壁氣流出口與第一個旋風分離器(9)連接，該旋風分離器(9)的顆粒出口通過U型返料閥(23)連通至反應器(20)側壁的輕顆粒返料口；
在環形流化床(2)的環形區域(101)底部，位于環形流化床布風板(14)上方設有重顆粒出口(3)，重顆粒出口(3)通過U型返料閥(23)與再生器(22)的進料口連通；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旋風分離器(9)連接，該旋風分離器(9)的顆粒出口通過U型返料閥(23)連通至反應器(20)側壁的重顆粒返料口；
在反應器(20)、再生器(22)、緩沖罐(21)、中心提升管(1)、環形流化床(2)以及各U型返料閥(23)的底部分別設有進風口，并在反應器(20)、再生器(22)、緩沖罐(21)、環形流化床(2)以及各U型返料閥(23)的內部，位于各自的進風口上方分別設有布風板。
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