[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?zhí)枺?/td>: 201610811666.4
• 申請日: 2016-09-08
• 公開（公告）號: 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（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 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(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發(fā)明涉及一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器。中心提升管的上端伸入環(huán)形流化床內(nèi)部一定高度，使環(huán)形流化床分為下部的環(huán)形區(qū)域和上部的圓柱形區(qū)域；在中心提升管和環(huán)形流化床的底部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和布風(fēng)板；在中心提升管底部設(shè)有進(jìn)料口，在環(huán)形流化床的環(huán)形區(qū)域底部設(shè)有重顆粒出口與重顆粒收集罐連接，環(huán)形流化床頂部的氣流出口經(jīng)旋風(fēng)分離器連接至輕顆粒收集罐。顆?；旌衔镌谥行奶嵘軆?nèi)經(jīng)過快速流態(tài)化，進(jìn)行一次分散；然后隨氣流上升進(jìn)入到環(huán)形流化床，進(jìn)行二次分散。該環(huán)形流化床分離器在常溫或高溫的條件下，均可連續(xù)快速地對輕重顆?；旌衔镞M(jìn)行高效率分離。該環(huán)形流化床分離器可以耦合進(jìn)循環(huán)流化床反應(yīng)器系統(tǒng)，并能夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于顆粒混合物分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器及其參與的氣固反應(yīng)器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

顆?；旌衔锏姆蛛x裝置可分為機(jī)械類和非機(jī)械類。

機(jī)械類的分離器，如振篩機(jī)等。振篩的原理是利用振動(dòng)提供分離的能量，通過篩網(wǎng)來分離不同粒徑的顆粒，成本低，過程簡單，但不能分離兩種粒徑接近，顆粒密度不一樣的顆粒，另外篩分不夠充分，長時(shí)間振曬，易造成顆粒破碎。其它類型的機(jī)械類分離器主要基于顆粒的粒徑和密度區(qū)別，通過采用離心的方法，將顆粒分離。總體來說，機(jī)械類的顆粒分離器不能耐受較高的溫度，并且易磨損，且分離不夠充分，應(yīng)用范圍有限。

非機(jī)械類的顆粒分離裝置主要以流化床為主。采用液體為流態(tài)介質(zhì)的流化床已經(jīng)應(yīng)用礦石浮選及洗煤等過程中，其分離過程較慢并且只能在常溫下進(jìn)行[Olivieri G,Marzocchella A,Salatino P.A fluid-bed continuous classifier of polydispersegranular solids[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2009,40(6):638-644.]。采用空氣和重介質(zhì)顆粒為流化介質(zhì)，可以對煤礦等進(jìn)行干法浮選[Tang L G,Zhao Y M,Luo Z F,et al.The Effect of Fine Coal Particles on thePerformance of Gas–Solid Fluidized Beds[J].International Journal of CoalPreparation&Utilization,2009,29(5):265-278.]，但難以應(yīng)用于類似于化學(xué)鏈燃燒的顆粒連續(xù)分離過程。另外，上述采用流化床的分離方法，均是在密相區(qū)中發(fā)生分離，由于顆粒之間的碰撞作用，總有一部分輕顆粒被重顆粒夾帶，造成輕顆粒的分離效率不高[1.Sun H,Cheng M,Chen D,et al.Experimental Study of a Carbon Stripper in Solid FuelChemical Looping Combustion[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2015,54(35):8743-8753.2.Sun H,Cheng M,Li Z,et al.Riser-Based Carbon Stripperfor Coal-Fueled Chemical Looping Combustion[J].INDUSTRIAL&ENGINEERINGCHEMISTRY RESEARCH,2016,55(8):2381-2390.]。

空氣分級器已經(jīng)被廣泛地研究和應(yīng)用[Shapiro M,Galperin V.Airclassification of solid particles:a review[J].Chemical Engineering andProcessing:Process Intensification,2005,44(2):279-285.]。主要采用重力場或離心力場，并通過氣固之間的曳力，對不同粒徑或密度的顆粒進(jìn)行分離。其分離過程仍然存在著顆粒分離效率不高的問題，主要原因是在分級器中顆粒群未充分分散，顆粒之間的碰撞較為劇烈，從而降低了分級器的分離效果。

發(fā)明內(nèi)容