[發(fā)明專利]一種內(nèi)構(gòu)件、流化床反應(yīng)器及應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710495797.0
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107281981B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏飛;張晨曦;孫玉建;王垚;騫偉中;朱暢;劉昌元
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 李世喆

本發(fā)明提供了一種內(nèi)構(gòu)件以及含有這種內(nèi)構(gòu)件的流化床反應(yīng)器及應(yīng)用方法，通過該內(nèi)構(gòu)件中擋板將流化床反應(yīng)器劃分為上下串聯(lián)的至少兩個反應(yīng)空間，擋板中每一個孔道連通與內(nèi)構(gòu)件相鄰的兩個反應(yīng)空間。當(dāng)與內(nèi)構(gòu)件相鄰的第一反應(yīng)空間中裹挾顆粒的氣泡進(jìn)入構(gòu)件孔道時，孔道擠壓破碎氣泡，使氣泡破碎后的氣體均勻進(jìn)入與內(nèi)構(gòu)件相鄰的第二反應(yīng)空間，并使氣泡攜帶的大部分催化劑顆粒沉降回第一反應(yīng)空間。由于該內(nèi)構(gòu)件不僅在工作中能夠有效地破碎氣泡，從而增強(qiáng)氣固兩相之間的接觸效果，同時使第一反應(yīng)空間的氣體直接進(jìn)入第二反應(yīng)空間，有效地防止第一反應(yīng)空間的催化劑顆粒進(jìn)入第二反應(yīng)空間，使氣固相分離，從而有效地抑制氣固返混。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種內(nèi)構(gòu)件、流化床反應(yīng)器及 應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

流化床是一種流固接觸狀態(tài)，即，將大量固體顆粒懸浮于運(yùn)動的流體之 中，從而使固體顆粒具有流體的某些表觀特征。由于流化床具有良好的傳熱 和傳質(zhì)性能，在工業(yè)上獲得了廣泛應(yīng)用。但是，由于氣泡的存在，使得流化 床反應(yīng)器中固體顆粒和氣泡劇烈攪動和混合，造成氣相和固相有較長的停留 時間，并且不易建立起濃度與溫度梯度。同時氣泡會造成固體顆粒的嚴(yán)重返 混，使目標(biāo)產(chǎn)物的收率下降。

為了破碎氣泡和抑制氣泡聚并，從而有效提高流化質(zhì)量，降低氣體和固 體顆粒的返混，更好的發(fā)揮氣固流化床的優(yōu)勢，添加內(nèi)構(gòu)件是通常采用的一 種措施。

目前，現(xiàn)有的一種屋脊形復(fù)合內(nèi)構(gòu)件，氣泡被屋脊板的齒形邊緣破碎， 但是該內(nèi)構(gòu)件由于結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，會在制造、安裝及維護(hù)過程中造成不便， 因而限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用，并且不能有效地抑制氣固返混。

然而，現(xiàn)有的另一種用于氣液、氣固和氣液固系統(tǒng)強(qiáng)化傳質(zhì)的填料式內(nèi) 構(gòu)件，它由多個具有舌形斜孔的構(gòu)件板交叉而成，從而起到破碎氣泡的作用。 但是該內(nèi)構(gòu)件同樣由于結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用，并且不能 有效地抑制氣固返混。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種內(nèi)構(gòu)件、流化床反應(yīng)器及使用方法，不僅能夠 破碎氣泡，并且結(jié)構(gòu)簡單，提高了在工業(yè)上的應(yīng)用，同時能有效地抑制氣固 返混。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種內(nèi)構(gòu)件，包括：擋板和設(shè)置于所述 擋板上的至少一個非直行孔道，其中，

所述擋板，用于將所述流化床反應(yīng)器的反應(yīng)腔室劃分為上下排列的至少 兩個反應(yīng)空間；

每一個所述非直行孔道，用于連通與所述擋板相鄰的兩個所述反應(yīng)空間， 當(dāng)接收到與所述擋板相鄰的第一反應(yīng)空間中的氣泡進(jìn)入時，擠壓破碎所述氣 泡，使所述氣泡破碎后的氣體進(jìn)入與所述擋板相鄰的第二反應(yīng)空間，并使所 述氣泡攜帶的催化劑顆粒沉降回所述第一反應(yīng)空間。

優(yōu)選地，所述非直行孔道的孔口大小為5mm～50mm。

優(yōu)選地，所述擋板一側(cè)的所有非直行孔道的孔口總面積占所述擋板一側(cè) 表面積的5％～50％。

優(yōu)選地，所述非直行孔道，包括：

形、形、形、“”和形中的一種或多種。

優(yōu)選地，當(dāng)所述孔道為形時，兩端的孔道段垂直于所述擋板 的板面；中間孔道段與所述擋板的板面的夾角為15°～75°。

優(yōu)選地，當(dāng)所述孔道為“”形時，一端的孔道端從垂直于所述擋 板的板面逐漸減小與所述擋板的板面的夾角，直到與所述擋板的板面平行； 另一端的孔道端從平行于所述擋板的板面逐漸增大與所述擋板的板面 的夾角，直到與所述擋板的板面垂直。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種流化床反應(yīng)器，該流化床反應(yīng)器包 括：反應(yīng)腔室和至少一個第一方面中任一所述的內(nèi)構(gòu)件，其中，

所述反應(yīng)腔室，與每一個所述內(nèi)構(gòu)件相連，被所述內(nèi)構(gòu)件劃分為上下排 列的至少兩個反應(yīng)空間；