[實用新型]一種聲場噴動流化床裝置

有效

• 申請號: 201720024491.2
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206535529U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 周勇;李海念;雷玉莊;高凱歌;皮立強
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;B01J19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于超細粉氣固流態化領域，具體涉及一種流化床裝置。

背景技術

超細粉通常是指粒徑在1～1000nm范圍內，由數目較少的原子或分子組成的固體顆粒，其原子或分子在熱力學上處于亞穩定狀態，由于表面效應、體積效應和久保(R.Kubo)效應，使得超細粉在保持原物質化學性質的同時，在磁性、光吸收、熱阻、化學活性、催化和熔點等方面表現出毫米級材料所不具備的諸多優異性能，廣泛應用于宇航、電子、冶金、化工、生物和醫學等眾多工業領域。

流態化技術是研究和處理工業過程中固體顆粒與氣液相之間的混合、傳質、傳熱及化學反應的多相流技術。利用流化床反應器將顆粒懸浮于流體中并使其激烈運動，進而使顆粒產生類似液體的自由流動性，從而大大強化物質的擴散過程，提高反應速率。流態化技術作為一種強化氣固接觸的手段，自本世紀40年代初石油流化催化裂化工藝開發成功以來，其應用研究取得了重大進展，迄今已滲透到石油、化工、原子能、環保等工農業生產的各個領域，并已成為顆粒和粉體的制備、加工、改性、輸送以及改善催化反應的有效手段。

根據Geldart分類法，超細粉屬于C類顆粒，這類顆粒由于粘附性強，流化時易形成溝流、節涌，難以實現平穩流化。因此如何改善這類顆粒的流化質量成為研究的熱點。現有改善C類顆粒流化質量的方法主要有三類：第一類是優化床層結構設計，如增加一些床層附件；第二類是采用添加粗顆粒的方法來改變粉體結構特性以改善其流化質量；第三類是向流化床引入各種外力場，利用附加能量來削弱粒子間的粘附以改善其流化質量。優化床層設計有助于消除節涌，抑制溝流，但在實際的應用中，只能從宏觀上改善超細粉的流化質量，無法顯著降低顆粒的聚團尺寸，也不能抑制底部大聚團堆積的現象。添加粗顆粒或者顆粒表面改性的方法可以從源頭上改善超細粉的流化特性，但是只適用于對顆粒成分和純度要求不高的場合，對于不允許摻雜其它顆粒、或者顆粒作為催化劑要求表面不能改性的情況不適用。因此添加粗顆粒或者顆粒表面改性的方法在實際生產中受到了很大的限制。引入外力場可以減少溝流和節涌的發生，減小聚團尺寸，降低最小流化速度，改善超細粉的流化質量。但磁場只對鐵磁性顆粒（或參入少量鐵磁性顆粒的混合顆粒）有效，對非鐵磁性顆粒則無效。與磁場相比，機械振動和聲波具有不受顆粒物性限制，適用范圍更廣的優點，但對粘附性較強、密度又較大的超細粉，如TiO₂和CaCO₃等，即使在較高的振動強度和聲壓水平下，仍需要很高的氣速才能使其完全流化，帶出嚴重，流化質量的改善不明顯。以上所述表明，通過優化床層設計、添加組分或引入外力場可以改善粘附性相對較弱的超細粉的流化質量，但對粘附性較強的超細粉效果不明顯，而這類顆粒往往又是很常用的，如TiO₂和CaCO₃等，因此，如何改善這類顆粒的流化質量成了人們關注的焦點。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種聲場噴動流化床裝置，以用于粘附性較強的超細粉的流化，減少或消除流化中的節涌、溝流等不良現象，減小聚團尺寸，提高超細粉的流化質量。

本實用新型所述聲場噴動流化床裝置，結構包括供氣裝置、流化床和聲波發生裝置；所述供氣裝置由空氣壓縮機、空氣過濾器、空氣干燥器和第一空氣轉子流量計、第二空氣轉子流量計組成，所述空氣壓縮機的出氣口通過管路與空氣過濾器的進氣口連通，空氣過濾器的出氣口通過管路與空氣干燥器的進氣口連通，空氣干燥器的出氣管路設置為兩個分支管路，將氣路分為流化氣支路和噴動氣支路，所述第一空氣轉子流量計、第二空氣轉子流量計分別安裝在兩個分支管路上；所述流化床包括圓柱形床體、分布板；所述床體的底板中心設置有用于與供氣裝置的噴動氣支路的出氣管口相接的噴嘴，床體底部側壁上設置有用于與供氣裝置的流化氣支路的出氣管口相接的進氣口；所述分布板為中空的倒圓錐體，安裝在床體內底板上，圓錐頂部與床體的噴嘴相通，圓錐底部邊緣與床體內側壁貼合，分布板的上邊緣的水平高度高于床體側壁上的進氣口的水平高度，分布板的板面上設置有若干供流化氣流通的小孔；床體上部側壁上設置有尾氣出口和進料口，床體下部側壁，位于分布板底部邊緣的水平高度之上，設置有出料口，床體內側壁和分布板上部區域之間形成環隙區；所述聲波發生裝置由聲波數字信號發生器、聲波調節器、揚聲器、擴大管和安裝于圓柱形床體頂部的波導管組成；所述波導管左端通過閥欄固定于流化床床體頂部，右端通過閥欄與擴大管相連；所述聲波調節器通過信號導線與聲波數字信號發生器連接，揚聲器通過信號導線與聲波調節器連接。