一种带有螺旋叶片的流化床反应器的制作方法

本发明涉及流化床内构件技术领域，具体为一种带有螺旋叶片的流化床反应器。

背景技术：

流化床床体相对于在其中流动的颗粒单体来说其尺寸较大，这就造成现有流化床存在轴、径向颗粒分布不均的问题。流化床的几种床型(鼓泡、湍动、循环流化等)均存在边壁浓、中间稀的“环核状”结构以及底部浓、上部稀的分布状态，这样的多相分布状态会导致颗粒停留时间分布变宽，进而会使反应的程度参差不齐，严重影响反应的选择性和收率。

埃克森美孚芳族烃烷基化方法中通过设置多个注射级的多层挡板来降低气相返混、旁通现象和气泡尺寸。浙江大学在流化床底部设置带有搅拌器的结构，通过搅拌器的搅动改进颗粒的流化稳定性。现有的改进流化床颗粒混合的专利及工业上应用的流化床内构件均采用挡板或者环状内构件，通过设置该种结构来减少颗粒在壁面附近的分布及气泡尺寸大小，但该种结构却增加输送颗粒的流体压降并会减少颗粒的夹带量。

流化床中气固两相属于多相体系的相互作用，其操作过程为流体带动颗粒运动使其具有流态化的属性。在颗粒相保持有颗粒较大比表面积的性质同时，又能使颗粒表现出流体的特性(失活的催化剂可以及时的排出，保证流化床内颗粒的整体活性)。静态混合器在液液、气液混合方面起到流动分割、径向混合、反向旋转的作用，使两种或多种物质不断激烈掺混扩散，使通过其中的物质进行充分的接触，消除运动死区。并且静态混合器具有压降低的特性，能降低整个过程操作的动力消耗。

流化床气固两相的相互作用过程中，总是希望气固两相充分接触，尽量减少出现流动死区和停留时间分布不均的问题。静态混合器将两种物质能很好的进行混合并且能保证压降最低，可以使用该类似结构对流化床出现的环核状结构进行改进，消除气固两相分布不均的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带有螺旋叶片的流化床反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有螺旋叶片的流化床反应器，包括右螺旋叶片、左螺旋叶片和流化段筒体，所述右螺旋叶片、左螺旋叶片固定设置在流化段筒体内，所述右螺旋叶片和左螺旋叶片呈镜面对称，且所述右螺旋叶片和左螺旋叶片之间错开呈90°衔接。

优选的，所述右螺旋叶片固定在支柱外壁，所述右螺旋叶片上固定有多根第一筋条，所述第一筋条长度与流化段筒体内径之比为0.8-0.9；所述支柱的高度与第一筋条高度之比为24-30。

优选的，所述流化段筒体内径与第一筋条宽度之比为8-12。

优选的，所述右螺旋叶片上相邻两根第一筋条之间的角度为5°-15°。

优选的，所述右螺旋叶片上第一筋条与左螺旋叶片上第二筋条之间角度为150°-180°。

优选的，所述右螺旋叶片上第一筋条左右末端开有直径为1mm的开孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中，设置螺旋叶片消除分布板气体分布不均的流场，使经过流化床的气体螺旋上升，并且最大限度的降低了压降损失，减少动力消耗。

(2)本发明中，螺旋叶片中间采用筋条结构，从轴向整体来看依然呈现180°螺旋旋转结构，径向筋条之间设置空隙，保证颗粒在上升的过程中也可以和径向的气体、颗粒进行分布混合。

(3)本发明中，流化段中设置的螺旋叶片采用分段衔接，可根据流化段测试颗粒径向和轴向分布状态实施调整，具有灵活性。

(4)本发明中，在螺旋叶片末端开选择性的开有小孔，可以多角度的保证流化段内颗粒径向和轴向混合均匀。

附图说明

图1为本发明的流化床装置结构示意图；

图2为本发明的螺旋叶片结构示意图；

图3为本发明的螺旋叶片俯视图。

图中：1、右螺旋叶片；2、左螺旋叶片；3、流化段筒体；4、第一筋条；5、第二筋条；6、支柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种带有螺旋叶片的流化床反应器，包括右螺旋叶片1、左螺旋叶片2和流化段筒体3，右螺旋叶片1、左螺旋叶片2固定设置在流化段筒体3内，右螺旋叶片1和左螺旋叶片2呈镜面对称，且右螺旋叶片1和左螺旋叶片2之间错开呈90°衔接。

本发明中，右螺旋叶片1固定在支柱6外壁，右螺旋叶片1上固定有多根第一筋条4，第一筋条4长度与流化段筒体3内径之比为0.8-0.9；支柱6的高度与第一筋条4高度之比为24-30；流化段筒体3内径与第一筋条4宽度之比为8-12。

本发明中，右螺旋叶片1上相邻两根第一筋条4之间的角度为5°-15°；右螺旋叶片1上第一筋条4与左螺旋叶片1上第二筋条5之间角度为150°-180°。

此外，本发明中，右螺旋叶片1上第一筋条左右末端开有直径为1mm的开孔，可以多角度的保证流化段内颗粒径向和轴向混合均匀。

工作原理：通过螺旋叶片的立柱将叶片悬吊在流化床中心，底部立柱和分布板相连接，将螺旋叶片进行上下固定。气体从流化床底部进入，将堆积在流化段中的催化剂颗粒流化。根据流化段测试仪器测得颗粒浓度分布调整螺旋叶片的个数，后期根据改进可从立柱中进入气体，使气体从筋条末端出来，将靠近壁面的颗粒吹散。

本发明中，设置螺旋叶片消除分布板气体分布不均的流场，使经过流化床的气体螺旋上升，并且最大限度的降低了压降损失，减少动力消耗；本发明中，螺旋叶片采用筋条结构，从轴向整体来看依然呈现180°螺旋旋转结构，径向筋条之间设置空隙，保证颗粒在上升的过程中也可以和径向的气体、颗粒进行分布混合；本发明中，流化段中设置的螺旋叶片采用分段衔接，可根据流化段测试颗粒径向和轴向分布状态实施调整，具有灵活性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种带有螺旋叶片的流化床反应器，包括右螺旋叶片、左螺旋叶片和流化段筒体，右螺旋叶片、左螺旋叶片固定设置在流化段筒体内，右螺旋叶片和左螺旋叶片呈镜面对称，且右螺旋叶片和左螺旋叶片之间错开呈90°衔接，本发明结构设计新颖，解决流化床两相或多相分布不均的现象。

技术研发人员：彭词;刘洪江;唐志永;吕敏;卢悦;张苏琪
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2017.06.19
技术公布日：2017.10.27