环隙移动床气固反应装置的制作方法

本发明涉及化工、能源、环保等领域，尤其涉及一种环隙移动床气固反应装置。

背景技术：

移动床在能源加工、多相态化学反应、物质分离、烟气净化等领域有着广泛地应用，在化工过程中，包括甲醇制丙烯、低碳轻烃芳构化、高分子固相合成等有机化工领域，以及无机材料合成、铀元素浓缩等无机化工领域，移动床反应器受到研究领域的重视。

然而，在实现本发明的过程中，申请人发现现有的移动床设计复杂、结构冗余、占地大，进而造成安装使用的不便。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种环隙移动床气固反应装置，以期至少部分解决以上所提出的技术问题的其中之一。

(二)技术方案

本发明环隙移动床气固反应装置包括：壳体；设置于壳体内的环隙反应结构，其内部形成容纳固体颗粒的环隙腔，其内侧形成第一空间，其与壳体之间形成第二空间。

在本发明的一些实施例中，还包括：设置于第一空间和第二空间的其中之一内的隔板，该隔板将其中之一的空间分为进气腔和出气腔，第一空间和第二空间的其中另一作为流转腔；其中，对应进气腔和出气腔分别设置进气口和出气口。

在本发明的一些实施例中，环隙反应结构的进料口和出料口分别开设于环隙腔的上方和下方。

在本发明的一些实施例中，壳体呈圆筒状或多边形筒状；环隙反应结构呈筒状，其截面呈圆环状或多边形环状；壳体和环隙反应结构竖直设置。

在本发明的一些实施例中，环隙反应结构的内层和外层中至少一层中包括：孔隙率不同的两种或两种以上的孔隙板材；其中，相比于距离开口近的孔隙板材，距离开口远的孔隙板材的孔隙率更大，开口为进气口或出气口，距离为轴向距离和/或周向距离。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明环隙移动床气固反应装置至少具有以下有益效果其中之一：

(1)采用环隙反应结构，其内部形成环隙腔以容置固体颗粒，整台设备设计简洁、结构紧凑、空间利用合理，占地面积小、安装使用方便。此外，环隙反应结构保证了气体在其内部更多的方向上都能够接触到固体颗粒，避免了反应死角的出现，确保了反应均匀性。尤其是球环状的环隙反应结构，气体在各个方向上都能够接触到反应颗粒，效果更佳。

(2)在环隙反应结构的基础上，设计出以下反应装置方案：筒形和球形。对于筒形方案，该方案结构紧凑，成本低；对于球形方案，采用了全对称设计，占用空间更小，气场均匀性更好，受力均匀，承压能力优良。

(3)对于筒形和球形的反应装置，又分别延伸出以下四种类型：①外进外出型；②内进内出型；③外进内出型；④内进外出型。

其中，对于第③、④的类型，其结构简单，使用方便。

其中，对于第①、②的类型，气体由进气腔进入，经过进气腔对应的环隙腔段的固体颗粒进行首次处理；而后经过出气腔对应的环隙腔段的固体颗粒进行二次处理，两次的处理过程保证了气体的处理效果。

(4)环隙反应结构竖直设置，依靠固体颗粒自身的重力进料，可以节省运营费用，降低能耗。

(5)对于第①、②的类型的反应装置，固体颗粒自上而下滑落，首先经过出气腔对应的环隙腔段，对预处理后的气体进行反应；而后经过进气腔对应的环隙腔段，对刚进入的气体进行预处理；最后让先失效的固体颗粒快速更替，从而达到了充分利用不同阶段固体颗粒的目的。

(6)在环隙腔的上方设置统一的锥环状进料仓，一方面锥环状进料仓的底部将流转腔的上方封闭，另一方面锥环状进料仓顶部设置统一的进料口，物料从进料口进入后，利用固体颗粒自身重力和锥环状进料仓侧面的斜坡均匀分散到环隙腔的各个方位，从而只需要一个进料口，1台斗提上料机即可实现进料，无须阀门等其他设备，无须人工均料，从而节省了投资和人工，降低了故障率和运营成本。

(7)在环隙腔的下方设置统一的倒锥状下料溜槽，一方面该倒锥环状下料溜槽连同固体颗粒将流转腔的底部封闭，另一方面该倒锥环状下料溜槽侧面的斜坡自动地将废料汇集。

(8)在倒锥状下料溜槽下方设置中转料仓，在下料溜槽下方设置开口连通至中转料仓，从下溜滑槽溜下的固体颗粒直接进入中转料仓，从其出料口流出。该出料口可直接连接出料机，无须其他设备，从而既减少设备投资，又便于现场安装和操作。

(9)环隙反应结构的内外层中至少其中一层由孔隙率不同的孔隙板材围成，以进气口(或出气口)正对的环隙反应结构位置为起点，距离该位置近的孔隙板材的孔隙率小，距离该位置远的孔隙板材的孔隙率大，从而保证了气体在环流方向均匀穿过，使得气流场更加均匀，反应更加充分，反应效率更高。此处的距离指：周向距离和/或轴向距离。

(10)环隙反应结构呈筒环状，对称轴线与地面垂直，同一块孔隙板材的孔隙率设置为相同；竖直方向相邻的孔隙板材设置为相同；在同一水平面的多块孔隙板材中，周向距离进气口(或出气口)近的孔隙板材的孔隙率小，周向距离进气口(或出气口)远的孔隙板材的孔隙率大，从而尽可能地平衡了气场均匀和设备成本的关系。

(10)环隙反应结构的内外层中至少其中一层由孔隙率不同的孔隙板材围成。如果孔隙板材为百叶窗，孔隙率通过以下因素进行调节：①栅板间距；②栅板直边和斜边的比例；③栅板直边与地面所成锐角的角度。进一步地，至少部分的栅板设置为角度可调，从而可以根据效果调整百叶窗栅板直边的角度，进而平衡效果与固体颗粒消耗量的关系，以最小的成本达到所需要的效果。

(11)内、外层百叶窗连接组成水平方面的一层，可以独立承载固体颗粒。百叶窗通过t形梁与壳体连接，从而在拆装便利的同时增加了环隙多边形体的整体稳定性。

(12)百叶窗格栅采用模块化设计，刚性大，不易变形，并便于加工制造，提高工作效率，降低加工成本；百叶窗组合的多边形结构，有利于吸收温度引起的变形，有利于延长设备使用寿命。

(13)环隙反应结构的内外层中至少其中一层由孔隙率不同的孔隙板材围成。如果孔隙板材为孔隙板，对于孔隙板而言，孔隙率通过以下因素进行调节：①孔疏密度；②单个孔径大小。

(14)环隙反应结构的底部使用环形支架从地面支撑，减少壳体载荷，增加了环隙反应结构的整体稳定性。

附图说明

图1为本发明第一实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。

图2a为图1所示环隙移动床气固反应装置沿a-a面的剖视图。

图2b为本发明另一实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。

图3为图1所示环隙移动床气固反应装置中百叶窗的示意图。

图4为图1所示环隙移动床气固反应装置中环形支架的示意图。

图5为本发明第二实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。

图6为本发明第三实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。

图7a为本发明第四实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。

图7b为图7a所示环隙移动床气固反应装置在a-a方向的剖视图。

图7c为本发明另一实施例具有多边形环状的卧式结构的环隙移动床气固反应装置的纵向剖视图。

图8为本发明第六实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。

图9为本发明第七实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。

【附图中本发明实施例主要元件符号说明】

10、10″、10″′-壳体；11-t形梁；

20、20a、20″、20″′-环隙反应结构；

21～28-百叶窗；l1～l8-百叶窗层；

30、30′、30″、30″′-隔板；

40-环形支架

50-锥环状进料仓；51-进料口；

60-倒锥状下料溜槽；

70-中转料仓；

cr、cr″、cr″′、cr1、cr2-环隙腔；

cc、cc′、cc″、cc″′-流转腔；

cin、cin′、cin″、cin″′、cin1、cin2-进气腔；

cout、cout′、cout″、cout″′、cout1、cout2-出气腔；

hin、hin′、hin″、hin1、hin2-进气口；

hout、hout′、hout″、hout1、hout2-出气口。

具体实施方式

本发明提供了一种环隙移动床气固反应装置，其利用环隙腔容置固体颗粒，以达到整台设备设计简洁、结构紧凑、空间利用合理、安装使用方便的目的，并在此基础上从三个方面进行了设计：

①腔室设计，以合理引导气体流向；

②进、出料设计，以提高进、出料的便利性；

③腔室内气场设计，以提升气场均匀性，提高反应效率。

在对本发明的具体技术方案进行详细介绍之前，先对一些技术和术语进行说明是有必要的。

1、关于“气体”、“固体颗粒”和“处理”

正如在背景技术中提到，移动床在能源加工、多相态化学反应、物质分离、烟气净化等领域有着广泛地应用。因此，加入移动床内的颗粒类型以及颗粒对通入的气体的处理类型非常多，其包括但不限于以下六类：

①在环保领域的烟气除硫中，通入移动床内的气体为“烟气”；在移动床内加入的固体颗粒为能够与烟气中的硫化合物进行反应的“反应颗粒”；对烟气所做的处理为“反应”。

②在环保领域的烟气除硝中，通入移动床内的气体为“烟气”；在移动床内加入的固体颗粒为能够催化烟气中硝化合物反应的“催化剂颗粒”；对烟气所做的处理为“催化”。

③在环保领域的烟气除尘中，通入移动床内的气体为“烟气”；在移动床内加入的固体颗粒为能够吸附烟气中灰尘的“吸附颗粒”，通常为活性炭颗粒；对烟气所做的处理为“吸附”。

④在移动床干燥器的气体干燥中，通入移动床内的气体为“湿气体”；在移动床内加入的固体颗粒为能够吸附湿气体中的水分的“干燥剂颗粒”；对湿气体所做的处理为“吸附”。

⑤在无机化工领域，通入移动床内的气体为“反应气体”；在移动床内加入的固体颗粒为催化反应气体进行特定反应生成特定产物的“催化剂颗粒”；对反应气体所做的处理为“催化”。

⑥在有机化工领域，通入移动床内的气体为“油气”；在移动床内加入的固体颗粒为能够催化油气进行特定反应的“催化剂颗粒”；对油气所做的处理为“催化”。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明实施例以烟气除硫、除硝为例进行说明，但本发明的环隙气固反应装置还广泛应用于气体干燥、无机化工、有机化工等领域，只要将“气体”、“固体颗粒”进行相应调整即可。

2、关于“环”

本发明的环隙反应结构，其含义为用平面去剖该反应器，剖面呈环形。

首先，关于该环形，其可以为圆环，也可以是多边形环，或者是其他不规则形状的环。

其次，对于环隙反应结构的整体外观形状，其可以为筒形、圆柱形、多边形柱形、球形等等。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求，而本发明可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例。

一、第一实施例(筒状外进外出型)

在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种用于去除烟气中硫成分的环隙移动床气固反应装置，故固体颗粒采用可以与硫化合物进行反应的反应颗粒。

本实施例环隙移动床气固反应装置中，由于整体呈筒状，且进气口和出气口均设置于壳体外部，故将这种类型的装置称为“筒状外进外出型的环隙移动床气固反应装置”。其他实施例的命名与此类似，不再重述。

图1为本发明第一实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。图2a为图1所示环隙移动床气固反应装置沿a-a面的剖视图。如图1和图2a所示，本实施例环隙移动床气固反应装置包括：

壳体10；

固定于壳体内侧的环隙反应结构20，其内部形成环隙腔cr以容纳反应颗粒，其内侧形成流转腔cc；

固定于壳体与环隙反应结构之间的隔板30，其将壳体与环隙反应结构之间的空间分为进气腔cin和出气腔cout；

进气口hin和出气口hout，分别开设于进气腔和出气腔外侧的壳体上。

本实施例中，反应器采用环隙设计，整台设备设计简洁、结构紧凑、占地面积小、安装使用方便，节省投资。

以下对本实施例环隙移动床气固反应装置的各个组成部分进行详细描述。

本实施例中，壳体10为圆筒状，有利于进气腔、出气腔的气场均匀。此外，圆筒状壳体自身刚度较好，可以减少承载机构，从而减轻设备整体重量。

本领域技术人员应当理解，除了圆筒状以外，壳体也可以设计为其他形状，例如正多边形、球形、椭圆形等等，只要能够容纳环隙反应结构并形成两者之间的腔室即可。

请参照图1和图2a，环隙反应结构20整体呈内外双层的正八边形筒环，具体是由轴向多层百叶窗(l1～l8，21～28等)围成。

本领域技术人员应当理解，对于规模较大的反应器，由百叶窗围成内外双层的多边筒形更为恰当；而对于规模较小的反应器，可以直接由孔隙板围成内外双层的圆筒环或多边形筒环。图2b为本发明另一实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。其中，环隙反应结构20a的内外双层由孔隙板直接围成。

相比于孔隙板，百叶窗格栅采用模块化设计，刚性大，不易变形，并便于加工制造，提高工作效率，降低加工成本。此外，百叶窗组合的多边形结构，有利于吸收温度引起的变形，有利于延长设备使用寿命。

图3为图1所示环隙移动床气固反应装置中百叶窗的示意图。如图3所示，百叶窗由逐层的折弯或不折弯薄钢板制作而成，称作栅板，栅板直边与水平方向有一定的夹角，而且单边设置直段，提高栅板的刚度，还可以防止固体颗粒脱落。

请参照图1，环隙反应结构垂直于地面设置，在轴向上由多层百叶窗(l1～l8)拼合而成。对于轴向的每一层(l1～l8的其中之一)来讲，内层百叶窗、外层百叶窗连接组成水平方面的整体的一层，可以独立承载固体颗粒。组装后的百叶窗通过t形梁11与壳体连接，从而在拆装便利的同时增加了环隙多边形体的整体稳定性。

需要说明的是，本实施例中，壳体对环隙反应结构主要是定位作用，兼有支撑作用。环隙反应结构主要由自身的环形支架来支撑。图4为图1所示环隙移动床气固反应装置中环形支架的示意图。请参照图1和图4，该环隙移动床气固反应装置还包括：连接于环隙反应结构下方的环形支架40。该环形支架40的支脚固定于地面，对环隙反应结构起到支撑作用，从而减少壳体载荷，增加环隙移动床气固反应装置的整体稳定性。

请参照图1，环隙反应结构内部形成环隙腔cr，在环隙反应结构的内侧形成流转腔cc。隔板30为横向隔板，其固定于壳体和环隙反应结构之间，从而将壳体和环隙反应结构之间的空间分为进气腔cin和出气腔cout。在进气腔和出气腔外侧的壳体上设置进气口hin和出气口hout。

需要说明的是，虽然本实施例中壳体和环隙反应结构之间的空间被均分为进气腔cin和出气腔cout，但本发明并不以此为限。在本发明其他实施例中，可以根据需要合理设置进气腔cin和出气腔cout两者的体积比例，例如：2∶1，1∶2，等。

为了尽可能平衡进气腔和出气腔内气场，本实施例中，在垂直于地面的方向上，进气口hin设置于进气腔高度1/2的位置，出气口hout设置于出气腔高度1/2的位置。

本实施例环隙移动床气固反应装置工作时，烟气通过进气口hin进入进气腔cin，穿过进气腔对应的环隙腔段进行首次反应，进入流转腔内cc；而后再穿过出气腔对应的环隙腔段进行二次反应，进入出气腔cout，由出气口hout排出。可见，相对于传统的移动床气固反应装置，本实施例中烟气经过了两次反应，保证了净化效果。

在如上方案的基础上，申请人还发现：由于进气口、出气口只能设置于壳体上的固定位置，因此进气腔和出气腔内中的气场分布不均匀，从而影响了净化效果，并且反应颗粒的利用率不高。

为了解决如上问题，本发明中，环隙反应结构由内外两层的百叶窗、孔隙板或其他类型的孔隙板材所围成，在组成孔隙反应器的孔隙板材中，至少存在孔隙率不同的两种孔隙板材，以对腔室内的气场进行控制，提升净化效果，提高反应颗粒利用率。

所谓的孔隙率，是指在一个表面中能够通过气体的孔隙面积与总面积的比率。对于单位面积的孔隙板材而言，孔隙率越大，气体越容易通过；孔隙率越小，气体则不容易通过。

对于百叶窗而言，其包括若干个长条孔的孔。孔隙率可以通过以下因素进行调节：

①栅板间距

栅板的间距越大，孔隙率越大；栅板的间距越小，孔隙率越小。

②折弯栅板中直边和斜边的比例，简称直斜比例

叶片的总宽度不变，间距不变的情况下，直边的比例越大，孔隙率越小；斜边的比例越大，孔隙率越大。

③栅板直边与地面所成锐角的角度，简称栅板角度

栅板角度越小，则孔隙率越大；栅板角度越大，则孔隙率越小。

对于孔隙板而言，其包括若干个圆形或矩形或三角形的孔，孔隙率由孔径大小和孔隙密度调节。具体而言，孔隙越密，孔径越大，则孔隙率越大；孔隙越疏，孔径越小，则孔隙率越小。

本发明中，环隙反应结构由孔隙率不同的孔隙板材围成，以进气口(或出气口)正对的环隙反应结构位置为起点，距离该位置近的孔隙板材的孔隙率小，距离该位置远的孔隙板材的孔隙率大，从而保证了气体从环流方向均匀穿过，使得气流场更加均匀，反应更加充分，反应效率更高。此处的距离指：周向距离和/或轴向距离。换句话说，只要采取孔隙率不同的百叶窗制作孔隙发生器来调整气场，无论在周向还是轴向，又或者是周向兼轴向，均在本发明所保护的范围之内。

在实际工程中，还需要考虑的是，在同一百叶窗上制作间距和角度不同的栅板会提高成本，故本实施例中采用同一百叶窗的栅板的间距、角度、直斜比例相同的方案。此外，请参照图1，本实施例中，进气腔对应两层百叶窗，而进气口设置于进气腔的中间位置，故本实施例中轴向上下相接的两块百叶窗的孔隙率设置为相同。

本实施例中，对于进气腔对应的孔隙腔段中的同一层的8块百叶窗中，其孔隙率随着与进气口距离的增大而增大，即满足：

φ21＜φ22＝φ23＜φ24＝φ25＜φ26＝φ27＜φ28

其中，φ2a为栅板2a的孔隙率，a＝1～8。通过上述设置，极大地提升了气场均匀性，同时还尽可能地控制了生产成本。

此外，区别于现有技术中百叶窗的栅板角度固定设置，本发明还包括：至少一个栅板角度调节机构，用于调节一块或多块百叶窗的栅板直边与水平面所成锐角的角度。在实际使用时，对出气口的烟气进行监测，如果其含硫量高于预设标准时，可以通过栅板角度调节机构，来增加栅板角度，使得烟气通过反应颗粒的平均路径增长，吸附、反应的空间和时间变长，从而增强净化效果。反之，如果其含硫量低于预设标准时，可以通过栅板角度调节机构，来减小栅板角度，使得烟气通过反应颗粒的平均路径减小，使得烟气的通过速率增加。通过上述措施，增强了成本控制的灵活性。

如上所述，本实施例中，环隙反应结构的对称轴线与地面垂直，中心对称设置，这带来了两方面的好处：

1、烟气首先在进气腔对应的环隙腔段进行首次净化，而后再在出气腔对应的环隙腔段进行二次净化，两次净化过程保证了净化效果。

2、反应颗粒在环隙腔cr内移动的过程中，首先经过出气腔对应的环隙腔段，对预处理后的烟气进行反应；而后经过进气腔对应的环隙腔段，对首次进入的烟气进行预处理。反应颗粒会先后两次与烟气中的有害物质发生反应(或吸附)，达到了反应颗粒的充分利用。

3、反应颗粒自上而下滑落，先失效的反应颗粒快速更替，有利于反应颗粒的更新迭代，达到了充分利用不同阶段固体颗粒的目的。

4、依靠反应颗粒自身的重力进料，可以节省运行费用。

请继续参照图1，在环隙反应结构竖直设置的基础上，为了方便装入反应颗粒，本实施例还包括：连接于环隙反应结构上方的锥环状进料仓50，其上方设置进料口51，其下方连接至环隙反应结构，其内部空间与环隙腔cr相连通。对于该锥环状进料仓，其一方面将流转腔cc的上方封闭；另一方面，反应颗粒从进料口进入后，利用反应颗粒自身重力和锥环状自身的倾斜度由进料仓均匀分散到环隙腔的各个方位，从而进料口只需1台斗提上料机即可，无须其他设备，无须人工均料，节省了投资和运行成本。

请继续参照图1，在环隙反应结构竖直设置的基础上，本实施例还包括：连接于环隙反应结构下方的倒锥状下料溜槽60，其上端与环隙反应结构的外层相连接。对于该下料溜槽，其一方面将流转腔的下方封闭；另一方面，反应颗粒在与烟气中的有害成分进行了两次反应后，由环隙腔cr中落下，顺着下料溜槽60溜下，实现废料的自动汇集。

请继续参照图1，在如上倒锥状下料溜槽的基础上，本实施例还包括：连接于倒锥状下料溜槽下方的中转料仓70。从倒锥状下料溜槽溜下的废料直接进入中转料仓，并从中转料仓的出料口流出。该出料口可直接连接出料机，无须其他设备，从而既减少设备投资，又便于现场安装和操作。

在如上倒锥状下料溜槽的基础上，本实施例还包括：固定于下料溜槽下方的阀板机构，其受控地伸出与收回，以控制下料溜槽的出料速度。

以上为本实施例环隙移动床气固反应装置的具体结构，以下基于该具体结构对其工作过程进行描述。请参照图1，本实施例中：

(1)反应颗粒流转

反应颗粒根据工艺需要可以连续或间断地由上方的进料口51装入，基于自身重力，沿锥环状的进料仓的斜面溜下，均匀分散到环隙腔cr的各个方位，而后再由环隙腔cr向下移动，依次经过对应出气腔的环隙腔段和对应进气腔的环隙腔段，从环隙腔中落下，而后再沿着倒锥状下料溜槽60的斜面，进入到中转料仓70，进而由出料机排出；

(2)烟气流转

烟气通过进气口hin和进入进气腔cin，然后烟气一次穿过多边形的环隙腔的下半段，进行一次反应后，进入流转腔cc，沿着流转腔cc自下向上移动，再次向外穿过多边形的环隙腔的上半段，进行二次反应，然后烟气到达出气腔cout，通过出气口hout进入排放系统。

除上述已经提到的有益效果之外，本实施例方案还具有结构简单，制造成本较低，保养维修简单等优点。

至此，本发明第一实施例用于去除烟气中硫成分的环隙移动床气固反应装置介绍完毕。

二、第二实施例(筒状内进内出型)

本实施例与第一实施例的区别在于：进气腔、出气腔、流转腔的设置。

图5为本发明第二实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。如图5所示，本实施例环隙移动床气固反应装置包括：

壳体10；

固定于壳体内侧的环隙反应结构20，其内部形成环隙腔cr以容纳反应颗粒，其与壳体之间的空间形成流转腔cc′；

固定于环隙反应结构内侧腔室的隔板30’，其将环隙反应结构内侧空间分为进气腔cin′和出气腔cout′；

进气口hin′和出气口hout′，两者分别设置于进气腔和出气腔内，并通过管道穿过到壳体外。

本实施例环隙移动床气固反应装置中，由于整体呈筒状，且进气口和出气口均设置于环隙反应结构内部，故将这种类型的装置称为“筒状内进内出型的环隙移动床气固反应装置”。

以下对本实施例环隙移动床气固反应装置的各个组成部分进行描述。

本实施例中，壳体可以为圆筒状、多边形筒状等，只要能够容纳环隙反应结构并形成两者之间的腔室即可。

本实施例中，环隙反应结构20整体呈内外双层的正八边形筒环，具体是由轴向多层百叶窗围成。

本实施例中，环隙反应结构垂直于地面竖直设置，在轴向上由多层百叶窗拼合而成。对于轴向的每一层来讲，内层百叶窗、外层百叶窗连接组成水平方面的整体的一层，可以独立承载固体颗粒。组装后的百叶窗通过t形梁与壳体连接，从而在拆装便利的同时增加了环隙多边形体的整体稳定性。

请参照图5，环隙反应结构内部形成环隙腔cr，在环隙反应结构的外侧形成流转腔cc′。隔板30′为横向隔板，固定于环隙反应结构内侧，从而将环隙反应结构内的空间分为下方的进气腔cin′和上方的出气腔cout′。在进气腔和出气腔设置对应的进气口hin′和出气口hout′。

本实施例中，进气口hin′设置于进气腔的下半部，出气口hout′设置于出气腔的上半部，这是利用了烟气密度较小上升的特性，尽量保证进气腔(出气腔)下部的烟气压力与进气腔(出气腔)上部的烟气压力大致相同，以达到提高固体颗粒利用效率的目的。

本发明中，环隙反应结构由内外两层的百叶窗、孔隙板或其他类型的孔隙板材所围成。在组成孔隙反应器的孔隙板材中，至少存在孔隙率不同的两种孔隙板材。

所谓的孔隙率，是指在一个表面中能够通过气体的孔隙面积与总面积的比率。对于单位面积的孔隙板材而言，孔隙率越大，气体越容易通过；孔隙率越小，气体则不容易通过。

对于百叶窗而言，其包括若干个长条孔的孔。孔隙率可以通过以下因素进行调节：

①栅板间距

栅板的间距越大，孔隙率越大；栅板的间距越小，孔隙率越小。

②折弯栅板中直边和斜边的比例，简称直斜比例

叶片的总宽度不变，间距不变的情况下，直边的比例越大，孔隙率越小；斜边的比例越大，孔隙率越大。

③栅板直边与地面所成锐角的角度，简称栅板角度

栅板角度越小，则孔隙率越大；栅板角度越大，则孔隙率越小。

对于孔隙板而言，其包括若干个圆形或矩形或三角形的孔，孔隙率由孔径大小和孔隙密度调节。具体而言，孔隙越密，孔径越大，则孔隙率越大；孔隙越疏，孔径越小，则孔隙率越小。

本发明中，环隙反应结构由孔隙率不同的孔隙板材围成，以进气口(或出气口)正对的环隙反应结构位置为起点，距离该位置近的孔隙板材的孔隙率小，距离该位置远的孔隙板材的孔隙率大，从而保证了气体从环流方向均匀穿过，使得气流场更加均匀，反应更加充分，反应效率更高。此处的距离指：周向距离和/或轴向距离。换句话说，只要采取孔隙率不同的百叶窗制作孔隙发生器来调整气场，无论在周向还是轴向，又或者是周向兼轴向，均在本发明所保护的范围之内。

与实施例一类似，本实施例中，对于进气腔对应的孔隙腔段中的同一层的8块百叶窗中，其孔隙率随着与进气口距离的增大而增大。

此外，区别于现有技术中百叶窗的栅板角度固定设置，本发明还包括：至少一个栅板角度调节机构，用于调节一块或多块百叶窗的栅板直边与水平面所成锐角的角度。在实际使用时，对出气口的烟气进行监测，如果其含硫量高于预设标准时，可以通过栅板角度调节机构，来增加栅板角度，使得烟气通过反应颗粒的平均路径增长，吸附、反应的空间和时间变长，从而增强净化效果。反之，如果其含硫量低于预设标准时，可以通过栅板角度调节机构，来减小栅板角度，使得烟气通过反应颗粒的平均路径减小，使得烟气的通过速率增加。通过上述措施，增强了成本控制的灵活性。

请继续参照图5，在环隙反应结构竖直设置的基础上，本实施例还包括：连接于环隙反应结构上方的锥环状进料仓50，其上方设置进料口51，其下方连接至环隙反应结构，其内部空间与环隙腔cr相连通。对于该锥环状进料仓，其一方面将出气腔cout′的上方封闭；另一方面，反应颗粒从进料口进入后，利用反应颗粒自身重力和锥环状自身的倾斜度由进料仓均匀分散到环隙腔的各个方位，从而进料口只需1台斗提上料机即可，无须其他设备，无须人工均料，节省了投资和运行成本。

请继续参照图5，在环隙反应结构竖直设置的基础上，本实施例还包括：连接于环隙反应结构下方的倒锥状下料溜槽60，其上端与环隙反应结构的外层相连接。对于该下料溜槽，其一方面将进气腔cin′的下方封闭；另一方面，反应颗粒在与烟气中的有害成分进行了两次反应后，由环隙腔cr中落下，顺着下料溜槽60溜下，实现废料的自动汇集。

请继续参照图5，在如上倒锥状下料溜槽的基础上，本实施例还包括：连接于倒锥状下料溜槽下方的中转料仓70。从倒锥状下料溜槽溜下的废料直接进入中转料仓，并从中转料仓的出料口流出。该出料口可直接连接出料机，无须其他设备，从而既减少设备投资，又便于现场安装和操作。

请继续参照图5在如上倒锥状下料溜槽的基础上，本实施例还包括：固定于下料溜槽下方的阀板机构，其受控地伸出与收回，以控制下料溜槽的出料速度。

除了以上介绍的内容之外，为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中其他可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无须再重复相同叙述。

以上为本实施例环隙移动床气固反应装置的具体结构，以下基于该具体结构对其工作过程进行描述。本实施例中：

(1)反应颗粒流转

本实施例中的反应颗粒流转与实施例一相同，此处不再重述。

(2)烟气流转

请参照图6，本实施例中，烟气通过管道进入进气口hin′，而后进入进气腔cin′，然后烟气一次自内而外穿过多边形的环隙腔的下半段，进行一次反应(或吸附)后，进入流转腔cc′，沿着流转腔cc′自下向上流动，再次自外而内穿过多边形的环隙腔的上半段，进行二次反应(或吸附)，然后烟气到达出气腔cout′，通过出气口hout′经由管道进入排放系统。

模拟实验证明，与实施例一相比，本实施例环隙移动床气固反应装置的气场分布更加均匀，可以降低对百叶窗进行改进以调整气场的依赖。具体而言，具有以下有益效果：

1、从管道直接进入内腔体，气体扩散均匀，阻力很小，气体穿固体颗粒料层也更加均匀。

2、进气管道穿过壳体和颗粒层环隙，直接到达中心腔体，这样气体在入口阻力更小。气体从中心向外在圆周方向更加均匀扩散；同理，气体在后面的流动过程——自下而上，再次从外向内进入出气腔整个过程都是相对均匀的。这样整个的气体在设备内的过程阻力会进一步降低。

3、由于上述结构气体自身在设备内会比较均匀地分布，那么就其环隙所使用的百叶窗或者孔板就可以设计成一种规格，无须再通过栅板的间距、角度，孔板的开孔率等参数调整来人为的干涉气体分布。从而增加设计和制作的简洁性。

4、从内侧进出气，则进出气管道会将环隙内外简体和设备外壳连接一起，一般此类设备进出气体管道截面都比较大，所以能够自然的将设备整体连接一体，提高整体稳定性。

至此，本发明第二实施例环隙移动床气固反应装置介绍完毕。

三、第三实施例(球形结构)

本实施例提出了去除烟气中硝化合物的环隙移动床气固反应装置。本实施例与第一实施例的区别在于：整台设备呈球形，壳体为空心球状，环隙反应结构呈球环状。

图6为本发明第三实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。如图6所示，本实施例环隙移动床气固反应装置包括：

壳体10″，呈空心球状；

设置于壳体内的，呈球环状的环隙反应结构20″，其内部形成容纳固体颗粒的环隙腔cr″，其内侧形成流转腔cc″；

设置于壳体与环隙反应结构之间的隔板30″，其将壳体与环隙反应结构之间的空间分为进气腔cin″和出气腔cout″；

进气口hin″和出气口hout″，分别对应于进气腔和出气腔。

本实施例中，进料口设置于壳体顶端并通过进料管道穿过壳体连通至环隙反应结构上方，出料口设置于壳体底端并通过出料管道穿过壳体连通至环隙反应结构下方。由于环隙反应结构自身的倾斜度，固体颗粒由进料口通入，顺着进料管道进入环隙反应腔之后，自动下落，并由出料管道从出料口排出，不需要再设置专门的进料仓等，设计进一步简化，成本进一步提高。

本实施例中，隔板30″水平设置，将壳体与环隙反应结构之间的空间平均分为下方的进气腔cin″和上方的出气腔cout″。进气口hin″开设于壳体上的进气腔的外侧的底部，优选地设置于壳体的底部，出料管道穿过进气口hin″连接至环隙腔的底部。出气口hout″开设于壳体上的出气腔的外侧的顶部，优选地设置于壳体的顶部，进料管道穿过出气口hout″连接至环隙反应结构的顶部。本实施例中，利用了烟气密度小能自动上升的特点，合理设置进气口和出气口的位置，即使是烟气较少，也可以利用自身的特性上升净化，可以自适应烟气的量。

本实施例中，由于百叶窗是平面结构，不适宜做球形床内外结构，通常使用各种孔隙板来压制环隙反应结构的内层和外层。在组成孔隙反应器的孔隙板中，至少存在孔隙率不同的两种孔隙板。

所谓的孔隙率，是指在一个表面中能够通过气体的孔隙面积与总面积的比率。对于单位面积的孔隙板材而言，孔隙率越大，气体越容易通过；孔隙率越小，气体则不容易通过。

对于孔隙板而言，其包括若干个圆形或矩形或三角形的孔，孔隙率由孔径大小和孔隙密度调节。具体而言，孔隙越密，孔径越大，则孔隙率越大；孔隙越疏，孔径越小，则孔隙率越小。

本实施例中，环隙反应结构的内外层中至少有一层是由孔隙率不同的孔隙板围成，以进气口(或出气口)正对的环隙反应结构位置为起点，距离该起点近的孔隙板的孔隙率小，距离该起点远的孔隙板的孔隙率大，从而保证了气体从环流方向均匀穿过，使得气流场更加均匀，反应更加充分，反应效率更高。

为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中其他可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无须再重复相同叙述。

本领域技术人员应当清楚，类似于实施例二，如果将环隙反应结构内侧通过隔板分隔成进气腔和出气腔，而将环隙反应结构与壳体之间的空间作为流转腔，并对进气腔和出气腔内分别设置对应的进气口和出气口，同样能够实现本发明，在此不再重述。

以上为本实施例环隙移动床气固反应装置的具体结构，以下基于该具体结构对其工作过程进行描述。本实施例中：

(1)反应颗粒流转

本实施例中的反应颗粒流转与实施例一类似，此处不再重述。

(2)烟气流转

请参照图6，本实施例中，烟气通过进气口hin″进入进气腔cin″，然后烟气一次穿过环隙腔cr″的下半段，在催化剂颗粒的作用下进行一次催化反应去除烟气中的部分硝化合物后，进入流转腔cc″，沿着流转腔cc″侧壁自下向上移动，再次向外穿过环隙腔cr″的上半段，在催化剂颗粒作用下进行二次催化反应再次去除烟气中的硝化合物，然后烟气到达出气腔cout″，通过出气体口hout″进入排放系统。

球形容器与其他容器相比优点：受力均匀，在同样壁厚条件下，球罐的承载能力最高，在相同内压条件下，球形容器所需要壁厚仅为同直径，同原料圆形容器壁厚的1/2，在相同容积条件下，球形容器的表面积最小，由于壁厚，表面积小等原因，一般比圆形容器节省30％～40％的钢材。

需要特别说明的是，本发明所说的“球”是广义的球，其不仅包括几何意义上的球状，同样也包含椭圆球状，平面块所拼接的球状(类似于足球)等近似球状，同样能够实现本发明。

因此，本实施例环隙移动床气固反应装置具有以下优点：

1、球形设备为中心对称形状，故在布置气体的进出路线比较灵活，在任何位置布置进出气体都会使气体流场分布比较均匀。

2、气体在穿过球形床层时候，是大面积分散通过；也就是说，气体在整个设备中的反应或吸附过程，没有折返和突变，所以压降特别低，从而进一步降低系统能耗。

3、固体颗粒在床层中分布均匀，没有死区，更加有利于固体颗粒排出或循环，同时只需要将进料口设置于壳体顶端并通过管道穿过壳体连通至环隙反应结构顶端，将出料口设置于壳体底端并通过管道穿过壳体连通至环隙反应结构底端，不需要设置额外的进料仓和中转料仓，从而简化了设计，节省了投资。

4、在一些需要内压来增加反应效率或者提高反应速度的情况下，使用球形移动床或者固定床能够大大降低材料的消耗，减少一次性投资成本；圆筒形设备将大大增加设备本体重量，矩形设备则不适用与较大内压操作条件。

5、在同等处理量情况下，球形设备所占地面积更小；整体结构简单、紧凑，附属设备少。整个设备没有易损件，维修成本低。

至此，本发明第三实施例环隙移动床气固反应装置介绍完毕。

四、第四实施例(卧式结构)

在某些环保应用场合气体管道直径都比较大，有的因布置条件所致管道还比较长，所以还可以在水平直段管道内部设置环隙移动床。

本发明第四实施例提出了一种适用大直径气体管道的环隙移动床气固反应装置。本实施例与第一实施例的区别在于：卧式结构。

图7a为本发明第四实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。图7b为图7a所示环隙移动床气固反应装置在a-a方向的剖视图。如图7a和图7b所示，本实施例环隙移动床气固反应装置中，壳体10″′和环隙反应结构20″′均水平设置，即壳体和环隙反应结构的中心轴线均与地面平行。环隙反应结构内部形成环隙腔cr″′。

环隙腔内侧设置有纵向的隔板30″′，该隔板的方向与水平方向垂直，从而将环隙反应结构内部空间分隔为进气腔cin″′和出气腔cout″′。在进气腔一侧设置有进气口，在出气腔一侧设置有出气口。在壳体和环隙反应器之间形成流转腔cc″′。在工艺过程中，请参照图7a和图7b，烟气从左侧进气口进入进气腔cin″′，在进气腔对应的环隙腔段进行首次净化，而后再通过流转腔cc″′，在出气腔对应的环隙腔段进行二次净化，进入出气腔cout″′，最后排出反应装置外。两次净化过程保证了净化效果。

在壳体正上方设置沿轴向的单排的多个进料口，该多个进料口分别通过进料管道连接至环隙腔cr″′。同样，在壳体正下方设置单排的多个出料口，该多个出料口分别通过出料管道连接至环隙腔cr″′。在工艺过程中，反应颗粒从多个进料口同时进料，在进入环隙腔cr″′后，依靠自身的重力逐渐下滑，最终由出料口排出。

为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中其他可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无须再重复相同叙述。

如图7b所示，本实施例中环隙腔为圆环状，但该环隙腔同样可以被设计为多边形环状，只需保证在环隙腔内反应颗粒能依靠重力下滑即可，如图7c所示。

本领域技术人员应当能够理解，本实施例卧式结构的环隙移动床气固反应装置具有以下优点：

①可以直接利用气体管道实现，在有环隙物料段局部增加直径，无须格外增加设备，没有格外的占地，也省去设备基础建设的成本。

②气体从轴向进入，轴向排出，气流更加顺畅。没有以往设计中气体由管道进入设备的体积突变，从而造成一定压力损失。

③组成环隙结构的百叶窗或孔板，可以使用一种规格，无须再进行气体二次分布。使制作更加简单。

④气体流动可以外进内出，外进外出，内进内出，内进外出等多种组合，在满足不同的工艺要求的设计时，根据实际情况可以灵活地选择多种形式。也可以根据场地的条件在固体颗粒层厚度和长度上灵活调整，达到美观、简约；而且上述结构的灵活调整均不增加材料成本和气体流动阻力。

⑤上部单排多口进料，下部单排多口出料，可以根据原始工艺参数，灵活操作物料的置换频率，以增加设备整体操作弹性。

⑤整个装置的布置只按照正常的连接管道走向，所以外观整齐、简洁。

⑥设备置于横向管道内部，没有突出的高塔等设备，相应的进出料系统直接布置在管道顶部和底部，在设备使用过程中，没有高空作业，安全性大大提高。

至此，本发明第四实施例环隙移动床气固反应装置介绍完毕。

五、第五实施例(级联结构)

本发明第实施例提出了一种环隙移动床气固反应装置。本实施例与第一实施例的区别在于：在壳体和环隙反应结构之间的第二空间内设置有2块横向的外隔板，将第二空间分为三个腔室，最下侧和最上侧的腔室作为进气腔和出气腔，分别设置进气口和出气口，在环隙反应结构内侧的第一空间在两块外隔板中间的位置再设置一块内隔板，从而将第一空间分隔为2个腔室。

本领域技术人员可以理解，本实施例相当于将两个实施例一的环隙移动床气固反应装置沿纵向级联起来，后一级的进气口连接至前一级的出气口，这增加了烟气所流经的距离，进一步提升了烟气净化效果。

与此类似，在本发明的其他实施方式中，还可以在环隙反应结构内侧和/或外侧设置轴向位置不同的多块隔板，设计烟气所流过的路径，从而可以达到类似的效果。实施例一～四均有类似的变形方式，均在本发明的保护范围之内。

至此，本发明第五实施例环隙移动床气固反应装置介绍完毕。

六、第六实施例(筒状外进内出型)

本发明第六实施例提出了一种环隙移动床气固反应装置。本实施例与第一实施例的区别在于：环隙反应结构和壳体之间的第二空间内并没有设置隔板，进气口设置于壳体上；出气口设置于环隙反应结构内侧的第一空间，并通过管道连接至壳体外。

图8为本发明第六实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。如图8所述，本实施例中，环隙反应结构具有环隙腔cr1。壳体与环隙反应结构之间的第二空间作为进气腔cin1，并在壳体上开设进气口hin1；环隙反应结构内侧的第一空间作为出气腔cout1，出气口hout1设置于出气腔内，并通过管道穿过到壳体外。

本实施例中，固体颗粒的进料和出料结构与实施例一类似，可以实现利用固体颗粒的重量自动进料。

可见，本发明并不需要隔板，只要形成环隙腔容纳固体颗粒，即可解决现有移动床设计复杂、结构冗余的问题，实现整台设备设计简洁、结构紧凑、占地面积小、安装使用方便等优势。

本领域技术人员可以理解，关于进气腔和出气腔的位置实际可以互换，即环隙反应结构内侧的第一空间作为进气腔，壳体与环隙反应结构之间的第二空间作为出气腔，并对应进气腔和出气腔设置进气口和出气口，就可以实现类似的效果。

七、第七实施例(球状内进外出型)

本发明第七实施例提出了一种球形的环隙移动床气固反应装置。本实施例与图6所示的环隙移动床气固反应装置的区别在于：在壳体和环隙反应结构之间的第二空间内并没有设置隔板，将环隙反应结构内侧的第一空间设置为进气腔，将环隙反应结构和壳体之间的第二空间设置为出气腔。

图9为本发明第七实施例环隙移动床气固反应装置的剖视图。如图9所述，本实施例中，环隙移动床气固反应装置整体呈球形，其中壳体呈空心球形，环隙反应结构呈球环状。其中，环隙反应结构具有环隙腔cr2。环隙反应结构内侧的第一空间作为进气腔cin2，在球心位置设置进气口hin2，并通过管道连接至壳体外；壳体与环隙反应结构之间的第二空间作为出气腔cout2，在壳体上对称的位置设置出气口hout2。

本实施例中，固体颗粒的进料和出料结构与实施例三类似，进料口设置于壳体顶端并通过管道穿过壳体连通至环隙腔的上方；出料口设置于壳体底端并通过管道穿过壳体连通至环隙腔的下方，可以利用环隙腔实现利用固体颗粒的重量自动进料。

可见，本发明并不需要隔板，形成环隙腔容纳固体颗粒，即可解决现有移动床设计复杂、结构冗余的问题，实现整台设备设计简洁、结构紧凑、占地面积小、安装使用方便等优势。

此外，本实施例中，直接从内侧中间进气，外侧上下双口出气，更加适用于具有一定规模气量，但是硫化物初始浓度又不高的情况。首先能够让入口气体快速均匀扩散，保证反应效果；其次气体只穿一次固体颗粒层，相当于在设备内的阻力只有原来的一半；第三，气体一次穿过固体颗粒，但是固体颗粒自上而下可以两次与固体颗粒反应，提高其利用率。

本领域技术人员可以理解，关于进气腔和出气腔的位置实际是可以互换的，即壳体与环隙反应结构之间的空间作为进气腔，环隙反应结构内侧的空间作为出气腔，可以实现类似的效果。

需要特别说明的是，对于球形的环隙移动床气固反应装置，可以充分利用其对称性，将进气口(或出气口)设置于球心位置，将出气口(或进气口)中心对称的设置于壳体上，可以进一步促进腔室内的气场均匀，提升反应的效果。

综上，已经结合附图对本发明的七个实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)壳体和环隙反应结构的形状还可以为其他形状；

(2)环隙移动床气固反应装置的应用领域并不局限于上文中提到的领域，进入的气体不局限于如上实施例涉及的烟气，装入环隙反应结构内的固体颗粒也不局限于反应颗粒或催化剂颗粒。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明环隙移动床气固反应装置有了清楚地认识。

综上所述，针对现有技术移动床中反应不充分、反应效率低的缺陷，本发明提供一种环隙移动床气固反应装置，其整体设计简洁、紧凑，能够提高固体颗粒的利用效率和气体的处理效果，能够方便对固体颗粒进、出料，实现经济效益的最大化，具有极强的实用价值和较好的推广应用前景。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明在于少于前面单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。