一种双轴搅拌立式流化床反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及立式气固流化床反应器，具体涉及一种双轴搅拌立式流化床反应器。
【背景技术】
[0002] 粘结性颗粒指的是颗粒间由于存在较强的粘附性的颗粒，在工业化过程中会遇到 各种粘结性颗粒的流态化操作，包括Geldart C类微米级颗粒、发粘聚合物气相聚合、湿颗 粒干燥、喷雾造粒、水泥熟料煅烧、生物质流态化燃烧等各类工业应用。其中发粘聚合物通 常是指一种在低于发粘或软化温度时呈颗粒状，但在高于发粘或软化温度时则结成团的聚 合物。在粘结性颗粒流态化反应器中，颗粒之间粘附作用力较大，粘结性使床内颗粒物料聚 团、结块或者颗粒粘壁现象，传热与传质不均，造成设备频繁发生堵塞，进一步影响流化床 的稳定运行，甚至会造成死床，对工业过程危害极大。一般引入振动场、声场、磁场、搅拌等 外力场来改善粘性颗粒的聚团现象。
[0003] 颗粒之间的作用力主要有范德华力、静电力、液体桥力、固体桥力等。对于Geldart C类粘性颗粒，范德华力是主要的作用力。而对于发粘聚合物气相聚合、湿颗粒干燥等，液体 桥力为主要的作用力。这种粘结性比物理粘结性（范德华力、静电力、毛细管力等）要强， 声场、磁场和震动场均难以产生作用。将搅拌引入气固流化床，可直接将能量输入用以破碎 聚团，改善物料的流化状态，增强传热效率。通过在反应器内部加装内构件或搅拌桨，可克 服此类高粘结性颗粒的聚团现象。
[0004] 搅拌能显著调节和改善单元操作中物料的混合快慢、均匀程度和传热情况，在气 固流化床系统中，搅拌产生的湍动可以减少颗粒之间的相互作用力，使床层混合均匀，促进 流态化，强化流化床气固相际以及床层和壁面的传热。同时，对于具有强烈粘附性的潮湿物 料等易于粘结的颗粒，搅拌可以抑制颗粒聚集，减少甚至避免颗粒之间的聚团、结块及颗粒 在床壁面上的粘附现象。
[0005] 中国专利201110136868. 0公布了制备超细铁粉的搅拌流化床反应器，搅拌能有 效破碎聚团，抑制沟流，显著改善超细氧化铁粉的流化质量，床层中氧化铁颗粒以聚团鼓泡 形式实现完全流化。在550°C下用氢气还原该氧化铁粉的时，由于铁粉颗粒的粒径比氧化铁 粉小，存在颗粒烧结和粘结成团现象，搅拌桨与水平挡板组合，破碎超细铁粉还原金属铁过 程因粘结而形成的大聚团，可解决超细氧化铁粉还原过程的失流问题。
[0006] 中国专利94192687公开了一种搅拌流化床装置用于烯烃聚合，其特点为搅拌器 内部为中空，内部通入气体介质，从搅拌桨叶片上的孔导入反应器。高速喷出的气体冲洗反 应器壁并改善了流化和床中颗粒的搅拌作用。此方法只能防止聚合物颗粒粘附于反应器的 内表面。
[0007] 美国专利4366123公开了丙烯气相聚合的新工艺，该工艺在流化床聚合反应器内 采用了锚式搅拌装置，具有靠近流化床壁的竖直长叶片和靠近轴的竖直短叶片。此方法避 免了聚合物的粘壁。
[0008] 上述专利主要适用于较低粘结力的颗粒流态化。对于高粘结性颗粒，液体桥力、固 体桥力远远大于范德华力。普通聚烯烃其颗粒间的固体桥力最弱，其可不采用带搅拌机构 的流化床。对于高抗冲聚丙烯颗粒间的固体桥力稍强，其一般需要采用带搅拌机构的流化 床。
[0009] 但对于例如乙丙橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚烯烃弹性体等气相聚合过程，此 类方法在美国专利4944534, 5304588，5453471，5652304中，颗粒间的固体桥力更强，即便 采用带搅拌机构的流化床，颗粒仍会聚团，粘附在搅拌桨上和流化床壁上，从而导致流化失 败。
[0010] 中国专利201310572519. 2提出了一种搅拌流化床，其流化床直筒段内设有垂直 安装的转轴和搅拌桨叶，并且在直筒段壁内设有挡板，挡板与搅拌桨叶相配合打碎颗粒聚 团。但直筒段壁内设置的挡板为静止构件，其与搅拌桨叶可实现互相啮合，但是可调节参数 很少，只有搅拌转速可调，适用性受限。
【发明内容】
[0011] 为了克服【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种双轴搅拌立式流化 床反应器，通过搅拌桨的旋转来搅拌和剪切反应器中的气体和固体颗粒，促使高粘结性颗 粒的流态化。
[0012] 本发明采用的技术方案是：
[0013] 该反应器从下至上依次由相同的两个气室、两个流化床直筒段和两个流化床扩大 段拼接连通成一体，两个流化床扩大段顶部分别开有气体出口；两个气室与两个流化床直 筒段间装有一个气体分布板，两个气室侧面分别开有循环气体进口，左、右电机分别经各自 的减速机安装在气室外的下方，两根搅拌轴的一端分别与各自的减速机连接，两根搅拌轴 的另一端分别从各自气室中心底部插入后，穿过各自气室、一个气体分布板上的各自密封 直至各自流化床直筒段，位于流化床直筒段内的两根搅拌轴上等距、交叉安装有一层或多 层搅拌桨叶片，两根搅拌轴上搅拌桨叶之间相互嵌合，流化床直筒段上部开有进料口，位于 流化床直筒段下部开有出料口。
[0014] 所述两根搅拌轴上的搅拌桨叶片形状呈"山"字形，"山"字形的中间凸出部分分别 与各自的搅拌轴垂直连接。
[0015] 所述两根搅拌轴上的搅拌桨叶之间相互嵌合的间隙为1?20mm，优选为2?8mm。
[0016] 所述搅拌桨叶片的剪切刃横截面为菱形或等腰三角形。
[0017] 所述剪切刃的刃口角度为10°?60°，优选为10°?45°。
[0018] 所述两根搅拌轴上的顶层搅拌桨叶的高度大于流化后颗粒床层的高度。
[0019] 本发明具有的有益的效果是：
[0020] 本发明的流化床反应器中，使用了两套安装在搅拌轴上的搅拌桨组成的相互嵌合 的系统，通过此相互嵌合的系统，在搅拌桨叶的四周、轴的表面、流化床内壁面，都可以避免 颗粒的粘附。适用于表面具有高粘结性的流化颗粒体系和气固相流化床反应。本发明的装 备既能防止高粘结性的聚合物颗粒之间形成大的聚团，又能防止聚合物颗粒粘附于反应器 的内表面，同时可以产生有效的搅拌混合作用和改进流化稳定性。适用于粘结性流化颗粒 体系的气固相流化床反应和湿颗粒体系的干燥过程。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明的结构示意图。
[0022] 图2是图1的A-A局部示意图。
[0023] 图3是本发明的"山"型搅拌桨叶片结构放大示意图。
[0024] 图4是图3的"山"型搅拌桨叶片菱形横截面结构B-B示意图。
[0025] 图5是图3的"山"型搅拌桨叶片等腰三角形横截面结构B-B示意图。
[0026] 图中：1、电机，2、减速机，3、循环气体进口，4、气室，5、气体分布板，6、搅拌桨叶片， 7、密封，8、搅拌轴，9、流化床直筒段，10、流化床扩大段，11、气体出口，12、进料口，13、出料 口，14、剪切刃。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0028] 如图1和图2所示，本发明的反应器从下至上依次由相同的两个气室4、两个流化 床直筒段9和两个流化床扩大段10拼接连通成一体，两个流化床扩大段10顶部分别开有 气体出口 11 ;两个气室4与两个流化床直筒段9间装有一个气