专利名称：用于两种固相混合物连续分离的流滑床设备的制作方法
技术领域：
本发明有关一种用于以流化床形式分离两种固相混合物的设备，其中，一种固相物是由可流体化的粉末材料组成，而另一种固相物是由在前一种材料流体他的条件下不可流体化的材料组成。
背景技术：
“可流体化的材料”这个术语指的是精通该技术的人们所熟知的所有那些材料。这些材料以粉末形式存在，而且其颗粒尺寸和内聚力存在如下情况，即喷射空气低速流动通过这些材料时引起粉末颗粒相互间的内聚力降低，内摩擦力也减小，这样的材料，举例来说有打算用千火法电解的氧化铝、水泥、灰泥、石灰(生石灰或熟石灰)、粉煤灰、氟化钙、橡胶添加填充料、淀粉、催化剂、碳粉、硫酸钠、磷酸盐、焦磷酸盐、粉末形式的塑料材料、食品加工产品例如奶粉、面粉等等。
众所周知，许多输送物料的方往已成为研究和开发流化床的课题，用这些方法把粉末材料由贮存区输送到至少一个供应那种材料的消耗区这两个区域彼此间相隔一定距离，例如装袋机，把利料放进容器中的机器或者如挤压机那样的生产装置等。
这些方法的一个例子是向火法电解槽供给氧化铝来制铝的装置，此时，熟悉该技术的人们所碰到的问题是粉末材料即氧化铝跨越一个长距离的输送问题。贮存在大容量筒仓中的材料打算供给距筒仓几百米远的加工车间使用时，所逼到的运输问题在很久以前是通过采用可移动容器或者高压气动输送系统或者机械运送装置来解决的。
然而，用流化床法输送氧化铝的设备在专门文献中也已提到。这些设备的一种，例如，在美国专利US4016053中所描述的打算用于把氧化铝供给多处电解榴的设备。推荐用于把氧化铝由贮存区输送到消耗区的这种设备包括如下几部分第一，装有供气和排气装置的第一级流化床输送器，该气体用于始终使氧化铝流体化并使上述第一级输送器基本上充满流体化材料共次，装有与上述相同的供给和排出流体化气体装置的多个第二级流化床输送器，用以接收和运送来自第一级输送器的粉末丰f料并使其保持在第一级输送器中所具有的同样的持久流体化的状态；最后，用于间歇地把粉末材料供给每一个电解槽的设备。
以流化床形式输送例如氧化铝等粉末材料的任何设备，只要那种材料是均匀的，也就是说，只要被运送的那种粉末材料构成一种单一的可流体化物，其运转都是令人满意的。
然而，一旦以流化床输送器运送的材料由两种相互混合的固相混合物组成时，其中一种在另一种流体化条件下沉降，流化床输送器就遇到一系列麻烦，妨碍该系统的正常运行，井可导致漉体化材料的流动被阻塞，因为沉降在流化床壁上的那些材料导致形成优先的气流通道，因此，以流化床输送器运送氧化铝，可能由千在氯化铝流体化条件下存在另一固相物而受到不利的影响。
这个问题特别在下述情况下产生，即在供给电解槽氧化铝以制的系统中，当重复利用氧化铝时，由于其吸附特性，氧化铝往往用来连接由电解槽在其运行中可产生的含氟废物。那些沾满了集结在一起的废物的氧化铝倾向于形成紧密的团块该团块用该行业术语来说被称为“氧化铝结疤”，并干扰液化床供料装置的正常工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种用流体化形式分离两科固相口混合物的设备，其中，一种固相物是由可流体化的粉末材料组成的，而另一种固相物是由在上述那种固相物流体化条件下不可流体化的材料组成的。
根据本发明，该设备由一个用弹性装置悬浮安装的流化床箱体组成。该箱体包括一个由供气体流动的下箱和供流体化的粉末材料流动的上箱组成的浦体化装置。一个多孔流体化壁板位于上下箱之间，还包括至少一根供气到下箱的管子，和至少一根由上箱排出流体化气体的管子，其特征在于供粉末材料流动的上箱装有a)一个以规则流速送进要分离的两种固相混合物的装置；b)一根位于一垂直面上.供排出流体化的固相物的上溢管；c)一个把具有下述特性的振动传送到多孔流体化壁板平面上的周期性振动装置，该振动具有一个振动分量，其指向与装有上溢管的垂直面的方向相反并能使该沉降固相物以逆流关系移动；以及，d)一个排出沉降固相物的装置。
以常规流速送进要分离的两种固相混合物的装置可以位千该设备的上表面的无论什么位置；但是，希望该装置位于流体化的固相物的出料位置的反方向一边。
该上溢管使材料可以由此溢出而实现流体化的固相物的出料。该管有一可挠曲装置用以连接到固定的后部输出管路上，例如，该可挠曲装置可以是波纹橡胶管。
为了供沉降固相物出料并使其在多孔壁板上方均匀分布而又不干扰形成、直体化床的条件。一个周期性的振动被传送到该多孔壁板上，这种周期性振动可以用熟悉本技术的人员所公知的任何握源产生；例如，用一可调的顺序定时器控制的机械掘动，电磁振动，气动，液动等均可，该定时器使振动源能在设定时间周期内以规定的时间间隔进行振动，这样，对于频率为750～1500N/分、振幅为2～5毫米的振动，此值与“振动筛”类标准工业设备的振动相应，该振源工作的时间周期为1～3分钟，其开动率为2～4次/小时。另外，这种振动必须指向沉降固相物的出料方向；也就是说，与流体化的固相物出料方向相反的方向。这种振动还必须有一垂直向上指向的分量；其台矢量相对干多孔流体化壁板的平面是倾斜的。
振动运动的轴线最好通过该设备的垂心，而且相对于铅垂线倾斜a角。该角可定在0°～70°范围内。然而，这些值并不作为本发明的绝对界线。实际上使用的值通常在20°～60°之间。a的最佳值约为45°。
那种非流体他的或者说沉降的固相物，在周期性的定向振动的作用下，在与流体化的固相物流动方向相反的方向上，在保持水平或基本上水平的多孔壁板上方，向前移动。事实上，为了不改变沉降在多孔壁板上的该沉降固相物的均匀分布，因而也就不干扰流体化条件，则该多孔壁板处于水平位置是必须的，然而，偏离水平位置的角度小于3°也是允许的。
即使该沉降物的数量不多，也不能让它在一个长的时间周期中，在与流体化的固相物流动方向相反的方向上在箱体中聚集在其演向的端部。因此，它必须用一种基本上不干扰另一种固相物的流体化的装置，周期性地由箱体中排出和回收，该装置将在下面叙述，在该箱体的端部设置一个贮存沉降固相物的容器也是可以的。
供贮存沉降固相物的客器，例如，是由一圆柱体或棱柱体组成的，它本身可装有一个流体化装置，其多孔流体化壁板是水平的或基本上水平的。
当配备贮存沉降固相物的容器时，该容器也有一周期性地卸出该种材料的装置。这就使得当设备正在运转时，该装置不仅可以把该容器而且也能把流化床同分离设备隔开。这种卸料装置可以是例如一个闸门，或者任何另外为熟悉该技术的人员所知遭的等效装置。
下面将参照
图1所示的垂直剖面图，通过一个具体实施例的说明对本发明做更详细的描述。根据该图，分离两种固相物的流化床设备包括一个供气体流动的下箱1，一个供流体化粉末材料流动的上箱2，一个多孔流体化壁板3，一根用于通入流体化气体的管道4和一根用于由上箱中排出流体化气体的管道5。
该上箱还装有一个以规则流速送进要分离的两种固相混合物的装置(图中未表示)；该装置通过连接着挠性管8的管道6装在上箱上，一根上溢管7装在同送进两种固相混合物的装置的位置相反的另一端，该上溢管使流体化材料可以由分离设备中溢出。该上溢管7同样装有一根使分离设备可以同固定的后部输送管路(图中未表示)相连接的挠性管8a。用箭头9表示的一个定向振动装置使多孔流体化壁板上产生振动，其万向与流体化床移动方向(如箭头10所示)相反。上述振动使得该沉降固相物在如箭头11所示的方向上移动。
一个隔板12倾斜向上地装在送进要分离的两种固相混合物的装置6所在位置的端部。在该隔振的底部，在多孔壁板的水平位置上具有一开口13。开口长度基本上等于多孔壁板3的宽度，而开口高度必须与沉降固相物的最大颗粒尺寸相适应。该开口13可装有一个以箭头13a来表示的、控制启闭的装置。当零件13a打开或移开时，沉降固相物必然带着一定量的流体化粉末材料聚集在容器14中。该隔板12在其上部另外还有一开口18，以使流体化气体向上箱2流出。
在该图示实施例中，容器14装有一个由阀门16和17所限定的闭锁装置15和一柔软可挠曲的连接器8b。
打开闽门16就能使所分离的沉降固相物通过而进入闭锁装置15，关闭阀门16，然后打开阀门17就能捧出该沉降固相物而并不因此干扰连续分离两种固相混合物的设备正常运转。
在容器14的底部也装有一流体化装置(图中未表示)的情况下，下述方案是值得注意的，即使倾斜表面带有一开口18，使得在容器14中向上流动的流件化气体能经由上箱2逸出。
在没有闭锁装置15时，沉降固相物是在控制装置13a的作用下，通过周期性地打开开口13卸料，然后。该沉降固相物被收集在任何容器或榷罐中。
由于本发明的设备是悬浮支撑在弹性装置19上，从而使其能够被以标号9表示的振动所促动。
在使用霍尔一艾鲁特洼(Hall-Hefoult process)把氧化铝供给火法电解槽以制铝的工业装置中，包括有用流化床法把氧化铝由贮存区输送到至少一个消耗区的设备，而根据本发明的设备往往用于实现两种固相混台物的流化床分离。其中，一种固相物是由氧化铝组成的，而另一种固相物是由在第一个固相物流体化条件下不可流体化的材料绍成的，也就是说，是由氧化铝的团块(“氧化铝结疤”)组成的。
根据本发明的设备以下述方式装在流化床氧化铝输送群的前部，以使得只有流体化的固相物用该输送器输送到电解槽。而另一种沉降固相物在干扰流化床输送器的正常运转之前已从该输送装置中除去。
根据本发明的设备是3米长、60厘米宽。下箱1为10厘米高，而供流体化粉末材料振动的上箱2为45厘米高。
多孔流体化壁板3的表面积为1.5米2。在箱体中的流体化气体的压力600毫米水桂(5880帕)，而气体的总流量为2标准米3/分。根掘本发明的设备以每小州6吨的速度有规则地向它供给两种固相(氧化铝和团块)混台物。
定向振动由一如箭头9所表示的偏重式振动器产生。该振动的指向轴线与水平面的交角为45°。其振动频率为1500周/分，振幅为4毫米。
该振动器的一次振动时间为2分钟，每小时振动2次。
该装置连续运转了六个月。在此期间，用该设备处理了26000吨氧化铝。其中，通过开口13可以除去5100公斤沉降固相物，也就是说，平均说来，每吨氧化铝中约有0.2公斤沉降固相物被除去。
在整个运转期间，把氧化铝供给电解槽的这个流化床设备在运转中没有发生由于“氧化铝结疤”或者其他不希望有的团块而产生的任何故障。
权利要求
1.一种用于分离两种固相混合物的流化床设备。其中，一种固相物是由可流体化的粉末材料组成的，而另一种固相物是由在前一种固相物流体化条件下，不可流体化的材料组成的，该设备包括一个用弹性装置悬浮著的，并由供气体流动的下箱(1)和供流体化粉末材料流动的上箱(2)组成的箱体，在上箱和下箱之间有一个基本水平的多孔流体化壁板(3)，另外还包括至少一根用于给下箱(1)供气的管道(4)和至少一根用千把流体化气体由上箱(2)排出的管道(5)，其特征在于该上箱(2)包括一根位于箱体垂直表面上用以溢出流体化固相物的上溢管(7)。一个隔板(12)位于同上溢管(7)位置相反的上箱(2)的端部，在隔板(12)处有一个用于有规则地送进要分离的两种固相混合物的装置(6)，一个用于周期地从多孔板(3)排出沉降固相物的装置，以及一由弹性装置悬浮着的箱体装有一个用于产生周期性振动并把这种振动传送到多孔壁板上去的装置(9)，该振动具有一个振动分量，其指向与上溢管(7)的方向相反。
2.根据权利要求1的一种流化床设备，其特征在于，该设备包括一个用于周期性地产生振动的装置，其振动的持续时问为1～3分钟，振动率为每小时2～4次。
3.根据权利要求1的一种流化床设备，其特征在于该多孔流体化壁板(3)基本上是水平的，其与永平面的夹角小于30°。
4.根据权利要求1的一种流化床设备，其特征在于用于排出沉降固相物的装置是由一贮存容器(14)组成的该容器(14)连接到隔离在进料阀门(16)和排料阀门(17)之间的闭锁装置(15)上。
5.根据权利要求1～4中任何一项的设备，其特征在于，它被用于把氧化铝供给应用霍尔--艾鲁特法，以火法电解制铝的许多电解槽。
全文摘要
本发明涉及一种用于分离两种固相混合物的流化床设备。该设备包括一个用弹性装置悬浮的、由上箱、下箱组成的箱体；位于上下箱之间的多孔壁板，以及至少一根进气管和排气管。其特征是，上箱包括一个规则地送进要分离的两种固相混合物的装置，一根位于箱体表面、用以溢出流体化的固相物的上溢管。一个具有特点的、用于排出沉降固相物的装置以及一个产生周期性振动、并把具有其指何与上溢管位置相反的一个振动分量传送到多孔壁板上的装置。
文档编号B65G53/04GK1966163SQ20051010129
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者周伯根 申请人:周伯根