专利名称：一种用于环形流化床反应器内的循环增速管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种增速管，具体涉及一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，属于流化床反应器技术领域。
背景技术：
流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器，在用于气固系统时，又称沸腾床反应器。流化床技术由于其所特有的优点，如高效的传热传质、均匀的温度场、颗粒的大处理量、很宽的操作范围等，使其在许多工业领域中都得到广泛的应用，并且仍有非常好的工业前景。但流化床仍然存在着很多弊端I)由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着较广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目标产物的转化率；2)反应物以气泡形式通过床层，减少了气一固相之间的接触机会，降低了反应转化率；3)当用到固体催化剂时，床料颗粒在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使得催化剂加速粉化，再加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒催化剂的带出，造成明显的催化剂流失；4)床层内的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下,难以揭示并归纳出统一的规律,也难以突破经验放大和经验操作的瓶颈。目前已在流化床工作原理基础之上，开发出了几种不同类型的反应设备。其中，循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。工作时，物料受到流化载气的作用呈现流态化状态。大颗粒通过自身重力沿着炉膛内壁落入炉膛下部，如此循环，称为内循环。细小的颗粒被烟气扬吸、夹带入旋风分离器中通过离心力、重力落入返料器中通过返料风、松动风送入炉膛。构成了外循环。细灰被引风机吸入除尘器，除尘完成后进入烟道。但循环流化床的这种结构使得锅炉器件的磨耗较严重，而且需要投入额外的动力源，因此它的经济性不高。西班牙大学开发过喷动床裂解器，工作时，裂解蒸汽可立即离开反应器，而固体原料却可在反应器内循环，直到裂解完全利字变小后才随气体带出，从而可解决原料粒子和产物蒸汽对停留时间要求的矛盾。这种装置的另一优点是，生物质的裂解和裂解油的精炼可在一起完成。由于喷动反应器内常可加一定密度的惰性颗粒以促进传热和传质，如果把有催化裂解作用的催化剂取代惰性颗粒，则可提高裂解油的质量。虽然喷动床可在一定程度上解决流化床的问题，但目前为止，它只适用于小型的装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，能够通过促进反应器内部流体循环的方式提高反应器的传热效率。 一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，所述的流化床反应器包括反应器外壳和燃烧室，反应器外壳和燃烧室均为筒体，燃烧室竖直安装在反应器外壳内且两者之间形成环形反应区，其特征在于，循环增速管包括90°弯管、升管、异径接头、三通管、直通管接头、接管、第一螺母、锥形管、O型圈、垫片及第二螺母，外围设备为风机；其中直通管接头的中心开有通孔，通孔的下端加工有沉台，且中部圆周面上加工有卡槽，下端圆周面上加工有上螺纹段和下螺纹段，锥形管底部有与直通管接头下端沉台对应的定位台；连接关系为三通管主管的上端竖直依次连接有异径接头、升管及90°弯管，异径接头的小端与三通管连通且90°弯管的敞口为循环增速管的排气口，三通管主管的下端竖直依次连接有直通管接头和接管，直通管接头和接管之间通过第一螺母固连，第一螺母与直通管接头的下螺纹段配合，直通管接头内部安装锥形管，锥形管的下端卡在直通管接头中心通孔下端的沉台内，且其顶端高于三通管侧部支管的轴线，锥形管的下端面与接管的上端面之间设置有0型圈，接管的下端为喷动口，直通管接头圆周面的卡槽内安装垫片且上螺纹段上安装第二螺母，三通管侧部的支管为循环增速管的进气口 ；循环增速管竖直安装在燃烧室内部，循环增速管的90°弯管和三通管侧部支管穿过燃烧室的圆周面并与环形反应区连通，循环增速管的下端穿过燃烧室的底面并通过第二 螺母固定，接管的下端与风机连通。所述的锥形管内部空腔分为上下两段，上段空腔为圆柱形，下段空腔为锥形，且下段锥形的锥角为20 40°。有益效果(I)本发明在循环增速管内增加锥形管，使得循环增速管的进气口压力小于反应区的压力，能够加快流体的循环并减少固体颗粒和气泡在连续流动过程中的停留时间，使产物分布均匀，提高目标产物的转化率；(2)本发明在三通管和升管之间增加异径接头，增大流体上升的截面，加快流体的循环；(3)本发明可根据反应器的容量以及实际需求增加或减少循环增速管的数量，使反应器的工作状态可调化。
图I为本发明循环增速管的结构图。图2为本发明循环增速管的局部放大图。其中，1-90°弯管、2-升管、3-异径接头、4-三通管、5-直通管接头、6-接管、7-第一螺母、8-锥形管、9-0型圈、10-排气口、11-进气口、12-喷动口、13-垫片、14-第二螺母
具体实施例方式下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。如附图I及附图2所示，本发明提供了一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，该循环增速管包括90°弯管I、升管2、异径接头3、三通管4、直通管接头5、接管6、第一螺母7、锥形管8、0型圈9、垫片13及第二螺母14，外围设备为风机；其中直通管接头5的中心开有通孔，通孔的下端加工有沉台，且中部圆周面上加工有卡槽，下端圆周面上加工有两节螺纹；锥形管8的内部空腔分为上下两段，上段空腔为圆柱形，下段空腔为锥形，下段锥形的锥角为20°且底部有与直通管接头5下端沉台对应的定位台；连接关系为三通管4主管的上端竖直依次连接有异径接头3、升管2及90°弯管1，异径接头3的小端与三通管4连通且90°弯管I的敞口为循环增速管16的排气口 10，三通管4主管的下端竖直依次连接有直通管接头5和接管6，直通管接头5和接管6之间通过第一螺母7固连，第一螺母7与直通管接头5的下螺纹段配合，直通管接头5内部安装锥形管8，锥形管8的下端卡在直通管接头5中心通孔下端的沉台内，且其顶端高于三通管4侧部支管的轴线，锥形管8的下端面与接管6的上端面之间设置有O型圈9，接管6的下端为喷动口 12，直通管接头5圆周面的卡槽内安装垫片13且上螺纹段上安装第二螺母14，三通管4侧部的支管为循环增速管16的进气口 11。流化床反应器包括反应器外壳和燃烧室，反应器外壳和燃烧室均为筒体，燃烧室竖直安装在反应器外壳内且两者之间形成环形反应区，循环增速管竖直安装在燃烧室内部，循环增速管的90°弯管I和三通管4侧部支管穿过燃烧室的圆周面并与环形反应区连通，循环增速管的下端穿过燃烧室的底面并通过第二螺母14固定，接管6的下端与风机连通。工作原理启动风机，使流化载气通过喷动口 12进入循环增速管内，流化载气便会经过锥形管8，由于锥形管8的入口直径大而出口直径小，流化载气从中通过后压力会大幅下降，即锥形管8的出口压力较小，而又由于环形反应区内的床层呈现一定的正压，因此环形反应区内的流体便会因为压力的作用通过进气口 11进入到循环增速管内，且锥形管8的最高点高于三通管4侧部支管(进气口 11)的轴线，所以从锥形管8喷出的流化载气会直接进入到升管2内而不会从三通管4侧部支管流出，流体和流化载气混合后在循环增速管内上升，最后从排气口 10回到环形反应区内，这样可实现流体在反应器内的循环，使反应器内的流体与热源深入地接触，提高热能利用率，增加反应器的传热效率，此外由于流体的粘性作用，风机鼓入的流化载气在从锥形管8的出口喷出后会带动周围静止的气体随之一起运动，这就使得进气口 11处原有空间内的气体分子数量减少，造成一定程度的负压。由于负压的作用，能够加快反应区内的流体从进气口 11进入到循环增速管内，加快流体的循环。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
1.一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，所述的流化床反应器包括反应器外壳和燃烧室，反应器外壳和燃烧室均为筒体，燃烧室竖直安装在反应器外壳内且两者之间形成环形反应区，其特征在于，循环增速管包括90°弯管(I)、升管(2)、异径接头(3)、三通管(4)、直通管接头(5)、接管(6)、第一螺母(7)、锥形管(8)、O型圈(9)、垫片(13)及第二螺母(14)，外围设备为风机；其中直通管接头(5)的中心开有通孔，通孔的下端加工有沉台，且中部圆周面上加工有卡槽，下端圆周面上加工有上螺纹段和下螺纹段，锥形管(8)底部有与直通管接头(5)下端沉台对应的定位台； 连接关系为三通管(4)主管的上端竖直依次连接有异径接头(3)、升管(2)及90°弯管(I)，异径接头(3)的小端与三通管(4)连通且90°弯管(I)的敞口为循环增速管的排气口(10)，三通管(4)主管的下端竖直依次连接有直通管接头(5)和接管￠)，直通管接头(5)下端和接管(6)之间通过第一螺母(7)固连，第一螺母(7)与直通管接头(5)的下螺纹段配合，直通管接头(5)内部安装锥形管(8)，锥形管(8)的下端卡在直通管接头(5)中心通孔下端的沉台内，且其顶端高于三通管(4)侧部支管的轴线，锥形管(8)的下端面与接管(6)的上端面之间设置有O型圈(9)，接管(6)的下端为喷动口(12)，直通管接头(5)圆周面的卡槽内安装垫片(13)且上螺纹段上安装第二螺母(14)，三通管(4)侧部的支管为循环增速管的进气口(11);循环增速管竖直安装在燃烧室内部，循环增速管的90°弯管(I)和三通管(4)侧部支管穿过燃烧室的圆周面并与环形反应区连通，循环增速管的下端穿过燃烧室的底面并通过第二螺母(14)固定，接管￠)的下端与风机连通。
2.如权利要求I所述的一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，其特征在于，所述的锥形管(8)内部空腔分为上下两段，上段空腔为圆柱形，下段空腔为锥形，且下段锥形的锥角为20 40°。
全文摘要
本发明提供了一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，该增速管包括90°弯管、升管、异径接头、三通管、直通管接头、接管、第一螺母、锥形管、O型圈、垫片及第二螺母；其中三通管主管的上端竖直依次连接有异径接头、升管及90°弯管，三通管主管的下端竖直依次连接有直通管接头和接管，直通管接头和接管之间通过第一螺母固连，直通管接头内部安装锥形管，锥形管的下端卡在直通管接头中心通孔下端的沉台内，且其顶端高于三通管侧部支管的轴线，锥形管的下端面与接管的上端面之间设置有O型圈，接管的下端为喷动口，三通管侧部的支管为循环增速管的进气口。本发明在循环增速管内增加锥形管，能够加快流体的循环，提高目标产物的转化率。
文档编号B01J8/24GK102641695SQ201210132398
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者任学勇, 司慧, 常建民, 王霄 申请人:北京林业大学