专利名称：折流式载流床反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将粉料进行氧化、还原、锻烧或干燥的折流式载流床反应器，该反应器可广泛应用于固相加工过程，属于颗粒——流体系统的流态化技术领域。
在气固流态化体系内，随着气体流速的增加，颗粒浓度逐渐变稀，气固流型从浓相鼓泡到湍流，最后进入稀相载流状态。一般的鼓泡流化床气固接触较好，颗粒停留时间较长。但它结构较复杂，流动压降高，对于气体含尘高，颗粒有粘结的工艺，难于维持长时间的稳定操作。且气速低，设备庞大；颗粒全混，产品质量不均。现有的载流床反应器，气速高，生产能力大，结构简单，操作方便，广泛应用于化工的干燥技术。常规的载流床结构主要由加料器、单根载流立管、旋风分离器组成。研究表明，在载流立管下端，颗粒浓度较大，气固之间相对速度较高，而向上经过一段很短的高度后，床层空隙度即趋于某个平衡值，这个平衡空隙度高达0.99以上。与此同时，气固之间相对速度也趋向不变。因此载流床内颗粒的停留时间一般以秒计，全床平均的传热、传质速度也不高。
本实用新型的目的是为了克服现有载流床反应器的缺点，提供一种结构简单、高度较低、操作方便、产品质量均匀、流动压降低的折流式载流床反应器。该反应器且能适合反应气体含尘量较高，反应时间为分钟级的固相加工工艺。
本实用新型“折流式载流床反应器”主要由加料器、载流立管、下端折流器、上端折流器、吹气环管及旋风分离器等构成，其特点是该反应器的载流立管由入口下降立管、上升立管和出口下降立管组成；反应器的下端折流器底部为倒锥形流化床，顶端分别联结入口下降立管和上升立管，锥形以上空间安装吹气环管；上端折流器底部联结上升立管和出口下降立管，上部为自由空间；旋风分离器与出口下降立管的下端出口相连。
以下将结合附图
具体描述本实用新型附图为本实用新型折流式载流床反应器的示意图。
本实用新型的实施例可用附图进一步说明。如图所示含尘气体由入口下降立管(6)顶端的进气口(4)直接进入，高速向下流动，与由加料器(3)经入口下降立管(6)上的粉料入口(5)所加入的粉料迅速混合，顺重力并流向下。下端折流器(8)底部为倒锥型流化床，流化床内填充着与加工工艺相适应的粗颗粒物料，粗颗粒物料可采用成分与被加工粉料相同，但粒径为粉料粒径的5－15倍的粗颗粒，或粒径为0.3－1.0毫米的钢珠，或其他相适应的粗颗粒物料。锥形以上空间装有吹气环管(7)，吹气环管由不锈钢制造，可为单环或多环，环管侧壁开孔，吹气环管(7)与连结管(9)相连通，部分流化气体经连结管(9)通入吹气环管，气体由侧孔喷入锥形以上空间。另一股流化气体由下端折流器(8)下端进气口(10)以脉动气流方式进入，在脉动气流和吹气环管(7)喷气的共同作用下，粗颗粒处于浓相流化状态。当向下并流的气固两相流折流穿过这一流化床，再向上进入上升立管(2)时，由于流向的改变和粗颗粒的挡体作用，延长了细粉的停留时间。当细粉到达上端折流器(1)再转为顺重力向下运动时，在上升立管(2)和出口下降立管(11)的上部又形成浓度较高的区域，在出口下降立管(11)下端，进入旋风分离器(12)之前，两相混合物的浓度又将升高，被加工的粉料在反复加速、减速、折流的过程中与反应气体作用，完成了加工过程，加工后的产品由下降立管(11)出口进入旋风分离器(12)，经旋风分离器的作用，加工好的产品由旋风分离器的排料口排出，尾气由其排气口排出。
本实用新型折流式载流床反应器的载流立管是由入口下降立管(6)、上升立管(2)和出口下降立管(11)等三根立管组成。每根立管横截面可为园形或三角形。
本实施例反应器的主要尺寸如下三根立管均为园形，内径为φ73mm，呈三角形排列。
上升立管(2)高8.92m，上端折流器(1)高0.45m，下端折流器(8)高0.74m。
吹气环管(7)采用单环管，直径为65mm，侧壁开孔。
该折流式反应器已用于熔融还原炼铁工艺的铁精矿流态化预还原技术中。高温含尘的还原性煤气由入口下降立管(6)顶部通入，随即与铁精矿粉混合下流。下端折流器(8)中填充粗粒焦粉，流化气体总量不及载流气体十分之一、气固混合物依次流过下端折流器(8)、上升立管(2)、上端折流器(1)、出口下降立管(11)，最后进入旋风分离器(12)，经分离排料，精矿粉被还原到期望的还原度，尾气排出去循环系统。
本实施例的反应条件及结果如下反应温度900℃左右，载流管气速2.5－3.2m／s，加料量20kg／hr，上升立管压降200－270kg／m2，矿粉还原度27－35％。
本实用新型的优点是气固之间湍动激烈，传热、传质速度快。固体颗粒反应时间较长，产品质量均匀而流动阻力较小。容许反应气体含尘量高。装置结构简单，占地面积小，高度较低。操作方便，处理能力大，适合应用于反应时间为分钟级的化工、冶金、建材等类似的固相加工过程。
权利要求1.一种载流床反应器，包括加料器、载流立管、旋风分离器，其特征在于它还包括有上端折流器、下端折流器，上述的载流立管由入口下降立管、上升立管、出口下降立管组成；下端折流器底部为倒锥形流化床，顶端分别联结入口下降立管和上升立管，锥形以上空间安装吹气环管；上端折流器底部联结上升立管和出口下降立管，旋风分离器与出口下降立管的下端出口相连。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于所说的倒锥形流化床内填充与加工工艺相适应的粗颗粒物料。
3.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于倒锥形流化床内填充的与加工工艺相适应的粗颗粒物料可以采用成份与加工粉料相同，但粒径为粉料粒径5－15倍的粗颗粒，或粒径为0.3－1.0毫米的钢珠，或其它相适应的粗颗粒物料。
4.根据权利要求1或2或3的反应器，其特征在于反应器中的吹气环管可为单环或多环的吹气环管，环管侧壁开孔。
5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于入口下降立管、上升立管、出口下降立管的横截面为圆形或三角形。
6.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于入口下降立管、上升立管、出口下降立管的横截面为圆形或三角形。
专利摘要本实用新型提供一种用于固相加工的折流式载流床反应器，它主要由加料器、上升立管、入口下降立管、出口下降立管、上端折流器、下端折流器及旋风分离器等部分构成。下端折流器底部为倒锥形流化床，顶端分别联结入口下降立管和上升立管，旋风分离器与出口下降立管的下端出口相连。该反应器结构简单，高度较低，操作方便，立管内气固湍动激烈，传热、传质速度快、流动压降低，比一般载流床颗粒浓度大。它适合于反应气体含尘量较高，产品质量要求均匀，反应时间为分钟级的固相加工过程。
文档编号B01J8/24GK2091713SQ9120432
公开日1992年1月1日 申请日期1991年3月27日 优先权日1991年3月27日
发明者姚建中, 郭慕孙, 刘淑娟, 沈天临, 赵文龙, 周荣本, 李桂兰, 王峰 申请人:中国科学院化工冶金研究所