專利名稱：一種用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流化床反應(yīng)器中的復(fù)合構(gòu)件，尤其是涉及一種在循環(huán)流化床 中改善流化質(zhì)量、提高反應(yīng)效率的擾流型復(fù)合構(gòu)件。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、能源、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域。現(xiàn)有的 循環(huán)流化床中，由于其顆粒濃度較大，氣固返混較小，易于建立溫度及濃度梯度， 不僅提高了氣固接觸效率，而且具有易于放大，可以處理粘性物料，原料及設(shè)備 利用率高，能耗小，投資少費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此，在現(xiàn)有的循環(huán)流化床中，再添 加內(nèi)構(gòu)件是流化床中改善流化質(zhì)量和改進(jìn)氣固流動(dòng)行為的有效方法。目前在流化 床中使用的內(nèi)部構(gòu)件包括擋網(wǎng)、擋板、垂直管束等。內(nèi)構(gòu)件的形式有許多種，例 如圓環(huán)型、鈍體式、圓棒規(guī)整堆積填料、斜片擋板結(jié)構(gòu)、波紋結(jié)構(gòu)、多孔板式、 槳式、脊式等。國外流化床反應(yīng)器中一般采用兼作換熱管用的垂直管束為內(nèi)構(gòu)件，并推薦以 當(dāng)量直徑為放大指標(biāo)。國內(nèi)有百葉窗水平擋板構(gòu)件，它與換熱管束配合使用。上 述構(gòu)件各有特色，水平擋板構(gòu)件具有破碎氣泡的功能，垂直管束構(gòu)件放大效應(yīng)小。 兩種構(gòu)件的共同缺點(diǎn)是只能在較低的空床速度下操作，當(dāng)氣速超過一定數(shù)值時(shí)， 在水平擋板下面出現(xiàn)含有少量顆粒的"氣墊"，而在垂直管束間相應(yīng)出現(xiàn)"氣節(jié)" (金涌等，流化床反應(yīng)器新型內(nèi)構(gòu)件，中國發(fā)明專利CN 85 1 00040 A)?，F(xiàn) 有多孔板式、槳式和孔槳式內(nèi)構(gòu)件，都能使氣固混合及接觸得以強(qiáng)化，有可能提 高化學(xué)反應(yīng)器的效率。但是由于循環(huán)流化床內(nèi)氣、固流動(dòng)速度均較高，并且這些 內(nèi)構(gòu)件沒有考慮對(duì)流化床內(nèi)氣流的引導(dǎo)，有可能導(dǎo)致這些內(nèi)構(gòu)件磨損加劇，并使 流化床床層壓降增加，影響流化床的實(shí)際工作效率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提高流化床的工作效率，從而提供一種專用于循環(huán)流化床 的、帶有導(dǎo)流板和擾流板的管束組成的擾流型復(fù)合構(gòu)件；該擾流型復(fù)合構(gòu)件具有改變流化床內(nèi)的顆粒濃度分布，同時(shí)通過內(nèi)構(gòu)件對(duì)流化床內(nèi)的氣體流場(chǎng)進(jìn)行弓I導(dǎo) 達(dá)到改善流化質(zhì)量，提高流化床內(nèi)反應(yīng)效率的目的。 本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明提供的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件包括導(dǎo)流板3， 擾流板4，其特征在于，還包括2-30根圓管1，所述的圓管1的直徑與長(zhǎng)度均相 等；所述的導(dǎo)流板3的一邊固定在所述的圓管1上；所述的擾流板4的一邊固定 在所述的圓管1上，并且擾流板4的另一邊與所述的導(dǎo)流板3的另一邊相固定， 其中導(dǎo)流板3與擾流板4的夾角在5fl-90°之間；安裝有導(dǎo)流板3和擾流板4的圓 管1的一端通過固定件2固定在一起，該2-30根圓管1處在同一平面上，每一 根圓管1的另一端以固定件2的中心為圓心呈輻射狀排列，其中每一根圓管1 之間的夾角在108-180°之間。
在上述的技術(shù)方案中，還包括所述的圓管1分為兩組，每一組呈扇形通過固 定件2固定在一起，每一組中的圓管之間的角度為均勻分布，圓管1之間的夾角 在5e-90°之間，而兩組圓管之間的夾角在60°-150°。
在上述的技術(shù)方案中，所述的圓管的直徑在0.02 m-0.8ni之間，長(zhǎng)度與循 環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)半徑相等。
在上述的技術(shù)方案中，所述的圓管由不銹鋼管、陶瓷、玻璃鋼或者碳鋼制成。 在上述的技術(shù)方案中，所述的導(dǎo)流板的長(zhǎng)度為圓管長(zhǎng)度的30%-100%，寬度 為圓管直徑的0. 2-200倍之間。
在上述的技術(shù)方案中，所述的擾流板的長(zhǎng)度與導(dǎo)流板相同，寬度為圓管直徑 的O. 2-200倍之間。
在上述的技術(shù)方案中，所述的擾流板可以為平面板，也可以弧形板； 在上述的技術(shù)方案中，所述的導(dǎo)流板可以為平面板，也可以弧形板； 在上述的技術(shù)方案中，所述的導(dǎo)流板由不銹鋼板、陶瓷、玻璃鋼或者碳鋼制成。
在上述的技術(shù)方案中，所述的擾流板的由不銹鋼板、陶瓷、玻璃鋼、碳鋼制成。
在上述的技術(shù)方案中，所述的固定件2包括軸或圓盤。 在使用時(shí)本發(fā)明的循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，安裝在循環(huán)流化 床提升管出口處。
本發(fā)明循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明的擾流型復(fù)合構(gòu)件不同于現(xiàn)有的多孔板式、槳式和孔槳式內(nèi)構(gòu)件， 通過擾流型管束復(fù)合構(gòu)件在床內(nèi)的放射狀分布，以及設(shè)置擾流板的布置可以有效 避免現(xiàn)有多孔板式、槳式和孔槳式內(nèi)構(gòu)件造成的高氣速下循環(huán)流化床內(nèi)氣墊和氣 節(jié)的出現(xiàn)。
2、 傳統(tǒng)內(nèi)構(gòu)件的加入多為僅僅通過干涉顆粒運(yùn)動(dòng)，使循環(huán)流化床內(nèi)局部濃 度變化，從而對(duì)循環(huán)流化床效率影響有限。使用本發(fā)明的擾流型復(fù)合構(gòu)件，在循 環(huán)流化床內(nèi)通過擾流板，對(duì)上下行顆粒群的有效擾動(dòng)和導(dǎo)流板對(duì)氣流場(chǎng)的調(diào)節(jié)， 有效促進(jìn)了顆粒群的更新和中心區(qū)快速流動(dòng)的氣固兩相之間的交換，有效改善了 氣固傳質(zhì)效果，提高了循環(huán)流化床工作效率。
3、 傳統(tǒng)內(nèi)構(gòu)件的導(dǎo)入，由于僅考慮床內(nèi)部顆粒群的分布和傳質(zhì)問題，不考慮對(duì)氣流場(chǎng)的有效引導(dǎo)，往往使循環(huán)流化床壓降無規(guī)則波動(dòng)的幅度和頻率明顯增 加，降低了設(shè)備的可靠性。本發(fā)明的擾流型復(fù)合構(gòu)件在充分考慮顆粒群的上下行 擾動(dòng)增加傳質(zhì)的同時(shí)，還對(duì)導(dǎo)流板設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，通過導(dǎo)流板對(duì)氣流場(chǎng)進(jìn)行了 有效引導(dǎo)從而明顯降低了循環(huán)流化床壓降無規(guī)則波動(dòng)的幅度和頻率，提高了設(shè)備 的可靠性。
4、 傳統(tǒng)內(nèi)構(gòu)件由于多為單組態(tài)、單功能構(gòu)件，對(duì)循環(huán)流化床脫硫裝置的操 作彈性正面效應(yīng)較小。本發(fā)明的擾流型復(fù)合構(gòu)件通過兼顧顆粒群有效流場(chǎng)分布和 氣流有效擾動(dòng)分布，使循環(huán)流化床脫硫裝置的操作彈性從常規(guī)的50%-110%提高 到了 30%-150%。


圖1是本發(fā)明的擾流型管束復(fù)合構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的擾流板和擾流板安裝在圓管上的結(jié)構(gòu)示意意圖。 圖3是本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件布置在一循環(huán)流化床中的俯視圖。 圖4是本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件布置在一循環(huán)流化床中的縱剖圖。 圖面說明如下卜圓管 2-固定件(用于固定圓管的)3-導(dǎo)流板4-擾流板 5-循環(huán)流化床反應(yīng)器 6-循環(huán)流化床反應(yīng)器的出口7-兩組圓管之間的夾角 8-每一組圓管之間的夾角具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明。 實(shí)施例1
參考圖2、 4，本實(shí)施例制作的復(fù)合構(gòu)件用于煙氣脫硫的循環(huán)流化床反應(yīng)器， 該擾流型管束復(fù)合構(gòu)件由6根圓管1，和6塊導(dǎo)流板3、 6快擾流板4組成，其 中圓管l為碳鋼管，直徑為0.2mX長(zhǎng)3m。其中導(dǎo)流板3為碳鋼板制作，寬度為 0.4m，長(zhǎng)度3m，導(dǎo)流板3的一邊焊接在圓管1上部，其中導(dǎo)流板3與擾流板4 安裝在圓管1上的夾角在30° (圓管之間的角度與圓管的數(shù)量有關(guān)，導(dǎo)流板3焊 接在圓管l上的焊接點(diǎn)，與圓管l中心的連線與水平面呈75°夾角，導(dǎo)流板3與 水平面夾角為45°);擾流板3為碳鋼材料制作，寬度0.4m，長(zhǎng)為3 m，擾流板 3—端與導(dǎo)流板4的一段焊接，另一端焊接在圓管l上。
取6根圓管1上已安裝好擾流板3與導(dǎo)流板4，選擇圓盤作為固定件2，通 過固定件2將該6根圓管1的一端焊在一起，并且使這6根圓管1處在同一平面 上，6根圓管1之間的夾角為60。，這6根圓管1的另一端呈放射狀布置，使用 時(shí)將另一端焊接在流化床頂部的出口處的內(nèi)壁上。
實(shí)施例2
參考圖2、 4，本實(shí)施例制作的復(fù)合構(gòu)件由18根圓管1， 18塊導(dǎo)流板3和18 塊擾流板4組成，其中圓管l為陶瓷，直徑為0.08mX長(zhǎng)3m。其中導(dǎo)流板3和 擾流板4均為不銹鋼板或者陶瓷、玻璃鋼平板制作，寬度為0.6m，長(zhǎng)度2m; 導(dǎo)流板3為圓弧形，導(dǎo)流板圓弧所對(duì)的夾角為15°,擾流板4為圓弧形，擾流板 4圓弧所對(duì)的夾角為20°。 18根圓管1上固定安裝好擾流板3與導(dǎo)流板4，選擇 一軸作為固定件2，通過固定件2將該6根圓管1的一端焊在一起，并且使這6 根圓管1處在同一平面上，6根圓管1之間的夾角為20°，這18根圓管1的另一 端呈放射狀布置。
實(shí)施例3
參考圖2、 4，本實(shí)施例制作的復(fù)合構(gòu)件由30根圓管1， 30塊導(dǎo)流板3和30 塊擾流板4組成，其中圓管l為玻璃鋼圓管，直徑為0.2mX長(zhǎng)4m。其中導(dǎo)流 板3和擾流板4均為玻璃鋼材料制作的弧形板(圖上未示出)，寬度為O.l ra， 長(zhǎng)度4 m; 30根圓管1上固定安裝好擾流板3與導(dǎo)流板4，選擇一軸作為面定 件2，通過固定件2將該30根圓管1的一端焊在一起，并且使這30根圓管1處 在同一平面上，30根圓管1之間的夾角為12°,這30根圓管1的另一端呈放射狀布置。實(shí)施例3參考圖1、 2和3，本實(shí)施例制作的復(fù)合構(gòu)件由該擾流型管束復(fù)合構(gòu)件由8 根圓管l，和8塊導(dǎo)流板3、 8塊擾流板4組成，其中圓管l為碳鋼管，直徑為 0.2mX長(zhǎng)3m。其中導(dǎo)流板3為碳鋼材料制作成弧形，寬度為0. 4m，長(zhǎng)度3 m, 導(dǎo)流板3的一邊焊接在圓管1上部，其中8根圓管1分為兩組，每一組呈扇形通 過固定件2固定在一起，每一組中的4根圓管之間的角度為均勻分布，圓管1 之間的夾角8為20°;兩組圓管之間的夾角7為120°;其余結(jié)構(gòu)同實(shí)施例l。
權(quán)利要求
1.一種用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件包括導(dǎo)流板(3)，擾流板(4)，其特征在于，還包括2-30根圓管(1)；所述的導(dǎo)流板(3)的一邊固定在所述的圓管(1)上；所述的擾流板(4)的一邊固定在所述的圓管(1)上，并且擾流板(4)的另一邊與所述的導(dǎo)流板(3)的另一邊固定，其中導(dǎo)流板(3)與擾流板(4)的夾角在5°-90°之間；安裝有導(dǎo)流板(3)和擾流板(4)的圓管(1)的一端通過固定件(2)固定在一起，該2-30根圓管(1)處在同一平面上，每一根圓管(1)的另一端以該固定點(diǎn)為圓心呈輻射狀排列，其中每一根圓管(1)之間的夾角在10°-180°之間。
2. 按權(quán)利要求l所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特 征在于，還包括所述的圓管(1)分為兩組，每一組呈扇形排列，通過固定件(2) 固定在一起，每一組中的圓管之間的角度為均勻分布，圓管1之間的夾角在5°-90° 之間，而兩組圓管之間的夾角在60°-150°。
3. 按權(quán)利要求l所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特 征在于，所述的圓管(1)的直徑在為0.02m-0.8m，長(zhǎng)度與循環(huán)流化床反應(yīng)器 半徑相等。
4. 按權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特 征在于，所述的圓管(1)由不銹鋼、玻璃鋼、陶瓷或者碳鋼制成。
5. 按權(quán)利要求l所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特 征在于，所述的導(dǎo)流板(3)長(zhǎng)度為圓管長(zhǎng)度的30%-100%，寬度為圓管直徑的 0. 5-200倍之間。
6. 按權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特 征在于，所述的擾流板(4)的長(zhǎng)度與導(dǎo)流板(3)相同，寬度為圓管直徑的0. 2-200倍之間。
7. 按權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特 征在于，所述的導(dǎo)流板(3)由不銹鋼、玻璃鋼、陶瓷或者碳鋼制成直板或者弧 形板。
8. 按權(quán)利要求l所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特征在于，所述的擾流板(4)由不銹鋼管、玻璃鋼、陶瓷或碳鋼制成直板或者弧 形板。
9.按權(quán)利要求l所述的用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件，其特 征在于，所述的固定件(2)包括軸或圓盤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于循環(huán)流化床反應(yīng)器中的擾流型復(fù)合構(gòu)件包括2-30根圓管、擾流板和導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的一邊固定在圓管上；擾流板的一邊也固定在圓管上，并且擾流板的另一邊與導(dǎo)流板的另一邊固定，其中導(dǎo)流板與擾流板的夾角在5°-90°之間；安裝有導(dǎo)流板和擾流板的圓管的一端固定在一起，該2-30根圓管處在同一平面上，每一根圓管的另一端以該固定點(diǎn)為圓心呈輻射狀排列，每一根圓管之間的夾角可以相同或者不相同，夾角在10°-180°之間。該復(fù)合構(gòu)件通過對(duì)上下行顆粒群的有效擾動(dòng)和氣流場(chǎng)的脈動(dòng)調(diào)節(jié)，有效促進(jìn)了顆粒群的更新和中心區(qū)快速流動(dòng)的氣固兩相之間的交換，有效改善了氣固傳質(zhì)效果，明顯提高了循環(huán)流化床的反應(yīng)效率。
文檔編號(hào)B01J8/24GK101293189SQ20071009873
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者何京東, 朱廷鈺, 荊鵬飛 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院過程工程研究所