專利名稱:氣體懸浮反應器的制作方法
本發(fā)明是關于氣體懸浮反應器，以下稱為所敘述的這一類反應器，包括一個實質上是圓筒形的容器，它的軸線大體上是直立的，并具有其壁面向下和向內傾斜的底部;在靠近底部的容器壁上有將要被處理的顆粒物料和燃料引入容器內的裝置;有從底部向容器中心向上引入一股氣體射流的裝置，以便氣流與物料反應和/或包括使燃料燃燒的裝置，以及使物料在氣流中懸浮的裝置。
當氣體進入反應容器時，氣速是高的，一般為20～35米/秒而通過容器的橫截面的平均氣速一般是較低的，降低到入口氣速的十分之一。但是沿容器的橫截面，氣速并不是恒定的。接近中心處的氣速，比平均氣速高得多，而沿容器壁的氣速比平均氣速低。接近壁面處的氣速低于物料顆粒的下落速度。因此物料顆粒沿壁面流回到容器底部，在容器底部顆粒又被中心的氣體射流重新夾帶上來。由于這種內部物料的循環(huán)，物料在反應器中的停留時間要比氣體流動穿過反應器的時間延長4-5倍。
在具有合理高度的反應器中，可以得到5秒到半分鐘的停留時間，這對例如水泥原材料碳酸鈣的煅燒是足夠的。
在其它象磷酸鹽的煅燒或鐵礦石還原之類的過程，明顯地需要較長的停留時間，其范圍在3-5分鐘。
因此，本發(fā)明的目的就是提供具有長的物料停留時間的氣體懸浮反應器。
用根據本發(fā)明所敘述的這類反應器達到了這個目的，其特征為沿容器內部向上按一定的間隔距離交替地安裝有能使夾帶物料的氣流產生沿容器軸線旋轉，使氣體沿螺旋形路徑流動的裝置;以及引起物料沿容器壁下落并向內向容器軸線方向移動的裝置。
通過旋轉運動，物料被拋向圓筒形容器壁，在壁面上物料停止運動然后沿壁面向容器底部下落。通過這種增加物料在反應器內的循環(huán)的方法，延長了物料的平均停留時間。但是這種方法只會引起所不希望的在容器底部大量物料的集中，同時引起嚴重的返混，即幾乎被處理過的物料與未處理的新鮮物料的混合。
在此采用了一些使沿容器壁下落物料向內向容器的軸線方向移動的裝置來抵消這一作用，因為在容器的軸線上，物料重新被懸浮在那個區(qū)域中占有優(yōu)勢的快速氣流中。在容器向上每隔一定間隔就安裝了一個這樣的裝置，沿向上的方向通過這一裝置的物料，即被氣流夾帶的物料，僅能少量地沿向下的方向通過同一裝置，即沿容器壁下落。這樣所不希望的物料在容器底部的高度集中被一系列分散在容器長度上較小的局部物料集中所代替。
根據一種更可取的配置，使夾帶物料的氣流產生沿容器軸線旋轉的裝置是一些從容器壁伸向容器中心的導向葉片。如果需要的話，這種旋轉還可以用其它方法來提供，例如通過吹入一股分量與容器壁成切線方向的輔助氣流。
另外，根據一種更可取的結構，使沿著容器壁下落的物料向容器軸線方向移動的設施是一些下列形狀的環(huán)或其它環(huán)狀的構件，即每個構件都有向內和向下傾斜的截頂圓錐形表面，圓錐的頂點實質上是在容器的軸線上。截錐圓環(huán)的外徑可以與容器的內徑一致，容器的軸線與截頂圓錐表面之間的夾角可以是不大于30°。
現在參考附圖更詳細地解釋本發(fā)明，在這些圖中
圖1是具有氣體懸浮反應器的物料處理裝置的示意圖;
圖2是裝入反應器中的導向葉片的透視簡圖;
圖3是裝入相似的反應容器中的截錐圓環(huán)的剖面圖;
圖4是反應容器內，帶有內部構件的各段的可能布置位置圖;和圖5示出一段反應容器內，導向葉片和環(huán)形內部構件的布置。
在圖1所示的裝置中，物料是在反應容器1中進行處理。予熱的物料是通過管2進入到反應容器1的底部。處理所用的燃料經入口3進入容器底部，使燃料和/或物料中的可燃物燃燒的空氣通過管路4進入容器底部的中心入口。夾帶被處理過的物料的反應器排出氣體通過出口管5進入旋風分離器6，被處理過的物料在這里沉降，并通過旋風分離器6的物料出口7排料。
從旋風分離器6排出來的氣體通過予熱器8。這一簡圖中示出的旋風分離器代表一組串聯的旋風分離器，這里示意為一個方框。
原料通過入口9進入予熱器8，離開予熱器的氣體通過出口10導入除塵器11，然后通過管線12排向大氣。
圖2示出的導向葉片是由四個較薄的葉片20組成，它們沿垂直線21連接在一起。當導向葉片安裝在容器中時，線21與容器的軸線重合。這些葉片扭曲象螺旋漿一樣，葉片的外緣20a與豎直的位置成45°傾斜角。
導向葉片是用耐熱材料制造或涂敷的。盡管圖示的是四個葉片，也可應用多于或少于四片葉片。另外，葉片的中心部分幾乎是與容器軸線平行，因此在切向上對氣流沒有明顯的影響?？梢匀サ羧~片的中心部分，這樣導向葉片就成為安裝在容器內壁上的斜角漿葉的形狀。
圖3示出了一個裝入容器的圓環(huán)。該環(huán)30的軸線用點劃線31表示，環(huán)的設計是要使它安裝在容器內時它的軸線與容器的軸線相重合。該環(huán)的外徑與容器的內徑相符，環(huán)的上表面是截頂圓錐形，即沿著其頂點在軸線上的假想圓錐32向下方傾斜收縮。當該環(huán)確定用于氣體從下面向上通過時，它的下表面33是做成圓弧形的，以減少流動阻礙。
圖4表示了含有一系列導向葉片和圓環(huán)的各段容器在反應器內部是如何布置的。容器的各段用“×”符號標記。圓環(huán)和葉片的布置可以是每一段都相同或者各段不同。
實施例A中各段在容器內是等間距布置的。
實施例B中，在反應器的頂部和底部各安裝有二個附加的圓環(huán)30，其作用，第一，是保證到達容器頂部的物料保持為懸浮狀態(tài)，以便物料通過出口5離開容器，第二，是保證容器底部的物料保持懸浮，以使物料不致于下落進入氣體入口4。
實施例C中容器底部的很多圓環(huán)是用于減少靠近容器底部的物料負荷，而在容器頂部留下一個沒有內部構件的空間。
導向葉片20和圓環(huán)30的相互交替布置，對物料在各段中的分布是有著決定性的作用的。
在圖5a表示的一段容器的例子中，這一段底部的兩個圓環(huán)30，保證了進入這一段的物料僅在非常小的程度上向下通過這段的底部，同時后續(xù)的每個導向葉片20都使夾帶物料的氣體有更強烈的旋轉，從而物料被拋向容器內壁、沉降并沿壁下落，直至遇到一個圓環(huán)而迫使它重新進入上升的氣流中為止。底部二個圓環(huán)和這段向上有許多葉片的結構將建立一個向上各段物料集累逐漸減少的分布狀況。
根據圖5b的結構，一段向上導向葉片20的中部設置了一個圓環(huán)30。在這個環(huán)處將發(fā)生局部的物料集中。
圖5c所示的一段，與圖5b中的不同在于底部只有一個圓環(huán)30。如果希望較重的物料顆?；亓鞯饺萜鞯南虏?，可以采用這個例子。
在一段容器中圓環(huán)和導向葉片的分布不限于所舉出的例子，可以自由地選擇以達到在這一段所要求的物料分布。同樣，圓環(huán)和導向葉片可以自由地布置在容器中而不必按段安排。
權利要求
1.氣體懸浮反應器，包括一個實質上是圓筒形的容器，它的軸線大體上是直立的，并具有其壁面向下向內傾斜的底部；在靠近底部的容器壁上有將被處理的顆粒物料和燃料引入容器內的裝置；有從底部向容器中心向上引入一股氣體射流的裝置，以便氣流與物料反應，和/或使燃料燃燒的裝置，以及使物料懸浮在氣流中的裝置，其特征在于沿容器內部向上按一定的間隔距離交替地安裝有能使夾帶物料的氣流產生沿容器軸線旋轉，使氣體沿螺旋形路徑流動的裝置；以及引起物料沿容器壁下落并向內向容器軸線方向移動的裝置。
2.根據權利要求
1所述的反應器，其特征在于使氣體產生旋轉的裝置是一些從容器壁向容器中心伸出的導向葉片構件。
3.根據權利要求
1或權利要求
2所述的反應器，其特征在于使物料向內移動的裝置是一些每個都有向內向下傾斜的截頂圓錐形表面的圓環(huán)狀構件，其圓錐的頂點實質上在容器的軸線上。
4.根據權利要求
3所述的反應器，其特征在于截頂圓錐形表面的最大直徑與容器的內徑相符，容器軸線與截頂圓錐表面之間的角度不大于30°。
5.氣體懸浮反應器，大體上可參照附圖所述。
專利摘要
懸浮氣流中熱處理顆粒物料的圓筒形反應器具有容器(1)，其中有氣體和燃燒的燃料流向上通過容器含有，能引起氣體沿螺旋形路徑流動的葉片(20)，并能使夾帶的物料向外運動，物料沿容器壁下落后借助于截頂圓錐形的圓環(huán)(30)向內移動。
文檔編號B01J8/08GK86104667SQ86104667
公開日1987年2月18日 申請日期1986年7月8日
發(fā)明者約恩·托伯格 申請人:弗·爾·斯米德思公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan