[发明专利]可用于连续生产氟化稀土的振动式流化床反应器及生产方法

权利要求书

1.一种可用于连续生产氟化稀土的振动式流化床反应器，包括进料装置、出料装置、流化床、振动器和加热装置，其特征在于：所述流化床包括筒状的流化床本体，流化床本体上部开设有与进料装置相连通的含稀土物料进料口，流化床本体的下部开设有与出料装置相连通的氟化稀土产物出料口；所述流化床本体的底部还开设有含氟化氢气体进气口，流化床本体的腔体内设有供含氟化氢气体穿过并实现均匀布风的气体分布板，流化床本体的顶部还开设有排气管；所述加热装置安装在流化床本体的外侧并包覆流化床本体；所述振动器安装在流化床本体的外壁上，流化床本体的底部通过弹性支撑件连接到支座上。

2.根据权利要求1所述的振动式流化床反应器，其特征在于：所述气体分布板沿不同高度方向上设置有多层，靠近流化床本体底部的气体分布板为风帽式结构，其余的气体分布板为多孔式结构，所述气体分布板的开孔率为1％～22.5％。

3.根据权利要求1所述的振动式流化床反应器，其特征在于：所述气体分布板沿不同高度方向上设置有多层，每一层的气体分布板与水平面的夹角为0.5°～5°；上一层的气体分布板向下一层的气体分布板的最高点方向倾斜；在位于所述氟化稀土产物出料口上方的各层气体分布板上均设有溢流管，所述溢流管靠近气体分布板的最低点设置，并穿过其所在的气体分布板通向下一层气体布风板的高点处。

4.根据权利要求3所述的振动式流化床反应器，其特征在于：所述溢流管的上顶面和下底面采用封板封口，溢流管进口开设在靠近其顶部的侧壁上且朝向气体分布板低点方向，该溢流管进口高于其所固接的气体分布板一定距离；溢流管出口开设在靠近其底部的侧壁上且朝向下一层气体分布板的高点方向，且溢流管出口高于下一层气体分布板一定距离。

5.根据权利要求3所述的振动式流化床反应器，其特征在于：所述流化床本体的腔体中还设有用于增加床内热交换面积和改善颗粒流化质量的多孔附加板，所述多孔附加板与所述气体分布板相间布设，且保证最上层的气体分布板上方和最下层的气体分布板下方均设置有所述的多孔附加板。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的振动式流化床反应器，其特征在于：所述加热装置主要由一包围流化床本体的加热围壳构成，所述加热围壳由两弧形金属壳件组成，所述加热围壳与流化床本体相隔一距离，加热围壳内均匀分布有电加热元件，加热围壳的壳壁与电加热元件之间填充有耐火保温材料；所述加热围壳通过紧固件安装在独立于所述支座的围壳支柱上，使所述加热装置与流化床本体分隔开。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的振动式流化床反应器，其特征在于：所述振动器为振动电机或空气涡轮式振动器；所述振动器的安装位置距离所述加热装置至少350mm，所述振动器的数量为2台或4台，且呈轴对称布置。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的振动式流化床反应器，其特征在于：所述氟化稀土产物出料口具体开设在靠近最下层气体分布板低点处的流化床本体的筒壁上，氟化稀土产物出料口外接出料管，该出料管的中心线与流化床本体的筒壁呈45°～75°夹角，出料管的末端设置呈三通形状，且三通的第一出口与筒壁平行，第一出口与出料装置相对接，三通的第二出口用盲板封堵作为疏通出料管的检修口。

9.一种用权利要求1～8中任一项所述的振动式流化床反应器连续生产氟化稀土的方法，包括以下步骤：

(1)启动所述加热装置将流化床本体内设置的最上层气体分布板的空腔处加热至250℃以上；

(2)通过所述进料装置向振动式流化床反应器内均匀加入含稀土物料；

(3)通过含氟化氢气体进气口向流化床本体内鼓入预热后的含有氟化氢的反应气体，控制流化床本体的表观气速在0.15～0.65m/s的范围内；

(4)启动振动器，控制转动频率为3000～38000次/分钟，单位重量设备施加的振动力为30～100N/kg；

(5)待所述振动式流化床反应器实现氟化稀土的稳定生产和出料时，控制流化床本体内的温度在500℃～650℃；控制反应物料在流化床本体内的停留时间为30min～180min，即可实现氟化稀土的连续化生产。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述含稀土物料为稀土氧化物、稀土碳酸盐中的至少一种，所述含稀土物料中稀土元素包括铈、钕、镨、镧、钐、铕、镝、钆、钬、铒、铥、钇、镱、钪、铽中的至少一种；所述含有氟化氢的反应气体为纯氟化氢气体或者为氟化氢与氮气的混合气体。