[发明专利]流化床反应器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及反应设备技术领域，特别是涉及一种流化床反应器及其应用。

背景技术

流化床反应器是一种将固体颗粒悬浮于气体或液体之中，并进行气固相反应或液固相反应的反应器，广泛应用于工业生产及科研实验。目前，在很多气固相反应中，如纳米碳材料的制备过程中，现有的流化床存在以下弊端：反应气和载气以平推流的形式通过反应区，返混效果差，导致反应器的传质传热效率低，最终影响到反应的产率。

发明内容

本发明提供了一种能够提高传质传热效率的流化床反应器。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种流化床反应器，包括反应管，所述反应管内设置有扰流部件；

所述扰流部件包括多组扰流叶片；

所述多组扰流叶片沿竖直方向固定在所述反应管的内部。

在其中一个实施例中，每组所述扰流叶片包括固定件和2～20个叶片；

每个所述叶片包括自由端和固定端；

每个所述叶片通过所述固定端固定在所述固定件的四周。

在其中一个实施例中，所述2～20个叶片以所述固定件为中心对称分布。

在其中一个实施例中，每个所述叶片为平面结构；

所述平面结构的叶片倾斜固定在所述固定件上。

在其中一个实施例中，每个所述叶片所在的平面与所述固定件的轴线之间的夹角为15°～65°。

在其中一个实施例中，每个所述叶片为曲面结构；

所述曲面结构的叶片竖直或倾斜固定在所述固定件的四周。

在其中一个实施例中，所述多组扰流叶片固定在所述反应管的内侧壁。

在其中一个实施例中，所述扰流部件还包括扰流轴；

所述扰流轴固定在所述反应管的轴线上；

所述多组扰流叶片固定在所述扰流轴上。

在其中一个实施例中，相邻两组所述扰流叶片之间的距离相等。

一种所述的流化床反应器的在纳米碳材料制备中的应用。

本发明的有益效果如下：

本发明的流化床反应器，在反应管内部增加了扰流部件，该扰流部件会对反应管内部的流体产生强制干扰，使流体充分返混，形成局部涡流，从而使气-固相接触更加均匀，提高了流化床反应器的传质传热效率，进而提高了产率和产物质量；并且，该扰流部件结构简单，易于加工制造，便于使用过程中的维护。

附图说明

图1为本发明的流化床反应器一实施例的结构示意图；

图2为图1所示流化床反应器的扰流部件的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种流化床反应器，与以往的流化床反应器相比，本发明的流化床反应器能够增加流体的返混，提高传质传热效率。

参见图1，本发明的流化床反应器包括反应管100，反应管100内设置有扰流部件200。扰流部件200包括多组扰流叶片210；多组扰流叶片210沿竖直方向固定在反应管100的内部。一般地，扰流叶片210设置在反应管内部的反应区域。

其中，扰流叶片210的数量根据反应管100的长度进行设置。作为优选，相邻两组扰流叶片210的竖直距离相等。

此外，本发明的流化床反应器还包括其他常规组件，如进气法兰400、尾气法兰300、布气板500、气固分离筛网600、加热组件700等。其中，进气法兰安400装在反应管100的下端口处，进气法兰400上设置有进气管410，进气管410主要用于通入载气和反应气；尾气法兰300安装在反应管100的上端口处，尾气法兰300上设置有尾气管310，尾气管310主要用于排出反应的尾气；布气板500设置在反应管100的下部区域；气固分离筛网600安装在反应管100的上部区域；加热组件700设置在反应管100的反应区域的外围。

本发明的流化床反应器，在反应管100内部增加了扰流部件200，该扰流部件200会对反应管100内部的流体产生强制干扰作用，使流体充分返混，形成局部涡流，从而使气-固相接触更加均匀，提高了流化床反应器的传质传热效率，进而提高了产率和产物质量；并且，扰流部件200结构简单，易于加工制造，便于使用过程中的维护。