[实用新型]一种导流器及喷动床

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在化工、环保、能源、冶金等工业的喷动床反应器，具体涉及一种导流器及相关喷动床。

背景技术

喷动床作为高效气固接触器，已广泛地应用于各种单元操作和单元过程，例如，高粘性颗粒、粗块状颗粒、浆料以及溶液的干燥、粉碎、造粒，低品质煤的燃烧和气化、燃煤烟气脱硫、垃圾焚烧烟气脱硫脱盐酸气体、二氧化碳的去除等。

经过50多年的发展，喷动床已具有多种形式，其中应用最广泛、最典型的喷动床是柱锥型喷动床，其存在着明显的三区流动结构：稀相喷射区、密相环隙区及喷泉区。喷射区中颗粒被高速气体夹带而出，并与气体作顺流接触，而当颗粒由喷泉区回落到环隙区后，缓慢下移的同时与环隙区内的气体作逆流接触，即喷动床的介质颗粒具有明显的内外分层流动特点，床层内颗粒缺少横向混合，使得部分颗粒的表面未能获得充分利用，或对床内传热传质产生不利的影响。针对以上情况，新一代喷动床沿袭了传统喷动床的基本形式，又在原有基础上做了进一步改进。诸如多喷头喷动床、喷动-流化床、内循环床等，其中喷动-流化床由于兼具有喷动床与流化床的优点而得到了喷动床研究者与流化床研究者的共同重视及长足的发展。这种喷动-流化床与常规喷动床相比，不仅可以促进流体与颗粒之间的传热、传质，还能有效的防止环隙区底部出现死区和易粘结颗粒在环隙区的团聚。但也存在不足之处：要维持这种喷动-流化床所需的气流量比单独喷动和单独流化所需的气流量要大，同时增加了一定的供气辅助设备。

纵向涡流作为一种无源的二次流强化传热技术，以其能够以较小的阻力获取较大的强化传热效果而成为强化换热的研究热点之一，其强化传热的基本机理如下：当流体横向掠过一个障碍物时，往往在障碍物的背面空间内产生漩涡，这些漩涡并不一定是有益的和能被利用的。如果障碍物的横向尺寸有限，并且与来流的流体相交成合适的角度，则产生的漩涡将不会滞留在某一空间内，而会随主流向前运动，从而形成一系列有序纵向漩涡。在这些纵向漩涡的强烈运动下，促进了主流区与传热壁面附近的流体间的动量和能量的交换，强烈的流体扰动对边界层起到了减弱或破坏的作用，因而使得传热增强。这就是纵向涡的发生和其传热强化的基本原理。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型的目的之一是提供一种导流器。

为此，本实用新型提供的导流器包括导流板，该导流板的两个板面上均设有多个凸起，且各凸起的外表面为球面。

进一步，所述导流板为可转动结构，且转动方向与流体流动方向相切。

优选的，所述导流板上开设有多个孔，每个孔中安装有一球体，该球体在两个面板上形成凸起。

优选的，沿导流板宽度方向球心间距为1～2倍的球体直径，沿导流板长度方向球心间距为2～3倍的球直径。

针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型的另一目的在于提供一种喷动床，该喷动床中设有喷射区、环隙区和喷泉区，该喷动床中安装有上述导流器，且所述导流器位于喷泉区下方。

优选的，所述导流器的导流板的宽度L为：1.2D_i<L<D_S，其中：D_i为喷动床进气口直径，D_S为喷射区直径。

优选的，所述球体直径D取值为：10d_p<D<0.25L，其中：d_p为喷动床颗粒直径，0.1mm≤d_p≤3.0mm；L为导流板宽度。

为了保证喷动床稳定喷动结构的实现，D_i/d_p<30～50，0.5<H/D_Z<10，D_i/D_Z＝0.0.267，其中：D_i为喷动床进气口直径，D_Z为圆柱喷动床直径，H为喷动床高度。

所述喷动床倒锥顶角θ大于40°。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)本实用新型的导流器结构简单，加工制作简便，而且使用操作方便；

(2)本实用新型导流器的整体旋转能够动态调整床内的混合均匀度，从而优化喷动床内的流场分布，强化喷动床内的传热与传质过程，大大提高喷动床的整体物料处理能力。

(3)采用导流器在喷射区与环隙区中产生纵向涡流，通过纵向涡流使得床内的颗粒、气体实现漩涡状旋转运动，从而加强了喷射区、环隙区间流体和颗粒的横向混合，强化流体、颗粒间的传热和传质；