[发明专利]一种以萤石粉生产氟化氢的循环流化床系统及方法

权利要求书

1.一种以萤石粉生产氟化氢的循环流化床系统，包括：

1）反应器，由直筒段、直筒段以上的扩大段、直筒段以下的缩径段以及封闭加热外壳构成，缩径段具有向下逐渐减小的内径，并在其底部设有进气管，整个反应器通过封闭加热外壳与外界隔离，扩大段侧面有出口用于连接循环部分；

2）循环部分，由一级旋风分离器、固体沉降段、连接到反应器进气管的斜管段、斜管上的控制阀门以及保温外壳构成，一级旋风分离器进口与反应器扩大段侧面出口相连，固体沉降段为一侧面设有固体补充接管的直管，固体沉降段上端与一级旋风分离器底部出口相连，下端与斜管段相连，斜管段与反应器缩径段底部的进气管侧壁相连通；整个循环部分由保温外壳包覆；

3）固体分离段，由二级旋风分离器及固体接收罐构成，二级旋风分离器入口与一级旋风分离器顶部出口相连，固体接收罐与二级旋风分离器底部出口相连，固体分离段分离气固两相产物，并收集反应完全的固体，作为固体产物；

4）气体冷凝部分，由冷凝器，液体接收罐构成，气体冷凝部分将固体分离段中分离剩余出的气相产物液化并收集。

2.一种采用权利要求1所述系统的萤石粉生产氟化氢的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）使带有循环固体的反应气体进入反应器进行反应，产出带有未完全反应固体的反应产物；

2）上述反应器上方产出的带有未完全反应固体的反应产物进入循环部分，一级旋风分离器分离出粒径较大的未完全反应固体颗粒，进入固体沉降段，而气体和转化率高的较小固体颗粒进入固体分离段，进入固体沉降段的固体通过下方斜管和其上的控制阀门进入进气管与反应气体混合循环回反应器；

3）循环部分分离出的气体和转化率高的较小固体颗粒进入固体分离段的二级旋风分离器，上下两端分别得到气固相反应产物，气相产物进入冷凝部分，固相反应产物进入固体接收罐；

4）上述二级旋风分离器分离得到的气相反应产物进入冷凝器冷凝后进入液体接收罐。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1）中，反应器操作温度170-400摄氏度，操作压力0.5-2 bar，操作气速0.07-0.15 m/s。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1）中，反应器操作温度250-350摄氏度，操作压力0.8-1.2 bar，操作气速0.9-0.12 m/s。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2）中，循环部分一级旋风分离器操作压力0.5-2 bar，固体沉降段操作压力0.5-2 bar，斜管与水平面间角度30-70°，上下两端高度差大于10 cm，斜管上控制阀门开度0.1-0.7。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2）中，循环部分一级旋风分离器操作压力0.7-1.1 bar；固体沉降段操作压力0.7-1.1 bar，斜管与水平面间角度50-60°，上下两端高度差大于10 cm，斜管上控制阀门开度0.3-0.5。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

反应器预定流量为未完全反应固体从一级旋风分离器进入固体沉降段流量加上补充萤石粉固体量，上述补充萤石粉固体量等于步骤3）中二级旋风分离器下部得到固体反应产物量的0.9-1.2倍。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于：选用硫酸蒸汽作为原料气。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于：选用三氧化硫与水蒸气混合气作为原料气，反应所需热由三氧化硫与水反应生成硫酸放热提供。