[发明专利]一种逆向流动换热与反应的装置与方法

说明书

本发明公开了一种逆向流动换热与反应的装置与方法，装置，包括：壳体，自下往上依次包括第一固体出口、沉降段、逆流段、均料段和料斗，所述逆流段的下端连接第一管道，逆流段的上端连接气固分离器；所述均料段的截面为梯形结构，梯形结构中包括多层均料板，每层均料板均包括多个均料板，每个均料板为棱锥或圆锥结构，均料板的对称轴与逆流段的中轴线平行，相邻两层均料板交错排列，顶层均料板位于料斗的下端出口的下方；气固分离器的底部为第二固体出口，顶部为气体出口。在逆流段，重粉体可以和气体逆流换热，或重粉体可以和气流携带下的轻粉体进行逆流换热或逆流反应，可以实现温度梯级逆向换热，具有较高的换热效率。

技术领域

本发明具体涉及一种逆向流动换热与反应的装置与方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着能源的不断消耗和生态环境的日益恶化，人们对能源的有效利用和环保有了更深入的认识。反应器是化工产业的重要装置，反应器中包含传热、传质、化学反应等过程，强化传热和反应对提升系统性能具有重要意义。多相流反应器是有两种或两种以上流体存在的反应器，气固反应器是一种典型的多相流反应设备，广泛应用于冶金、化工等领域。较为典型的一种气固反应器是循环流化床反应器，具有气固通量大、生产能力强、投资少、维修费用低的特点，但是发明人发现，由于循环流化床反应器中气、固运动速度较快及颗粒循环量大，存在分布不均匀、传热或反应的效率低、磨损较为严重、颗粒回收技术要求高等问题，而且换热与反应效果受气固特性、设备条件、操作温度和压力等因素的影响。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种逆向流动换热与反应的装置与方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种逆向流动换热与反应的装置，包括：

壳体，自下往上依次包括第一固体出口、沉降段、逆流段、均料段和料斗，所述逆流段的下端连接第一管道，逆流段的上端连接气固分离器；

所述均料段的截面为梯形结构，梯形结构中包括多层均料板，每层均料板均包括多个均料板，每个均料板为棱锥或圆锥结构，均料板的对称轴与逆流段的中轴线平行，相邻两层均料板交错排列，顶层均料板位于料斗的下端出口的下方；

气固分离器的底部为第二固体出口，顶部为气体出口。

一种逆向流动换热与反应的方法，包括如下步骤：

重粉料从上端料斗中加入，通过均料段均料后自逆流段的上方落入逆流段，并均匀分布在逆流段的截面上，轻粉料或/和气体自逆流段的下端进入逆流段，在逆流段中与重粉料逆流换热、反应；

换热、反应后的轻粉料或/和气体在气流携带作用下自逆流段上端流出，经气固分离器实现固体与气体的分离；

换热、反应后的重粉料在自身重力作用下，克服气流的携带作用，向下运动，经过沉降后，自第二固体出口排出。

本发明的有益效果为：

1)在逆流段，重粉体可以和气体逆流换热，或重粉体可以和气流携带下的轻粉体进行逆流换热或逆流反应，可以实现温度梯级逆向换热，具有较高的换热效率。

2)均料段中包括多层均料板，每个均料板为棱锥或圆锥结构，相邻两层均料板交错排列，料斗中加入的重粉料经过多层均料层后，可以实现重粉料在逆流段的均匀分布。

重粉料从上端料斗加入后，经过均料段均匀布料后，均匀分布在逆流段的截面上，当与气体或/和气流携带的轻粉料逆流接触时，可以显著提高重粉料与轻粉料或/和气体的混合均匀程度。