[实用新型]强化传热的流化床反应器

说明书

本实用新型公开了一种强化传热的流化床反应器，通过向流化床中喷入冷凝液以吸收反应过程中产生的过量热量。为避免积液累积造成对生产稳定性的影响，该流化床反应器使用抗液体沉积的气体分布板，并在流化床器壁上进行特殊处理。该分布板表面及流化床器壁表面为超疏液的固体表面层，进入反应器的冷凝液以液滴的形态散开在分布板表面和反应器器壁表面，增大了液相的比表面积，提高了液滴的蒸发速率和传热速率，解决了现有技术中因积液导致的分布板进气孔堵塞和固体颗粒聚团结块的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种强化传热的流化床反应器，尤其涉及一种流化床反应器的气体分布板。

背景技术

流化床反应器由于具有较高的传质和传热效率，被广泛地应用于各种工业生产中。在一些生产工艺中，由于反应放热效应较强，仅通过器壁传热及流化气带出热量不能维持合适的反应操作温度。为实现这一部分反应在流化床反应器中进行操作，通过向流化床中喷入有机溶剂等冷凝液，通过冷凝液蒸发所需潜热吸收多余的热量。

在现有冷凝技术中，冷凝液引入反应器后，液滴容易覆盖在分布板表面和流化床内壁面上形成液膜，当喷淋冷凝液的过程中存在局部不均匀喷入时，积液现象尤为严重。由于液膜比表面积较小，液膜蒸发速率较慢。液膜覆盖在分布板上表面和内壁面上时，增大了传热阻力，降低了流化床与外界的传热效率。同时，由于液体的存在使得流化床内固体颗粒之间因液桥力而团聚，致使这些颗粒粘结成块，并堵塞分布板的进气孔，导致分布板的阻力增大，对流化床的运行产生极为不利的影响。

因此，开发新型气体分布板以解决内壁面液膜积累和分布板进气孔的堵塞问题，对于稳定工业生产，提高聚乙烯产品质量具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种强化传热的流化床反应器，其示意图如图1 所示。为克服现有技术的缺陷，本实用新型所采用的技术手段是：

在流化床反应区侧壁设置有喷嘴作为液相进料口。通过喷嘴向流化床中喷入相应的冷凝液。当冷凝液蒸发时吸收热量，实现反应器内过量热量的带出。喷嘴可以为椭圆形喷嘴、方形喷嘴、实心锥形喷嘴、扇形喷嘴。喷嘴数量不少于1 个。

在流化床反应器的内壁面和气体分布板上表面涂覆一层超疏液的固体表面，以实现冷凝液积液增发速率的加快。

在现有技术中，由于液膜比表面积较小，液膜蒸发速率较慢。为实现液膜蒸发速率的增强，通过改变反应器表面与液膜间的接触方式使得积液在表面上一液滴形式存在，增加了液体的比表面积，增大液膜蒸发速率。

本专利中使用的超疏液的固体表面与冷凝液的前进接触角大于140°，后退接触角大于135°。

进一步地，超疏液固体表面为特殊结构，由若干结构单元排列在分布板上表面构成。上述结构单元的形状可为锥体或柱体，且椎体的底面或柱体的其中一个底面与气体分布板上表面相连。

更进一步地，结构单元的高度为100μm～800μm，优选为800μm；锥体底面直径优选为10μm～90μm，优选为90μm。锥体的扩径比优选为0.05～0.2；结构单元间距优选为10μm～400μm，优选为200μm。

椎体或柱体优选为垂直排列，并在分布板上表面排列成矩形、方形或圆形的阵列。

本实用新型的另一目的在于提供一种上述超疏液固体表面的制备方法。制备方法可为相分离方法、模板印刷法、店纺法、溶胶-凝胶法、模板挤压法、激光和等离子体刻蚀法、拉伸法或腐蚀法中的一种。更进一步地，制备超疏液固体表面所用的溶剂可为含氟有机溶剂。