[发明专利]流化床反应器

说明书

本发明涉及流化床反应器领域，公开了一种流化床反应器，每三个换热管为一小组，每组中三个换热管的主体管均相互平行，三个换热管的底管底部齐平首尾衔接交错设置构成等边三角形；该换热管中，底管的外表面具有弧面凸起，底管的两端分别与两侧耐磨管的底部连通，两侧耐磨管的顶部分别与两侧主体管的底部连通；底管为U形管，则两侧耐磨管均为直管；或者，底管为J形斜管，则两侧耐磨管均为具有相同钝角且向同一方向折弯的钝角折弯管，两个耐磨管的上部为与两侧主体管同轴连接的直管，下部为向同一方向倾斜的倾斜管，直管与倾斜管之间呈钝角。本发明能够有效提高换热管的耐磨性能和整体使用寿命。

分案说明

本发明为申请日为2018年12月4日，申请号为2018114735001，发明名称为“耐冲击换热管及包含该换热管的流化床反应器”的分案申请。

技术领域

本发明涉及流化床反应器领域，特别涉及一种流化床反应器。

背景技术

有机硅为相对垄断性行业，长期以来国外有机硅的生产技术与装备一直对中国实施技术封锁。有机硅流化床反应器是有机硅生产的关键设备之一。在流化床反应器内，气态的氯甲烷和固态的硅粉反应生成有机硅单体。氯甲烷与硅粉的反应在350℃以上的高温下进行，反应生成的热量很大，需要及时将反应热从反应器内移走，以便保证反应顺利、安全地进行，而生成有机硅单体的反应过程是气固相反应，反应器内的热量传递效率低下。所以研发高效的有机硅流化床反应器，迅速移走反应器内的热量，克服流化床局部过热、径向温度分布不均匀、提高反应转化率，已成为有机硅行业提升综合竞争力的重要举措。因此，在整个反应生产过程中，换热管束对反应器内部温度的调控尤为重要。

设备工作时，如图1，硅粉自上方落下，氯甲烷气体自下方向上，硅粉有一定的硬度，硅粉在重力与气体带动的作用下对换热管的冲击摩擦严重，换热管很容易因摩擦损坏。特别的，如图2所示，换热管底部U形管处磨损量最大，当换热管的高度小于 3 米时，磨损量较大，并且磨损量是随着管高的增加呈现逐渐递减的规律。当管高达到 5 米左右时，换热管的磨损量趋于稳定。当换热管的高度大于5米时，磨损量几乎保持不变。传统换热管束材料均为碳钢，造成局部磨损过快而影响整体寿命。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种流化床反应器，能够有效提高换热管的耐磨性能和整体使用寿命。

技术方案：本发明提供了一种耐冲击换热管，包括上部两侧主体管、下部两侧耐磨管和底部底管，所述底管的外表面具有弧面凸起，所述底管的两端分别与两侧所述耐磨管的底部连通，两侧所述耐磨管的顶部分别与两侧主体管的底部连通。

优选地，所述底管为U形管，则两侧所述耐磨管均为直管；或者，所述底管为J形斜管，则两侧所述耐磨管均为具有相同钝角且向同一方向折弯的钝角折弯管。

进一步地，若所述底管为J形斜管，则两个所述耐磨管的上部为与两侧所述主体管同轴连接的直管，下部为向同一方向倾斜的倾斜管，所述直管与所述倾斜管之间呈钝角；所述J形斜管的两端分别与两个所述倾斜管同轴连通，且所述J形斜管较长的一侧位于下方，所述J形斜管构成的凹槽正对两侧所述耐磨管与两侧所述主体管之间构成的空间。J形斜管由耐磨损耐腐蚀耐高温的钴基合金材料制成，其较长的一边在下部，上方对着耐磨管和主体管之间的空间，承受上方和下方的粒子流冲磨；较短一边处于上部，承受上方的粒子流和J形斜管内侧的粒子回流。

进一步地，与所述J形斜管较长的一侧连通的耐磨管上，在上部直管与下部倾斜管的衔接处的外表面上还包裹有抗冲击耐磨套。耐磨管及抗冲击耐磨套由品质更好的耐磨损耐腐蚀耐高温的钴基合金材料制成，与J形斜管的下部相接的耐磨管折弯处受冲击较多，在该处设置抗冲击磨损套能够有效增大此处的抗冲击能力。

优选地，所述抗冲击耐磨套由抗冲击上套、抗冲击下套和固定箍片组成，所述抗冲击上套与所述抗冲击下套分别位于所述耐磨管的上下方，二者的两侧分别通过一个所述固定箍片固定连接。这种结构的抗冲击耐磨套便于拆换。