[实用新型]顺流组合式快速流化床反应器

说明书

本实用新型是关于一种气、固反应或气固加工的化工装置。它属于一种快速流化床反应器。可应用于气相催化反应、铁矿还原和颗粒干燥等场合。

以前，郭慕孙等发明了一种组合式快速流化床反应器（CN91204327.x），该装置具有结构紧凑、构造简单、各组成单元热膨胀差异小、床层固体浓度均匀、停留时间可控性强以及设备维护方便等优点。然而，在冷模流动实验和铁矿流态化预还原实验中，也发现前述“组合式快速流化床反应器”存在着一些明显的缺点，如内旋风分离器压降较高，易使快速床处于稀相，影响气固接触效果，而下料腿的大量存料则会在操作粘性物料时出现粘结或烧结等现象。

本实用新型的目的是提供一种新型的组合式流化床反应器，它能有效地降低旋风分离器的压降，提高快速床中的固体浓度，增强上下流床间的固体循环强度，改善操作效果。

本实用新型“顺流组合式快速流化床反应器”与前述“组合式快速流化床反应器”一样都是套管式结构，包含快速流化床、内旋风分离器、下料腿和园周型V阀四部分。本实用新型的特征是该同心套管式反应器的快速流化床、内旋风分离器和园周型V阀三者安装在反应器中轴线上，使反应器具有同心套管式结构，中心管是快速流化床，两管之间的环隙为下料腿，旋风分离器为一级或多级串联的顺流式旋风分离器。

本实用新型检查了多入口旋风分离器（专利申请号902257005）阻力较大的原因是由于含尘气的流道较窄和流场方向发生突然改变引起的，而顺流式旋风分离器的导向翼则可使含尘气流动方向不发生明显改变，而使含尘气在流动过程中得到分离，而且其流道面积可方便地进行扩大，因而能够降低压降。顺流式旋风分离器本身是轴对称的，必要时也可方便地串联二级或多级旋风分离器而不影响旋风分离器组的轴对称性，所以床层的轴对称性能得到很好的保证。

本实用新型的实施例可结合图进一步说明。

图1为具有两级串联顺流式旋风分离器的顺流组合式快速流化床反应器的示意图。

图2为顺流式旋风分离器的示意图。

其中，（1）一级顺流式旋风分离器、（2）二级顺流式旋风分离器下料腿、（3）二级顺流式旋风分离器、（4）一级顺流式旋风分离器下料腿、（5）快速流化床、（6）园周型V阀、（7）快速床流化气入口、（8）下料腿流化气入口、（9）卸料口、（10）加料口和（11）排气口。

在实施例中，装置内外管直径分别为55mm和120mm，高约5.3m。两级顺流旋风分离器的中心管外径分别为65mm和37mm，在该管的外表为四个长都为10cm，高分别为1cm和0.4mm的螺旋形导向翼和一个内径为80mm的短管。圆周形V阀的半维角为10°，高度为10cm，底面直径为85mm。在该顺流组合式快速流化床反应器中，固体从中心管快速床（5）扬析后，被快速床顶端的顺流式旋风分离器（1）（3）分离，被分离的固体颗粒沿着环隙下料腿（2）（4）下降，由下料腿（4）下端的圆周型V阀（6）重新循环至快速床（5）中。为了使V阀（6）和下料腿（4）都维持在移动床的操作状态，控制下料腿的气速在临界流化速度附近。

该顺流组合式快速流化床反应器用于FCC催化剂、硅胶小球、氧化铝粉的流态化实验，并与原有组合式快速流化床反应器进行比较，发现它具有以下优点：

（1）在相同气速下，顺流式旋风分离器同样可达到较高的分离效率（通常两级总效率在97％以上），但压降只有多入口旋风分离器的20～40％

（2）快速床中的固体浓度一般可达10～15％而在同气速下原来的组合式快速流化床反应器的固体浓度则只有5％左右。