[发明专利]改进的环形床反应器

说明书

本发明涉及一种改进的环形床反应器（toroidal bed reactor）。特别地，本发明涉及这样一种环形床反应器，即，该环形床反应器具有无论加工何种材料都允许该环形床反应器连续操作的装置。

环形床反应器是众所周知的，并且在例如EP1652576、GB2418382、EP0382769和EP0293103中描述。这些反应器提供了一种快速且有效的用于加工原料材料并且特别是热加工材料的装置。待加工的材料被供给到环形床反应器中，并被在反应器的基部处或附近进入的加工流体推动而循环。一旦材料已被加工，则存在各种能将该材料从环形床反应器排出的方式：

●对于一旦被加工尺寸显著减小的材料，该材料可夹带在加工流体中而从反应室去除。例如，已加工的材料可随着加工流体经由排放出口离开。

●对于一旦被加工没有变得小很多和/或密度很大的颗粒，可在外壁中制造开口以允许循环颗粒的一部分离开室。由于材料的循环运动，在外壁中制造开口允许材料径向地向外离开室，沿着切向路径行进。可精心地选择该开口的高度以允许去除给定的粒度，并且从而仅仅促进去除已加工的材料。

●可在室中设置中心孔，使得一旦在室的基部处聚集足够重量的材料，即，室超载并塌陷（slump），则材料的一部分可滚动（tumble）到孔中并离开室。

●该工艺可以分批的方式执行，使得一旦已加工足够的材料，则可打开室并去除材料。

显然，在通过处理条件而使材料完全分解的情况下，不需要从反应器去除任何固体材料。

本发明人已发现从环形床反应器去除材料的现有方法是不足的。因此，本发明的一个目的在于解决与现有技术相关联的至少一些问题，或者提供一种商业上有效的替代方法。

根据第一方面，本发明提供一种用于加工颗粒材料的设备1，该设备1包括：

加工室5，具有用于导入待加工的颗粒材料的一个或多个入口10以及用于已加工的颗粒材料的一个或多个出口15；

加工室5包括环形处理区20和多个加工流体入口25，所述多个加工流体入口布置在所述环形处理区20的基部（base）30中，并被构造成使得在使用中加工流体35的射流经由所述多个加工流体入口25进入环形处理区20中，以在环形处理区中建立颗粒材料的螺旋流；

其中，用于已加工的颗粒材料的所述一个或多个出口15位于所述环形处理区20的基部30中，并被所述多个加工流体入口25环绕，使得颗粒材料的螺旋流围绕所述一个或多个出口15循环；

加工室5进一步包括用于使环形处理区20中的颗粒材料的螺旋流的一部分从所述螺旋流径向地向内偏转的装置，使得所述颗粒材料经由用于已加工的颗粒材料的所述一个或多个出口15离开加工室5。

现在将进一步描述本发明。在以下段落中更详细地限定本发明的不同方面。除非另有明确说明与之相反，否则这样限定的每个方面可与任何其他一个或多个方面结合。具体地，被表明为优选的或有利的任何特征可与被表明为优选的或有利的任何其他一个或多个特征结合。

本发明的加工室5优选地为常规的环形床反应器。在此使用的术语“环形床反应器”是指这样一种反应器，即，在该反应器中，放入待处理的材料，并将该材料离心地保持在颗粒和加工流体的紧凑但具有湍流的环形循环床内，所述加工流体围绕加工室5的轴线55循环。

环形床反应器包括环形处理区20。该环形的（doughnut-shaped）处理区由被加工流体入口25驱动的加工流体的螺旋流提供。由此，环形处理区20在其外延处由反应器的壁45限定。环形处理区的内边缘由螺旋流与位于一个或多个出口15（位于室的中心处，在此加工流体不受射流驱动）上方的空间之间的界面限定。在一个实施例中，在所述一个或多个出口15上方可存在限定环形处理区20的内边缘的内中央壁和/或盖50。优选地，仅存在离开环形处理区20的单个出口15。

优选地，环形处理区20具有基本圆形横截面。由于该工艺部分地依赖于重力以用于颗粒材料的循环，因此优选地所述圆形横截面处于大致水平的平面中。

环形床反应器进一步包括用于已加工的材料的一个或多个出口15，并且优选地这些出口位于环形床反应器的基部30中。因此，颗粒材料和加工流体的螺旋流围绕出口旋进（precess），而没有通过出口。在此使用的术语“围绕”意味着材料围绕穿过加工室5的中心延伸的轴线55循环。该轴线55优选地为加工室5和环形处理区20的中心竖直轴线55。