[发明专利]一种用于环形流化床反应器内的循环增速管

说明书

技术领域

本发明涉及一种增速管，具体涉及一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，属于流化床反应器技术领域。

背景技术

流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器，在用于气固系统时，又称沸腾床反应器。流化床技术由于其所特有的优点，如高效的传热传质、均匀的温度场、颗粒的大处理量、很宽的操作范围等，使其在许多工业领域中都得到广泛的应用，并且仍有非常好的工业前景。但流化床仍然存在着很多弊端：1)由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着较广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目标产物的转化率；2)反应物以气泡形式通过床层，减少了气一固相之间的接触机会，降低了反应转化率；3)当用到固体催化剂时，床料颗粒在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使得催化剂加速粉化，再加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒催化剂的带出，造成明显的催化剂流失；4)床层内的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以揭示并归纳出统一的规律，也难以突破经验放大和经验操作的瓶颈。

目前已在流化床工作原理基础之上，开发出了几种不同类型的反应设备。其中，循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。工作时，物料受到流化载气的作用呈现流态化状态。大颗粒通过自身重力沿着炉膛内壁落入炉膛下部，如此循环，称为内循环。细小的颗粒被烟气扬吸、夹带入旋风分离器中通过离心力、重力落入返料器中通过返料风、松动风送入炉膛。构成了外循环。细灰被引风机吸入除尘器，除尘完成后进入烟道。但循环流化床的这种结构使得锅炉器件的磨耗较严重，而且需要投入额外的动力源，因此它的经济性不高。

西班牙大学开发过喷动床裂解器，工作时，裂解蒸汽可立即离开反应器，而固体原料却可在反应器内循环，直到裂解完全利字变小后才随气体带出，从而可解决原料粒子和产物蒸汽对停留时间要求的矛盾。这种装置的另一优点是，生物质的裂解和裂解油的精炼可在一起完成。由于喷动反应器内常可加一定密度的惰性颗粒以促进传热和传质，如果把有催化裂解作用的催化剂取代惰性颗粒，则可提高裂解油的质量。虽然喷动床可在一定程度上解决流化床的问题，但目前为止，它只适用于小型的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，能够通过促进反应器内部流体循环的方式提高反应器的传热效率。

一种用于环形流化床反应器内的循环增速管，所述的流化床反应器包括反应器外壳和燃烧室，反应器外壳和燃烧室均为筒体，燃烧室竖直安装在反应器外壳内且两者之间形成环形反应区，其特征在于，循环增速管包括90°弯管、升管、异径接头、三通管、直通管接头、接管、第一螺母、锥形管、O型圈、垫片及第二螺母，外围设备为风机；其中直通管接头的中心开有通孔，通孔的下端加工有沉台，且中部圆周面上加工有卡槽，下端圆周面上加工有上螺纹段和下螺纹段，锥形管底部有与直通管接头下端沉台对应的定位台；

连接关系为：三通管主管的上端竖直依次连接有异径接头、升管及90°弯管，异径接头的小端与三通管连通且90°弯管的敞口为循环增速管的排气口，三通管主管的下端竖直依次连接有直通管接头和接管，直通管接头和接管之间通过第一螺母固连，第一螺母与直通管接头的下螺纹段配合，直通管接头内部安装锥形管，锥形管的下端卡在直通管接头中心通孔下端的沉台内，且其顶端高于三通管侧部支管的轴线，锥形管的下端面与接管的上端面之间设置有O型圈，接管的下端为喷动口，直通管接头圆周面的卡槽内安装垫片且上螺纹段上安装第二螺母，三通管侧部的支管为循环增速管的进气口；

循环增速管竖直安装在燃烧室内部，循环增速管的90°弯管和三通管侧部支管穿过燃烧室的圆周面并与环形反应区连通，循环增速管的下端穿过燃烧室的底面并通过第二螺母固定，接管的下端与风机连通。

所述的锥形管内部空腔分为上下两段，上段空腔为圆柱形，下段空腔为锥形，且下段锥形的锥角为20～40°。

有益效果：(1)本发明在循环增速管内增加锥形管，使得循环增速管的进气口压力小于反应区的压力，能够加快流体的循环并减少固体颗粒和气泡在连续流动过程中的停留时间，使产物分布均匀，提高目标产物的转化率；(2)本发明在三通管和升管之间增加异径接头，增大流体上升的截面，加快流体的循环；(3)本发明可根据反应器的容量以及实际需求增加或减少循环增速管的数量，使反应器的工作状态可调化。

附图说明

图1为本发明循环增速管的结构图。