[发明专利]一种旋转气流流化装置及片状材料的流化方法

说明书

本发明属于流化技术领域，特别涉及一种旋转气流流化装置及片状材料的流化方法。针对片状材料在流化过程中易产生静电而导致吸附团聚以及流化过程易形成流化死区的问题，本发明提供一种旋转气流流化装置及片状材料的流化方法，该流化装置包括气体分布器，该气体分布器能够使气流旋转产生旋转气流，通过气流的旋转带动片状材料旋转，从而使片状材料能够产生离心力，使片状材料之间相互分离，消除静电吸附的影响；气流的旋转还能带动流化床底部的流化死区的片状材料，从而消除流化死区。本发明所述的旋转气流流化装置结构简单科学，工业应用性强，适合进行推广应用。

技术领域

本发明涉及流化技术领域，特别涉及一种旋转气流流化装置及片状材料的流化方法。

背景技术

流化床是将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化，即流化床。流化床作为一种重要的流一固相操作设备-在颗粒的运输与传送、选矿、煤的燃烧与转化、石油加工工业、有机合成工业、材料工业中中得到了大量的应用。

流态化技术是把固体散料悬浮于运动的流体之中，使颗粒与颗粒之问脱离接触，从而消除颗粒间的内摩擦现象，达到固体流化的目的。该技术作为一种重要的固相间物理操作(如干燥、渗混分级、吸附、包涂等)或化学操作(如催化合成、裂解、氧化、氯化等)的技术被广泛采用。固体流态化技术是化学工程领域的一个重要分支，在现代石油、化工、能源、轻工、冶金、材料、环保工业中，有大量的片状和粉末状的固体材料被用作原料、催化剂及能源使用。但超细片状材料是属于难以流化的一类物质，因为这类材料粘附性强，按传统方法流化时，床内容易产生静电吸附和流化死区，难以实现稳定的流态化。如何有效改善超细片状材料的流化质量成为近年来超细粉流态化研究的重点和热点。

目前人们往往采取两类措施实现片状材料的流态化：外源方法与内源方法。外源方法包括引入振动场、声场、磁场以及采用圆锥床、快速循环床和改进分布板结构等；内源法主要采用添加颗粒来改善粉体结构特性或减压的情况下利用氮气作为流化气等。这些方法虽然能不同程度地抑止沟流，减轻颗粒间的团聚，使之实现稳定流态化，但外源法的结构较复杂，内源法则在不允许添加颗粒的场合中应用受到限制。传统的喷动床仅适用于大颗粒的处理过程，受起始喷动压降较高及最大喷动床高等的限制，在其中引入导向管，就能使喷射区和环隙区之间的交互流动大幅减轻乃至消失，其最大喷动压降和晟小喷动速度降低.固体循环速度率和混合强度也大为减小，床层高低增大且能使小颗粒实现良好喷动，比传统的喷动床更有颗粒适应性。

公开号为CN 103638877 A的中国专利公开了一种流化床反应器，该流化床反应器中设有由挡板和搅拌桨叶组成的相互配合的搅拌系统，通过此搅拌系统，在搅拌桨叶的上部、下部、端部、轴的表面、流化床内壁面，都可以避免颗粒的粘附。但该发明只适用于粘附性大的颗粒，其并不适用于片状型材料，而且该发明不涉及气流的旋转。

公开号为CN 105042598 A的中国专利公开了一种旋流式流化床炉，该发明提供一种旋流式流化床炉，不用在移动层配管设置流量计、风门便能够向移动层供给适当的空气量。该发明所涉及的旋流式流化床通过向移动层供给气体的罗茨鼓风机以及向流化层供给气体的涡轮鼓风机产生旋转气流，适用于处理城市废弃物方面。

公开号为CN 101883629 A的中国专利申请公开了一种流化床和流化方法，该发明通过流化床不同的端口直径通入流化气体使其流化床反应腔的煤流化，在另一方面，该发明涉及煤流化床气化以及煤气化的方法。

尽管流化床装置和流态化技术已经取得上述的多项进步，但是还没有一种技术能很好的解决片状材料及粉态固体材料的流化问题，尤其是片状材料的粘附团聚问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种旋转气流流化装置及其片状材料的流化方法，能够解决片状材料等超细散状的材料在流化过程中静电吸附团聚和形成流化死区而难以达到理想的流化状态的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：