[发明专利]一种分区控制多级湍动流态化反应炉

说明书

本发明公开了一种分区控制多级湍动流态化反应炉，包括炉体和主燃烧炉，所述炉体包括反应区和至少一个预热区，所述预热区设于反应区的上部，所述反应区和预热区中均设有气体分布板，所述预热区和反应区通过一隔板分隔成相互独立的空腔，所述预热区与反应区通过一反应区密封阀连通；所述主燃烧炉排出的热烟气通过第一热烟管道与预热区的气体分布板的底部空腔相连，所述反应区的气体分布板的底部空腔连接有反应气进气管。本发明的分区控制多级湍动流态化反应炉，物料预热区与反应区在同一装置内完成，结构简单，设备配置紧凑，占地面积小，基建投资省。

技术领域

本发明属于冶金及选矿装备和技术领域，尤其涉及一种流态化反应炉。

背景技术

根据反应炉中物料与炉壁的相对运动情况，气固反应可分为堆积态反应与流态化反应两种反应形式。与堆积态反应形式相比，流态化反应工艺气固传热、传质和化学反应速度快，传热、传质效率高，从而使得相对于堆积态反应过程，流态化反应所需时间大大缩短、反应综合能耗大大降低、反应产品质量大幅度提高。

随着操作气速的逐渐提高，气固流态化依次经历鼓泡流态化、湍动流态化和快速流态化几种流型的转变。快速流态化具有如下优点：1、高气速、高固体通量和高固体浓度操作，可提高反应器的效率和能力；2、低气体轴向返混，有利于提高化学反应的均一性；3、固体的快速混合，整个床层温度分布均匀，可实现化学反应的最佳化操作。基于快速流态化的这些优点，近几十年国内外研究者提出了多种不同结构的快速流态化反应装置。但快速流态化反应炉具有不能快速分离反应完全与未反应完全的物料，循环设备结构庞大，物料在焙烧炉中的停留反应时间短等缺陷。

湍动流态化是介于鼓泡流化和快速流化之间的一种流化状态，与鼓泡流化相比，湍动流态化具有较小的气泡尺寸及相对应的较低的压力脉动幅值；与快速流化相比，湍动流态化所需气体流速较低，反应完成后气固分离难度较小，设备的磨损较小。

因此，结合湍动流态化的优势，研发一种全新的湍动流态化反应炉，对流态化焙烧装备与技术的进步具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种分区控制多级湍动流态化反应炉，该湍动流态化反应炉具有基建投资省、节能环保效果好、预热和反应可分区分气氛独立控制、粗细粒级在反应炉内的停留时间可依据粒度合理调控、反应进程相对可控等优势。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种分区控制多级湍动流态化反应炉，包括炉体和主燃烧炉，所述炉体包括反应区和至少一个预热区，所述预热区设于反应区的上部，所述反应区和预热区中均设有带孔、倾斜布置的气体分布板(可以透过气体，并且可支撑物料)，所述预热区和反应区通过一隔板分隔成相互独立的空腔，所述预热区与反应区通过一反应区密封阀连通；所述主燃烧炉排出的热烟气通过第一热烟管道与预热区的气体分布板的底部空腔相连，所述反应区的气体分布板的底部空腔连接有反应气进气管。主燃烧炉为预热区提供热烟气用于预热物料，主燃烧炉上连接有燃料管道和助燃气管道。隔板可为耐火材料或者耐高温钢板，隔板的存在，可以保证反应区产生的烟气不进入预热区，而全部通过排烟管进入烟气净化器。

上述分区控制多级湍动流态化反应炉中，优选的，所述反应区密封阀包括第一物料入口与第一物料出口，所述预热区最底部的气体分布板的物料出口端设于所述第一物料入口处，所述反应区的气体分布板的物料入口端设于所述第一物料出口处。更优选的，所述第一物料入口和第一物料出口的位置与炉体内壁平齐。上述设置方式可以保证气体分布板上的物料直接滚入反应区密封阀，并从第一物料出口滚至反应区的气体分布板上，物料滚动更加流畅。同时，上述设置方式利于加工反应区密封阀，并可以减小物料在炉体内形成堆积死角。