專利名稱：氣力臨界流態(tài)化輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
粒料的氣力臨界流態(tài)化輸送(亦可稱氣力臨界移動(dòng)床輸送)屬于化工及粉體加工與輸送的技術(shù)領(lǐng)域。與稀相輸送和濃相輸送相比，移動(dòng)床輸送具有氣速低，耗氣量少，輸送量大，物料及管道磨損小等優(yōu)點(diǎn)，它適合于輸送容易磨損的物料及貴重物料，也適用于少量惰性氣體輸送易燃易爆的危險(xiǎn)物料，且可以大大減少粉塵污染。移動(dòng)床輸送的最大弱點(diǎn)是氣體壓降大。以往的移動(dòng)床輸送管，如美國(guó)專利US2833837，多為圓柱形管或者錐形管，由于管形與氣體自下而上的減壓膨脹不相適應(yīng)，致使管中各處之氣力與重力不平衡，產(chǎn)生了顆粒之間的接觸壓力，這種壓力傳送到管壁形成明顯的壁摩擦力，該力隨管長(zhǎng)而累積，從而大大增加了輸送的阻力和能耗，降低了輸送效率。
本實(shí)用新型目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，通過(guò)合理的管形設(shè)計(jì)，將輸送管道做成一個(gè)向上擴(kuò)大的喇叭形，使其逐漸擴(kuò)大的管截面正好與不斷膨脹的氣體體積相適應(yīng)，造成在立管的任何水平截面之氣固相對(duì)速度都等于顆粒物料之臨界流態(tài)化速度，這時(shí)氣力與顆粒狀物料的重力、慣性力及壁摩擦力相平衡，物料處于臨界流態(tài)化狀態(tài)，顆粒之間不相互接觸擠壓，從而避免了產(chǎn)生顆粒間接觸應(yīng)力和向管壁傳遞切應(yīng)力，使壁磨擦阻力減至最低限度，從而降低了輸送所需的氣體壓力和流量，減少了能耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
管形設(shè)計(jì)目的在于求得輸送管道橫截面積隨高度的變化，在輸送高度及輸送量、物料及氣體性質(zhì)已知的情況下，可根據(jù)物料的臨界流態(tài)化速度、臨界流態(tài)化空隙度、壁摩擦系數(shù)、氣體的狀態(tài)方程計(jì)算而得，然后根據(jù)計(jì)算的管形進(jìn)行制作。
臨界流態(tài)化輸送管頂部安裝管頂約束及氣固分離裝置。
以下結(jié)合附圖為例，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。


圖1臨界流態(tài)化輸送管示意圖圖2臨界流態(tài)化輸送裝置示意圖圖3以U型管連接高壓料罐和臨界流態(tài)化輸送管的示意圖其中，(a)－多級(jí)錐形管(b)－多級(jí)柱形管(c)－圓形管截面(d)－正方形管截面(e)－矩形管截面(可為等寬矩形)(f)－多邊形管截面(包括三角形)1－高壓料罐2－連接管3－臨界流態(tài)化輸送管4－高壓氣源5－床頂約束及氣固分離結(jié)構(gòu)6－氣體分布板要真正做成計(jì)算的管形是困難的，但可以設(shè)法逼近它。通常的逼近方法有兩種，一種是做成多級(jí)的錐度不同的圓錐或多邊錐形管，每級(jí)改變一次錐角，以逼近計(jì)算的管形。見(jiàn)
圖1(a)及(c)(d)(e)(f)。另一種是做成多級(jí)的管徑不同的圓柱或等厚方柱或多邊對(duì)稱柱形管，每級(jí)改變一次管徑以逼近計(jì)算的管形，見(jiàn)
圖1(b)及(c)(d)(e)(f)，這樣可使操作接近于臨界流態(tài)化輸送。
圖2為輸送裝置的總體結(jié)構(gòu)圖，它由高壓料罐［1］傾斜連接管［2］管底氣體分布板［6］臨界流態(tài)化輸送管［3］及床頂約束及氣固分離結(jié)構(gòu)［5］五部分組成。
床頂約束結(jié)構(gòu)是限制床層膨脹，避免氣泡氣節(jié)生成，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作的必不可少的部分。已設(shè)計(jì)和試驗(yàn)成功若干種低阻力約束結(jié)構(gòu)，并已申請(qǐng)專利，可供選用。
高壓料罐［1］通過(guò)傾斜連接管［2］與臨界流態(tài)化輸送管［3］的底部側(cè)邊相連接，傾斜連接管［2］于垂直方向間的夾角，可以在10°～45°度范圍內(nèi)選擇。臨界流態(tài)化輸送管［3］底部裝有氣體分布板［6］。
高壓料罐［1］與臨界流態(tài)化輸送管［3］之間，亦可用U形管［2］連接，此時(shí)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
判斷操作是否達(dá)到或接近臨界流態(tài)化輸送，有如下三個(gè)判據(jù)一、床中無(wú)氣泡氣節(jié)出現(xiàn)。二、床壓降梯度為常數(shù)，即壓力沿床高為線性變化。三、顆粒間接觸壓力趨于零。
本項(xiàng)技術(shù)是氣力移動(dòng)床輸送中所需壓力最低，固氣比最高，能耗最低的。所需壓降一般為物料重力所造成壓降的1.5倍，而一般移動(dòng)床輸送目前所達(dá)到的最低壓降超過(guò)物重壓降的2.5倍。
實(shí)施例1.輸送物料離子交換樹脂2.物料性質(zhì)粒度范圍0.1～1.6mm平均粒徑0.65mm顆粒密度1187.5kg／m3臨界流態(tài)化速度0.105m／s臨界流態(tài)化空隙率0.372顆粒形狀球形3.輸送介度20℃空氣4.輸送物料流率100kg／hr5.計(jì)算所需空氣流率1.34kg／hr6.輸送高度8m7.計(jì)算所得管形尺寸(管截面積隨高度變化)高度(m)8.07.57.06.56.05.55.04.5管截面積 28.0 26.8 25.7 24.7 23.8 22.9 22.0 21.3(cm2)高度(m)4.03.53.02.52.01.51.00.50.0管截面積 20.5 19.8 19.2 18.5 17.9 17.4 16.9 16.3 15.9(cm2)8.實(shí)現(xiàn)臨界流態(tài)化輸送時(shí)所測(cè)得壓降為9200mmH2O。
計(jì)算顆粒重力壓降為5966mmH2O。
總壓降為重力壓降的1.54倍。
權(quán)利要求1.一種氣力臨界流態(tài)化輸送裝置，包括高壓料罐[1]，輸送管[3]，其間通過(guò)U形連接管[2]使高壓料罐[1]于輸送管[3]相連接，其特征在于輸送管[3]為橫截面積隨高度而擴(kuò)大成向上喇叭形的臨界流態(tài)化輸送管[3]，其臨界流態(tài)化輸送管[3]上裝有管頂約束及氣固分離結(jié)構(gòu)[5]。
2.按權(quán)力要求1所述的裝置，其特征在于臨界流態(tài)化輸送管［3］，可由多級(jí)的錐度不同的圓錐管或多邊錐形管，或多級(jí)的不同管徑的圓柱或等厚方柱或多邊柱形管，組成逼近于向上喇叭形的臨界流態(tài)化輸送管［3］。
3.按權(quán)力要求1，2所述的裝置，其特征在于高壓料罐［1］與臨界流態(tài)化輸送管［3］之間，可以通過(guò)于垂直方向夾角成10°～45°角度的傾斜連接管［2］相連接，在臨界流態(tài)化輸送管［3］底部，設(shè)置氣體分布板［6］。
專利摘要氣力臨界流態(tài)化輸送屬于化工及粉體加工與輸送的技術(shù)領(lǐng)域。可以用來(lái)輸送粉狀、粒狀物料，尤其是用來(lái)輸送易于磨損的貴重物料或易燃易爆的物料。其特點(diǎn)是輸送物料在輸送管中呈初始流化狀態(tài)或基本接近于初始流化狀態(tài)，其輸送管形為根據(jù)物料及輸送介質(zhì)物性所計(jì)算而得的特定的喇叭形。這種喇叭形管通常可以由多級(jí)的錐角不同的錐形管或多級(jí)的管徑不同的圓柱形或多邊柱形管來(lái)逼近。全套輸送裝置由高壓料罐、臨界流態(tài)化輸送管和頂部約束及分離結(jié)構(gòu)組成，它具有壓降低、能耗低、輸送效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65G53/00GK2132724SQ9223195
公開(kāi)日1993年5月12日 申請(qǐng)日期1992年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月3日
發(fā)明者李洪鐘, 郭慕孫 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化工冶金研究所