專利名稱：流化床磁力球分布板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于流化床反應器技術領域，具體的說是流化床磁力球分布板的設計，氣體或液體通過該裝置后能夠分布均勻且穩(wěn)定，在氣固反應，液固反應，催化反應等技術領域中有很廣泛的應用。
背景技術：
氣固為主的流態(tài)化氣體通過床層時會分兩部分流經床層，一部分氣體以近似臨界流態(tài)化的速度經分布板，流過濃相區(qū)；另一部分氣體經分布板后，氣體的速度超過了臨界流態(tài)化速度，此時這氣體則以氣泡狀態(tài)越過濃相區(qū)。氣泡上升速度可超越臨界流態(tài)化速度一個數量級，因此用這種高速度氣體流體通過床層時，氣體停留時間較短，造成必須在一定的停留時間內完成的反應，由于氣體的反應時間不夠，造成反應產物的合格率降低。由于氣體不均勻的床層流動，造成氣體通過流化床時，在流化床顆粒中的停留時間不均勻。所以為了改變流化床內的均勻流動，可借助于分布板的設計來改善。流化床流體分布器又稱分布板，其主要作用是使進入流化床中心的流體沿床斷面均勻分布，使得床層正常操作時床層不出現死床區(qū)。同時在停止操作時，支承床中物料。分布板按其結構分為多孔板，多管式，柵條式，錐形等。當采用這些分布板時，發(fā)現有時候氣泡分布在通過分布板后，出現了不均勻的情況，為了改善這種情況，在分布板的上面加入一些填料而防止。一般采用的方法有在分布板上加入不同的顆粒，在底部先鋪滿大顆粒的填料，之后再在大顆粒的上面用比大顆粒較小的顆粒鋪墊一層，根據需要依次鋪滿縮小尺寸的顆粒，最后鋪墊完畢。當使用此種分布器用氣固或者液固流態(tài)化床時，氣體或者液體的分布情況大為改觀。但是這樣的鋪墊存在一個重大的缺陷，就是不能夠達到單層鋪墊規(guī)整。這樣導致了很多弊端。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，就是要克服氣體經過分布板后不能均勻分布的問題，提供一種由圓球形磁力球規(guī)整排列形成的新型分布板。使用規(guī)整的磁力球作為分布板，能使氣體通過分布板后完全能均勻分布，能有效控制氣體通過流化床的反應時間，從而提高反應效率，提高產品的合格率。目前在該方面應用的技術存在以下的缺陷①顆粒不均勻。②鋪墊填料顆粒的時候，不能單層鋪墊。 ③顆粒之間的距離不可能規(guī)整排列，從而不能達到保持間隙準確。為了解決以上問題，本發(fā)明提出了一種新的流化床磁力球分布板的設計。該設計中采用的填料顆粒為，尺寸均一規(guī)整的磁力球。本發(fā)明提出了流化床磁力球分布板，其特征在于，在反應器床底部支撐架上由磁力球規(guī)整排列形成的分布板，磁力球排列整齊緊密且布滿反應器床底部支撐架，排布成單層或者進行多層。進一步，其特征在于，兩個磁力球之間的磁性相互吸引力不小于10牛頓。進一步，其特征在于，磁力球直徑與反應器橫截面直徑之比小于I比10。使用磁力球作為分布板的填料有以下優(yōu)點①填料顆粒為具有能夠相互吸引力的含鐵磁力球，分布緊密。②磁力球的磁性吸引力可以在生產過程中控制，磁力可大可小。 ③磁力球的顆粒均勻，且球形度好，排列規(guī)整。④磁力球可以單層鋪墊，也可多層鋪墊。⑤磁力球可根據需要制定稱各種尺寸規(guī)格。⑥磁力球規(guī)整排列，使得每一層之間的通量面積相同。(通量面積=反應器面積-填料球橫截面面積)⑦磁力球可控制磁性吸引力足夠大時，還能用作固定床使用，其以上優(yōu)勢在固定床中依然體現。使用本發(fā)明的流化床磁力球分布板,利用大小可控,尺寸可控,磁力可控的,均一規(guī)整，緊密排列的磁力球分布板，操作簡便，原理簡單，制作容易，在該領域里很大程度上解決了流態(tài)化氣液或者液體分布不均勻的問題。使氣體或者液體通過分布器后，能夠分布均勻，則反應時間控制準確，大大提聞了反應效率，更進一步的提聞了廣品的質量合格率，以及原料的利用率。該發(fā)明可以廣泛的應用于相關的領域。


附圖I為本發(fā)明的其中一種采用不同尺寸磁力球填充的示例，例I結構示意圖。采用統一尺寸磁力球填充的類型，實施方法可以概括在內。附圖2為本發(fā)明的例I水平截面圖，磁力球直徑1cm，反應器為直徑IOcm的圓。附圖3為本發(fā)明的例I水平截面圖，磁力球直徑O. 5cm,反應器為直徑IOcm的圓。附圖4為本發(fā)明的例I水平截面圖，磁力球直徑O. 25cm，反應器為直徑IOcm的圓。
具體實施例方式本發(fā)明的其中一種具體示例模型例1，如附圖I所示，所有的組件和反應器根據編號，依次是直徑Icm的磁力球I、直徑O. 5cm的磁力球2、直徑O. 25cm的磁力球3、流化床反應器4、支承板5、支承板孔道6。利用規(guī)整的不同尺寸的磁力球規(guī)整排列，可根據需要選取不同尺寸的磁力球，該例I模型中選取了最底層排布I層直徑Icm的磁力球1，上面平鋪兩層直徑為O. 5cm的磁力球2，上面再鋪滿3層直徑為O. 25cm的磁力球3，當流態(tài)化反應進行時，氣體或者液體通過板孔道6，依次經過I層直徑Icm的磁力球1，2層直徑O. 5cm的磁力球2，3層直徑O. 25cm的磁力球3，之后分布十分均勻，路徑相似，各處的氣體通過分布板的時間也相同，達到了準確的均勻分布，從而有利于流態(tài)化反應的均一性，提高了反應的產率和產品的合格率，也提高了原料的利用率。
本發(fā)明的最大突出點，就是在分布板的每一層，雖然填充以不同尺寸的規(guī)整磁力球，但是每一層的通量面積保證相同(通量面積=反應器面積-填料球橫截面面積)，通量面積的不變，保證了氣體或者液體通過分布板的每一層磁力球時候的速度不變，從而又因為孔道均勻規(guī)整，從而分布均勻。
本發(fā)明的示例附圖中，例I模型為橫截面是圓形的反應器。雖然示例例I中的圓形反應器的截面圖中，邊緣部分填充不完全，但是實際應用中填料尺寸和反應器尺寸相差很大，考慮到流體通過時候的邊緣效應，當磁力球直徑與反應器橫截面直徑之比，小于I比10時或者更小時，邊緣縫隙誤差小于5%或者更小，基本可以忽略。為了本說明書的講解更為透徹明了，在不影響其他方面的條件下，本說明書中采用反應器例I附圖來進行講解(即附圖只起到說明作用，通量面積的計算結果只依據文字說明和計算公式為準)。采用微分法，把反應器的橫截面微分成許多個小正方形，假設把例I中反應器的每一層的橫截面全部劃分成IcmX Icm的微元正方形，即每層都有同樣多個微元正方形，在每一層的一個正方形中附圖2中，通量面積=微元正方形面積-正方形內磁力球I橫截面面積，其中微元正方形面積=IcmX Icm = Icm2,磁力球I橫街面積為1X3. 14X0. 52 = O. 785cm2,通量面積=1-0. 785 = O. 215cm2 ο附圖3中，通量面積=微元正方形面積-正方形內磁力球2橫截面面積，其中微元正方形面積=IcmXlcm= Icm2,磁力球2橫街面積為4 X 3. 14 X 0 . 252 = O. 785cm2,通量面積=1-0. 785 = O. 215cm2 ο附圖4中，通量面積=微元正方形面積-正方形內磁力球3橫截面面積，其中微元正方形面積=IcmX Icm = Icm2,磁力球3橫街面積為16X3. 14X0. 1252 = O. 785cm2,通量面積=1-0. 785 = O. 215cm2 οS卩，由上推算過程可知，無論每層采用相同或者不同尺寸的磁力球進行鋪墊，或者無論每次鋪多少尺寸的磁力球，鋪滿之后，都能保證，每一層的通量面積都不變。
權利要求
1.流化床磁力球分布板，其特征在于，在反應器床底部支撐架上由磁力球規(guī)整排列形成的分布板，磁力球排列整齊緊密且布滿反應器床底部支撐架，排布成單層或者進行多層。
2.根據權利要求I中所述的流化床磁力球分布板，其特征在于，兩個磁力球之間的磁性相互吸引力不小于10牛頓。
3.根據權利要求I中所述的流化床磁力球分布板，其特征在于，磁力球直徑與反應器橫截面直徑之比小于I比10。
全文摘要
流化床磁力球分布板屬于流化床反應器技術領域。該裝置在反應器床底部支撐架上由磁力球規(guī)整排列形成的分布板，磁力球排列整齊緊密且布滿反應器床底部支撐架，排布成單層或者進行多層。兩個磁力球之間的磁性相互吸引力不小于10牛頓。氣體或液體通過該裝置后能夠分布均勻且穩(wěn)定，在氣固反應，液固反應，催化反應等技術領域中有很廣泛的應用，克服了氣體經過分布板后不能均勻分布的問題。使用規(guī)整的磁力球作為分布板，能使氣體通過分布板后完全能均勻分布，能有效控制氣體通過流化床的反應時間，從而提高反應效率，提高產品的合格率。
文檔編號B01J8/44GK102631872SQ20121012449
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權日2012年4月25日
發(fā)明者姚傳好, 安震濤, 張然, 徐夢迪, 李釩, 楊帆, 梁向峰, 王義智 申請人:北京工業(yè)大學