專利名稱：一種用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
粉煤灰是燃煤鍋爐隨煙氣排出的固體廢棄物，它是煤在高溫燃燒時雜質(zhì)熔融，經(jīng)過驟冷而形成的玻璃態(tài)固體微粒。粉煤灰主要化學(xué)成分為Al2O3和SiO2，兩者之和達(dá)80%以上。綜合利用粉煤灰，提取氧化鋁，是一種二次資源的高附加值利用。該項研究目前已經(jīng)從理論和實驗研究，轉(zhuǎn)向中試和工業(yè)化試驗研究，但可用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)路線仍非常有限。堿焙燒法因工藝簡單，在工業(yè)化應(yīng)用上取得了一定的進(jìn)展，但因其固有的缺陷致使整個工藝有不成熟的或者不經(jīng)濟(jì)的地方，使得生產(chǎn)難以為繼；酸浸取法因其對設(shè)備耐腐要求高，投資成本巨大，一直處于理論和實驗室階段的研究，工業(yè)化之路還比較漫長；而反應(yīng)相對溫和、渣量也可以得到控制的硫酸銨法還沒有實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，主要是該工藝一直無法解決硫酸銨與粉煤灰混合焙燒生成硫酸鋁或硫酸鋁銨生成率不高問題硫酸銨、硫酸鋁銨的熔點較低，反應(yīng)過程中很快形成熔融狀態(tài)，而且硫酸銨還易分解，分解后將無法與粉煤灰中Al2O3進(jìn)行反應(yīng)，造成Al2O3的提取率不高。因此，如何能夠較好的解決硫酸銨與粉煤灰焙燒問題，才是硫酸銨法工業(yè)化之路的關(guān)鍵。中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院在其IMWth循環(huán)流化床燃燒試驗臺進(jìn)行了硫酸銨法提取氧化鋁的試驗研究，研究結(jié)果表明硫酸銨法提取氧化鋁采用流態(tài)化焙燒有利于物料傳熱均勻，反應(yīng)更快，但在試驗臺條件下，物料進(jìn)入爐膛5分鐘后，全部被惰性介質(zhì)磨碎，物料在爐內(nèi)下部停留時間較短，無法滿足焙燒時間的要求，進(jìn)而導(dǎo)致提取率也較低。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，該反應(yīng)器可減少物料顆粒磨蝕量，延長反應(yīng)物料在反應(yīng)器中的反應(yīng)時間，且可遠(yuǎn)程操控，具有反應(yīng)效率高、可連續(xù)、穩(wěn)定、高效、大量處理物料且成品品質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是—種用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，包括殼體5,在殼體5內(nèi)部設(shè)置有水平的承載物料且滿足流化布風(fēng)要求的布風(fēng)板3，布風(fēng)板3上布置風(fēng)帽4，布風(fēng)板3下方為風(fēng)室15，風(fēng)室15與空氣預(yù)熱器16的出口相連接，空氣預(yù)熱器16與鼓風(fēng)機(jī)17相連接；在殼體5內(nèi)布置分離器6以對煙氣進(jìn)行物料分離,分離器6的入口位于殼體5內(nèi)部上方且水平設(shè)置，分離器6的分離物料出口接下降管11的上端，下降管11的下端位于殼體5內(nèi)部下方，分離器6的煙氣出口位于殼體5外部上方,殼體5側(cè)方布置進(jìn)料口 12和惰性物料加入口 13，以實現(xiàn)連續(xù)給料及進(jìn)行惰性物料補(bǔ)充。[0008]所述風(fēng)帽4為鐘罩式風(fēng)帽、T型風(fēng)帽或者定向風(fēng)帽。所述分離器6分離物料出口設(shè)置鎖氣給料器9。所述分離器6的煙氣出口接除塵器7，除塵器7的煙氣出口接引風(fēng)機(jī)8，除塵器7的物料出口通過物料回送管10接入到殼體5內(nèi)。所述流化床反應(yīng)器的出料口 I位于殼體5下部與布風(fēng)板3鄰接，鄰接處設(shè)置豎向的隔板2。所述惰性物料加入口 13布置于進(jìn)料口 12下方，以便惰性物料14磨損、流失后進(jìn)行補(bǔ)充。所述惰性物料14為粒度均勻的河沙或玻璃珠。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點I)反應(yīng)器出口設(shè)置隔板，方便物料與惰性物質(zhì)分離，以便實現(xiàn)連續(xù)出料；2)分離器下部下降管直接通入反應(yīng)器內(nèi)，延長了物料反應(yīng)時間，可使成品品質(zhì)更佳；3)分離器為內(nèi)置式，可避免物料低溫粘結(jié)；4)反應(yīng)器單側(cè)進(jìn)料，單側(cè)出料，布風(fēng)板上物料呈流化狀態(tài)，物料不存在死區(qū)，物料成品品質(zhì)穩(wěn)定；5)反應(yīng)器可選擇較低流化風(fēng)速，可減少物料破損，同時能耗較低。6)反應(yīng)器進(jìn)料口下方設(shè)置惰性物料加入口，方便惰性物料的補(bǔ)充，以實現(xiàn)反應(yīng)器連續(xù)長周期運行。綜上所述，本實用新型具有顆粒破損少、反應(yīng)效率高、可連續(xù)進(jìn)出料、處理量大、成品品質(zhì)穩(wěn)定、運行周期長、易于操作控制、節(jié)能等優(yōu)點。

附圖為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明本實用新型的實施方式。如附圖所示，本實用新型一種用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器包括殼體5，在殼體5內(nèi)部設(shè)置有水平的承載物料且滿足流化布風(fēng)要求的布風(fēng)板3，布風(fēng)板3上布置風(fēng)帽4，風(fēng)帽4可以為鐘罩式風(fēng)帽、T型風(fēng)帽或者定向風(fēng)帽。布風(fēng)板3下方為風(fēng)室15，風(fēng)室15與空氣預(yù)熱器16的出口相連接，空氣預(yù)熱器16與鼓風(fēng)機(jī)17相連接，由鼓風(fēng)機(jī)17提供流化風(fēng)；在殼體5內(nèi)布置分離器6以對煙氣進(jìn)行物料分離，分離下的物料重新進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，內(nèi)置式的分離器6可避免物料低溫粘結(jié)。分離器6的入口位于殼體5內(nèi)部上方且水平設(shè)置，分離器6的分離物料出口設(shè)置鎖氣給料器9，以防止反應(yīng)器內(nèi)煙氣短路及物料反竄。鎖氣給料器9接下降管11的上端，下降管11的下端位于殼體5內(nèi)部下方，分離器6的煙氣出口位于殼體5外部上方接除塵器7，除塵器7的煙氣出口接引風(fēng)機(jī)8，經(jīng)分離后的煙氣通過除塵器7再次除塵后經(jīng)引風(fēng)機(jī)8抽出至氨吸收塔。除塵器7的物料出口通過物料回送管10接入到殼體5內(nèi)進(jìn)行再次利用。殼體5側(cè)方布置進(jìn)料口 12和惰性物料加入口13，以實現(xiàn)連續(xù)給料及進(jìn)行惰性物料補(bǔ)充，惰性物料加入口 13布置于進(jìn)料口 12下方，以便惰性物料14磨損、流失后進(jìn)行補(bǔ)充，惰性物料14為粒度均勻的河沙或玻璃珠。流化床反應(yīng)器的出料口 I位于殼體5下部與布風(fēng)板3鄰接，鄰接處設(shè)置豎向的隔板2，隔板2高度由試驗確定，以實現(xiàn)惰性物料與熟料分離。本實用新型的工作原理是鼓風(fēng)機(jī)17提供的空氣，經(jīng)空氣預(yù)熱器16加熱后，作為流化換熱介質(zhì)送入風(fēng)室15內(nèi)，再穿過布風(fēng)板3上的風(fēng)帽4與物料進(jìn)行換熱，換熱完畢后由反應(yīng)器上部煙道進(jìn)入分離器6內(nèi)，煙氣中較大物料被分離器6分離下來，經(jīng)預(yù)除塵后煙氣進(jìn)入除塵器7進(jìn)行再次除塵，煙氣中細(xì)物料在除塵器中被分離下來并回送至反應(yīng)器內(nèi)，潔凈煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)8排出反應(yīng)器。分離器6分離下來的物料經(jīng)鎖氣給料器9后通過下降管11重新進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，以延長物料反應(yīng)時間。物料由進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，在流化換熱介質(zhì)的作用下，物料在與換熱介質(zhì)換熱的同時呈流動狀態(tài)由進(jìn)料口逐漸流至出料口，并且惰性物料的存在加強(qiáng)了物料與換熱介質(zhì)的換熱效果，使得物料反應(yīng)速度較快。物料最終通過反應(yīng)器出口隔板2與惰性物料分離開來，排出反應(yīng)器外。本實用新型中，反應(yīng)器出口設(shè)置隔板2，方便物料與惰性物質(zhì)分離，可實現(xiàn)連續(xù)出料；分離器6為內(nèi)置式，可防止物料低溫粘結(jié)；分離器6下部下降管11直接通入反應(yīng)器內(nèi)，延長了物料反應(yīng)時間，可使成品品質(zhì)更佳；反應(yīng)器單側(cè)進(jìn)料，單側(cè)出料，布風(fēng)板上物料呈流化狀態(tài)，物料不存在死區(qū)，物料成品品質(zhì)穩(wěn)定；反應(yīng)器可選擇較低流化風(fēng)速，可減少物料破損，同時能耗較低；反應(yīng)器進(jìn)料口下方設(shè)置惰性物料加入口，方便惰性物料的補(bǔ)充，以實現(xiàn)反應(yīng)器連續(xù)長周期運行。本實用新型具有顆粒破損少、反應(yīng)效率高、可連續(xù)進(jìn)出料、處理量大、成品品質(zhì)穩(wěn)定、運行周期長、易于操作控制、節(jié)能等優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，包括殼體(5)，其特征在于，在殼體(5 )內(nèi)部設(shè)置有水平的承載物料且滿足流化布風(fēng)要求的布風(fēng)板(3 )，布風(fēng)板(3 )上布置風(fēng)帽(4)，布風(fēng)板(3)下方為風(fēng)室(15)，風(fēng)室(15)與空氣預(yù)熱器(16)的出口相連接，空氣預(yù)熱器(16)與鼓風(fēng)機(jī)(17)相連接；在殼體(5)內(nèi)布置分離器(6)以對煙氣進(jìn)行物料分離，分離器(6)的入口位于殼體(5)內(nèi)部上方且水平設(shè)置，分離器(6)的分離物料出口接下降管(11)的上端，下降管(11)的下端位于殼體(5)內(nèi)部下方,分離器(6)的煙氣出口位于殼體(5)外部上方，殼體(5)側(cè)方布置進(jìn)料口(12)和惰性物料加入口(13)，以實現(xiàn)連續(xù)給料及進(jìn)行惰性物料補(bǔ)充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述風(fēng)帽(4)為鐘罩式風(fēng)帽、T型風(fēng)帽或者定向風(fēng)帽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述分離器(6)分離物料出口設(shè)置鎖氣給料器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述分離器(6)的煙氣出口接除塵器(7)，除塵器(7)的煙氣出口接引風(fēng)機(jī)(8)，除塵器(7)的物料出口通過物料回送管(10)接入到殼體(5)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述流化床反應(yīng)器的出料口(I)位于殼體(5)下部與布風(fēng)板(3)鄰接，鄰接處設(shè)置豎向的隔板⑵。
專利摘要一種用于化工行業(yè)物料換熱反應(yīng)的流化床反應(yīng)器，包括殼體，在殼體內(nèi)部設(shè)置有水平的承載物料且滿足流化布風(fēng)要求的布風(fēng)板，布風(fēng)板上布置風(fēng)帽，布風(fēng)板下方為風(fēng)室，風(fēng)室與空氣預(yù)熱器的出口相連接，空氣預(yù)熱器與鼓風(fēng)機(jī)相連接；在殼體內(nèi)布置分離器以對煙氣進(jìn)行物料分離，分離器的入口位于殼體內(nèi)部上方且水平設(shè)置，分離器的分離物料出口接下降管的上端，下降管的下端位于殼體內(nèi)部下方，分離器的煙氣出口位于殼體外部上方，殼體側(cè)方布置進(jìn)料口和惰性物料加入口，以實現(xiàn)連續(xù)給料及進(jìn)行惰性物料補(bǔ)充，該反應(yīng)器可減少物料顆粒磨蝕量，延長反應(yīng)物料在反應(yīng)器中的反應(yīng)時間，且可遠(yuǎn)程操控，具有反應(yīng)效率高、可連續(xù)、穩(wěn)定、高效、大量處理物料且成品品質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點。
文檔編號B01J8/24GK202823325SQ201220459340
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者高洪培, 韓應(yīng), 王鵬利, 王海濤, 張世鑫 申請人:中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司