本實(shí)用新型涉及一種雙功能連續(xù)式回轉(zhuǎn)焙燒爐和制備分子篩的設(shè)備。
背景技術(shù):
在催化裂化催化劑中,分子篩是一種應(yīng)用非常廣泛的材料,同時(shí)也是非常重要的一種組分,分子篩的性能直接影響到了催化裂化催化劑的反應(yīng)性能。根據(jù)不同的需要,可以對分子篩進(jìn)行不同的改性以達(dá)到使用的要求。比如高硅鋁比的分子篩普遍被認(rèn)為是催化裂化催化劑所需求的。
在制備高硅鋁比的分子篩方面,主要有以下幾種方法:氟硅酸銨法抽鋁補(bǔ)硅、水熱法和氣相化學(xué)法抽鋁補(bǔ)硅(本發(fā)明稱為氣相超穩(wěn)方法)。
氟硅酸銨法抽鋁補(bǔ)硅(也稱為化學(xué)法抽鋁補(bǔ)硅)主要是用氟硅酸銨脫鋁補(bǔ)硅,獲得的分子篩的結(jié)晶度高,Si/Al比及熱穩(wěn)定性高,但脫鋁過程中形成的難溶物AlF3和殘留的氟硅酸鹽影響水熱穩(wěn)定性,還會污染環(huán)境。
水熱法仍是目前工業(yè)上普遍采用的方法,但是在水熱過程中存在脫鋁后補(bǔ)硅不及時(shí),易造成晶格塌陷,且非骨架鋁碎片堵塞孔道,這不僅影響了活性中心的可接近性,也影響其熱穩(wěn)定性的進(jìn)一步提高。
目前,工業(yè)上制取高硅Y型沸石主要采用水熱法。將NaY沸石進(jìn)行多次稀土離子交換和多次高溫焙燒,可以制備出含稀土的高硅Y型沸石,這也是制備高硅Y型沸石最為常規(guī)的方法,但是水熱法制備稀土高硅Y型沸石的不足之處在于:由于過于苛刻的水熱處理?xiàng)l件會破壞沸石的結(jié)構(gòu),不能得到硅鋁比很高的Y型沸石;骨架外鋁的產(chǎn)生雖對提高沸石的穩(wěn)定性和形成新的酸中心有益,但過多的骨架外鋁降低了沸石的選擇性;另外,沸石中的許多脫鋁空穴不能及時(shí)被骨架上遷移出的硅補(bǔ)上,往往造成沸石的晶格缺陷,沸石的結(jié)晶保留度較低;因此,水熱法制備出的含稀土高硅Y型沸石的熱及水熱穩(wěn)定性較差,表現(xiàn)在其晶格崩塌溫度低,經(jīng)水熱老化后其結(jié)晶度保留率及比表面積保留率低。但是,孔結(jié)構(gòu)分析表明,水熱法制備的高硅Y型分子篩具有豐富的二級孔。
US4584287和US4429053中,將NaY沸石先用稀土離子交換而后進(jìn)行水蒸氣處理,所述方法由于稀土離子的屏蔽作用和支撐使水蒸氣處理過程中沸石的鋁脫除比較困難,沸石在水蒸氣處理前的晶胞參數(shù)增大到2.465~2.475nm,而處理后為2.420~2.464nm,降低晶胞參數(shù)所需溫度較高(593~733℃)。
US5340957和US5206194提供的方法中,原料NaY沸石的SiO2/Al2O3比為6.0,成本較高。所述方法也是將NaY進(jìn)行稀土交換后,再進(jìn)行水熱處理,同樣存在前述美國專利US4584287和US4429053的缺點(diǎn)。
氣相化學(xué)法是Beyer和Mankui在1980年首先報(bào)道的制備高硅沸石的另一種重要方法。氣相化學(xué)法一般采用氮?dú)獗Wo(hù)下的SiCl4與無水NaY沸石在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)。整個(gè)反應(yīng)過程充分利用SiCl4提供的外來Si源,通過同晶取代一次完成脫鋁和補(bǔ)硅反應(yīng)。因此,可以有效地避免NaY沸石在水蒸氣存在的條件下進(jìn)行脫鋁補(bǔ)硅反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生羥基空穴,發(fā)生晶格塌陷,破壞結(jié)構(gòu)的缺陷,從而能制備出高結(jié)晶度保留率,高熱及水熱穩(wěn)定性的硅鋁比很高的高硅Y型沸石。US4273753、US4438178,CN1382525A,CN1194941A,CN1683244A公開了利用SiCl4氣相化學(xué)脫鋁制超穩(wěn)Y型沸石的方法。
氣相化學(xué)法抽鋁補(bǔ)硅的特點(diǎn)是脫鋁均勻,補(bǔ)硅及時(shí),產(chǎn)品結(jié)晶保留度高,熱穩(wěn)定性好,孔道暢通。
CN1281493C公開了含稀土高硅Y型沸石及其制備方法,該沸石含有稀土,且該沸石的硅鋁比為5-30,初始晶胞常數(shù)為2.430-2.465nm,平衡晶胞常數(shù)與初始晶胞常數(shù)的比值至少為0.985。該沸石的制備方法包括將含稀土Y型沸石與四氯化硅接觸,所述接觸在一個(gè)反應(yīng)設(shè)備中進(jìn)行,該設(shè)備如圖1所示,包括一個(gè)反應(yīng)釜(1),一個(gè)進(jìn)料口(2)和一個(gè)出氣口(3),在反應(yīng)釜(1)的內(nèi)部還包括一個(gè)攪拌器(4),出氣口(3)上安裝有一個(gè)氣固分離器(5),氣固分離器(5)所含孔的孔直徑和孔隙度保證氣體能通過而沸石固體顆粒不能通過,攪拌器(4)的攪拌桿伸出反應(yīng)釜(1)外,在攪拌器(4)的攪拌下,所述含稀土的Y型沸石與四氯化碳?xì)怏w接觸,接觸的溫度為100-500℃,接觸的時(shí)間為5分鐘至10小時(shí),含稀土的Y型沸石與四氯化碳的重量比為1:0.05-0.5,所述含稀土的Y型沸石的硅鋁比為3-8,晶胞常數(shù)為2.45-2.48nm。顯然,該方法所需的接觸時(shí)間一般都比較長,需要數(shù)小時(shí),加上反應(yīng)前的裝料和反應(yīng)完畢后的卸料,一般一個(gè)白班至多只能進(jìn)行一次上述脫鋁補(bǔ)硅反應(yīng),即便采用倒班的作業(yè)方式也只能進(jìn)行兩次上述脫鋁補(bǔ)硅反應(yīng),而且由于反應(yīng)釜中需要攪拌,因此反應(yīng)釜也不可能無限大,基于目前的水平,能用于上述脫鋁補(bǔ)硅反應(yīng)的最大的反應(yīng)釜的產(chǎn)能為600kg,繼續(xù)增大反應(yīng)釜,則反應(yīng)釜內(nèi)很難保證充分?jǐn)嚢?,因此,采用上述反?yīng)釜的方式,一天至多可以獲得1200kg的高硅分子篩。而且,在上述現(xiàn)有技術(shù)的方法中,為了保證獲得的分子篩的高硅含量,一般都使SiCl4遠(yuǎn)遠(yuǎn)過量,過量的SiCl4的使用無疑增加了生產(chǎn)成本和環(huán)保費(fèi)用。另一方面,上述方法都需要非常繁雜的人工操作,諸如:人工裝料、人工卸料及在反應(yīng)完成后需要長時(shí)間的吹掃管線等,這些不但帶來人工勞動強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率很低的問題,而且,裝料和卸料時(shí)的分子篩粉塵以及過量的SiCl4還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和嚴(yán)重危害操作人員的健康。因此,上述釜式的氣相超穩(wěn)工藝很難進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
CN102049315A公開了一種催化劑的制備方法,該方法包括在惰性載氣流的攜帶下,使分子篩隨惰性載氣流動,并且與氣相SiCl4在流動狀態(tài)下接觸,分子篩與氣相SiCl4的接觸時(shí)間為10秒至100分鐘,然后將所得與氣相SiCl4接觸后的分子篩與粘結(jié)劑、粘土和水混合打漿并造粒,得到催化裂化催化劑。該發(fā)明提供的催化裂化催化劑的制備方法能夠?qū)崿F(xiàn)分子篩與SiCl4的接觸反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,通過控制載氣的流速和管式反應(yīng)器的長度,能夠控制分子篩與SiCl4接觸的時(shí)間,從而能夠使分子篩與SiCl4的接觸反應(yīng)在管式反應(yīng)器內(nèi)充分的進(jìn)行。然而該方法采用氣體攜帶分子篩粉末物料與SiCl4氣體接觸反應(yīng)的方式進(jìn)行氣相超穩(wěn)反應(yīng),為了流化分子篩氣體的量必須足夠大,載氣與SiCl4重量比例可達(dá)10-250,不然容易造成裝置堵塞的問題,增大氣體的量造成反應(yīng)深度難以提高,存在著固體物料輸送與氣相超穩(wěn)反應(yīng)深度的提高間的矛盾,另外,該方法為了達(dá)到一定的反應(yīng)程度需要較大的大SiCl4的通入量,必然造成經(jīng)過氣相超穩(wěn)反應(yīng)后殘余的SiCl4的量增多,不但加重了環(huán)境污染的危害更不利于尾氣的有效吸收。
另外,由于氣相超穩(wěn)是在氣相超穩(wěn)反應(yīng)條件下氣相四氯化硅中的硅與分子篩骨架中的鋁直接發(fā)生同晶取代作用,使得脫鋁與補(bǔ)硅同時(shí)進(jìn)行,且脫鋁均勻,因此,分子篩的晶體結(jié)構(gòu)保持完整,結(jié)晶度高,分子篩的微孔結(jié)構(gòu)保持完整,氣相超穩(wěn)分子篩的結(jié)晶度高,熱及水熱穩(wěn)定性好,但是,孔結(jié)構(gòu)分析表明,氣相超穩(wěn)分子篩沒有二級孔。然而,由于原油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化,為了提高催化裂化催化劑對重質(zhì)和劣質(zhì)原料的裂化能力,需要作為活性中心的Y型分子篩有較多的二級孔,具有二級孔結(jié)構(gòu)的分子篩具有活性中心可接近性好的優(yōu)點(diǎn),它直接影響著催化裂化裝置的產(chǎn)品分布和經(jīng)濟(jì)效益。
可以看出,單純用水熱法制備的高硅Y型分子篩需要多次高溫水蒸氣焙燒多次稀土離子交換改性,制備的分子篩具有二級孔,但是,稀土含量低、結(jié)晶度保留度低,熱及水熱穩(wěn)定性低,另外,由于水熱法制備過程中高溫水蒸氣對分子篩的結(jié)晶度有較大的破壞作用,因此,水熱法不能制備高結(jié)晶度及高硅鋁比的高硅分子篩;氣相法可以制備結(jié)晶度高且硅鋁比很高的高硅分子篩,其熱及水熱穩(wěn)定性好,但是,氣相法制備的超穩(wěn)分子篩的微孔結(jié)構(gòu)保持完好沒有二級孔結(jié)構(gòu)。因此,現(xiàn)有技術(shù)中的水熱法或氣相法制備的超穩(wěn)分子篩的性能均不能很好地滿足當(dāng)前加工重質(zhì)油及劣質(zhì)油的需要。因此,開發(fā)一種具有高結(jié)晶度、高熱及水熱穩(wěn)定性的具有二級孔結(jié)構(gòu)的高硅分子篩是當(dāng)前催化裂化加工重質(zhì)油及劣質(zhì)油的迫切需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水熱超穩(wěn)和干燥焙燒的雙功能焙燒爐,使用該焙燒爐的制備分子篩的設(shè)備能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水熱超穩(wěn)和氣相超穩(wěn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供一種雙功能連續(xù)式回轉(zhuǎn)焙燒爐,該焙燒爐包括爐體和設(shè)置在所述爐體內(nèi)的筒體,所述筒體依次包括進(jìn)料端、中間筒體和出料端,沿物料走向,所述焙燒爐還包括依次設(shè)置在所述筒體內(nèi)用于對所述筒體內(nèi)提供水蒸氣的水蒸氣分布器和用于對所述筒體內(nèi)提供用于作為干燥焙燒介質(zhì)的干氣的干氣分布器。
優(yōu)選地,所述干氣分布器的長度為所述筒體的長度的10%-90%,所述水蒸氣分布器的長度為所述筒體的長度的10%-90%;和/或
沿所述筒體的軸向,所述干氣分布器與所述水蒸氣分布器之間存在間隙,間隙距離為所述筒體長度的1-30%。
優(yōu)選地,所述干氣分布器的數(shù)量為1-10個(gè)。
優(yōu)選地,各個(gè)所述干氣分布器在所述筒體中的設(shè)置為所述干氣分布器的軸向方向與所述筒體的軸向平行。
優(yōu)選地,所述干氣分布器為有開口端和封閉端的中空圓管形結(jié)構(gòu),且該中空圓管形結(jié)構(gòu)的管壁上開設(shè)有通孔,所述開口端與所述出料端同側(cè),所述封閉端與所述進(jìn)料端同側(cè)。
優(yōu)選地,所述干氣分布器的外徑為所述筒體的內(nèi)徑的10%-30%。
優(yōu)選地,所述通孔有多個(gè),且多個(gè)所述通孔呈陣列分布。
優(yōu)選地,所述通孔沿所述干氣分布器的周向的分布為5-40個(gè)/m;沿所述干氣分布器的延伸方向的分布為10-50個(gè)/m。
優(yōu)選地,所述通孔的直徑為1-10mm。
優(yōu)選地,所述水蒸氣分布器的數(shù)量為1-10個(gè);各個(gè)所述水蒸氣分布器在所述筒體中的設(shè)置為所述水蒸氣分布器的軸向方向與所述筒體的軸向平行;和/或
所述水蒸氣分布器為有開口端和封閉端的中空圓管形結(jié)構(gòu),且該中空圓管形結(jié)構(gòu)的管壁上開設(shè)有通孔,所述開口端與所述進(jìn)料端同側(cè),所述封閉端與所述出料端同側(cè),所述通孔有多個(gè),且多個(gè)所述通孔呈陣列分布;和/或
所述水蒸氣分布器的外徑為所述筒體的內(nèi)徑的10%-30%。
優(yōu)選地,所述中間筒體的內(nèi)壁上設(shè)置有抄板和堰板;所述抄板的延伸方向與所述中間筒體的軸向之間的夾角為銳角或鈍角,其中,所述抄板為多個(gè),且多個(gè)所述抄板沿所述中間筒體的周向分布,分布數(shù)目為1-6個(gè)/周,且相鄰兩個(gè)抄板之間不接觸;所述堰板為多個(gè),且多個(gè)所述堰板沿所述中間筒體的軸向分布,分布數(shù)目為1-30個(gè)/10米。
本實(shí)用新型提供了一種制備分子篩的設(shè)備,該設(shè)備包括:
Na型分子篩交換裝置:用于對Na型分子篩進(jìn)行交換;
焙燒爐:用于對交換過的分子篩進(jìn)行水熱超穩(wěn)及干燥焙燒;
氣相超穩(wěn)反應(yīng)器:用于對水熱超穩(wěn)及干燥焙燒的分子篩進(jìn)行氣相化學(xué)脫鋁補(bǔ)硅反應(yīng);
氣固分離裝置:用于將從氣相超穩(wěn)反應(yīng)器排出的物料進(jìn)行氣固分離;
所述焙燒爐為本實(shí)用新型所述的焙燒爐。
優(yōu)選地,該設(shè)備包括:依次連接的Na型分子篩合成反應(yīng)器、第一過濾裝置、Na型分子篩交換裝置、第二過濾裝置、焙燒爐、氣相超穩(wěn)反應(yīng)器和氣固分離裝置;以及
吸收塔,與所述氣固分離裝置的氣相出口連通;
第一洗滌裝置,與所述氣固分離裝置的固相出口連通;
第三過濾裝置,與所述第一洗滌裝置連通。
本實(shí)用新型的雙功能焙燒爐能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水熱超穩(wěn)和干燥焙燒,非常適合于制備分子篩,使用該焙燒爐的制備分子篩的設(shè)備能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水熱超穩(wěn)和氣相超穩(wěn)。
本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型,但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
圖1為本實(shí)用新型提供的焙燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型提供的用于制備分子篩的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型所提供的一種氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為圖2所示設(shè)備的氣相超穩(wěn)反應(yīng)器軸線與水平面之間的夾角α的示意圖;
圖5為本實(shí)用新型所提供的一種氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本實(shí)用新型所提供的一種氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為圖6所示的一種氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的A-A橫截面的抄板和堰板的示意圖;
圖8為本實(shí)用新型提供的一種連通焙燒爐和氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的連接裝置。
具體實(shí)施方式
以下對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型,并不用于限制本實(shí)用新型。
在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值,這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說,各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間,以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍,這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。
如圖1所示,本實(shí)用新型提供了一種雙功能連續(xù)式回轉(zhuǎn)焙燒爐,該焙燒爐包括爐體1和設(shè)置在所述爐體1內(nèi)的筒體2,所述筒體2依次包括進(jìn)料端24、中間筒體20和出料端25,沿物料走向,所述焙燒爐還包括依次設(shè)置在所述筒體2內(nèi)用于對所述筒體2內(nèi)提供水蒸氣的水蒸氣分布器5和用于對所述筒體2內(nèi)提供用于作為干燥焙燒介質(zhì)的干氣的干氣分布器6。
本實(shí)用新型的焙燒爐可以用于各種領(lǐng)域,特別適用于焙燒分子篩。
根據(jù)本實(shí)用新型的焙燒爐,其中,所述水氣分布器和干氣分布器只要按照前述方向排布,各自發(fā)揮作用即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的,針對本實(shí)用新型,優(yōu)選地,所述干氣分布器6的長度為所述筒體2的長度的10%-90%,所述水蒸氣分布器5的長度為所述筒體2的長度的10%-90%。
根據(jù)本實(shí)用新型的焙燒爐,其中,優(yōu)選地,沿所述筒體2的軸向,所述干氣分布器6與所述水蒸氣分布器5之間存在間隙,間隙距離為所述筒體2長度的1-30%。
根據(jù)本實(shí)用新型,根據(jù)分子篩焙燒過程的需要,可以在所述筒體2中放置一個(gè)或多個(gè)所述干氣分布器6,只要能提供干燥焙燒所需的干氣的量即可,優(yōu)選情況下,放置所述干氣分布器6的數(shù)量為1-10個(gè);更優(yōu)選放置的所述干氣分布器6的數(shù)量為1個(gè)。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述干氣分布器6在所述筒體2中設(shè)置時(shí)可以在所述筒體2內(nèi)部的任意處放置,但為了在進(jìn)行干燥焙燒(分子篩氣相超穩(wěn))操作過程中,提供更好的干氣與分子篩的均勻充分接觸,優(yōu)選情況下,各個(gè)所述干氣分布器6在所述筒體2中的設(shè)置為所述干氣分布器6的軸向方向與所述筒體2的軸向平行;優(yōu)選所述干氣分布器6的設(shè)置為與所述筒體2同軸放置。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述干氣分布器6為所述筒體2內(nèi)提供干氣,因此只要是能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的各種構(gòu)造均可以用作本實(shí)用新型的干氣分布器,優(yōu)選情況下,所述干氣分布器6為有開口端62和封閉端63的中空圓管形結(jié)構(gòu),且該中空圓管形結(jié)構(gòu)的管壁上開設(shè)有通孔61。
根據(jù)本實(shí)用新型,在進(jìn)行分子篩的氣相超穩(wěn)操作時(shí),所述干氣分布器6提供的干氣量應(yīng)能滿足操作條件的要求,優(yōu)選情況下,所述干氣分布器6的外徑為所述筒體2的內(nèi)徑的10%-30%。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述干氣分布器6的所述開口端62和所述封閉端63在所述筒體2中放置的方向,優(yōu)選情況下,所述開口端62與所述出料端25同側(cè)(即開口端62靠近出料端25),所述封閉端63與所述進(jìn)料端24同側(cè)(即封閉端63靠近進(jìn)料端24)。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述開口端62連接并固定在所述出料端25的端面上且作為干氣的入口。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述干氣分布器6用于引送干氣進(jìn)入到所述筒體2的內(nèi)部空間中,優(yōu)選情況下,所述干氣分布器6上開設(shè)的所述通孔61有多個(gè),且多個(gè)所述通孔61陣列分布。所述陣列分布為多個(gè)所述通孔61沿所述干氣分布器6的軸向呈直線延伸分布,并且所述通孔61之間等間距,同時(shí)多個(gè)所述通孔61沿所述干氣分布器6的周向也呈直線并等間距排列分布。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述通孔61的形狀不受限制,優(yōu)選情況下,可以選自例如圓形、三角形、正方形或狹縫;優(yōu)選為圓形。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述通孔61的大小不受限制,只要能滿足氣相超穩(wěn)對分子篩物料干燥程度的要求即可,優(yōu)選情況下,通孔61的直徑為1-10mm。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述通孔61的數(shù)量不受限制,只要能滿足氣相超穩(wěn)對分子篩物料干燥程度的要求即可,優(yōu)選情況下,所述通孔61沿所述干氣分布器6的周向的分布為5-40個(gè)/m,沿所述干氣分布器6的延伸方向的分布為10-50個(gè)/m;優(yōu)選沿所述干氣分布器6的周向的分布為10-35個(gè)/m,沿所述干氣分布器6的延伸方向的分布為15-45個(gè)/m。
根據(jù)本實(shí)用新型,根據(jù)分子篩焙燒過程的需要,可以在所述筒體2中放置一個(gè)或多個(gè)所述水蒸氣分布器5,只要能提供分子篩進(jìn)行水熱超穩(wěn)所需的水蒸氣的量即可,優(yōu)選情況下,放置所述水蒸氣分布器5的數(shù)量為1-10個(gè);更優(yōu)選放置的所述水蒸氣分布器5的數(shù)量為1個(gè)。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述水蒸氣分布器5在所述筒體2中設(shè)置時(shí)可以在所述筒體2內(nèi)部的任意處放置,但為了在分子篩進(jìn)行水熱超穩(wěn)操作過程中,提供更好的水蒸氣與分子篩的均勻充分接觸,優(yōu)選情況下,多個(gè)所述水蒸氣分布器5在所述筒體2中的設(shè)置為所述水蒸氣分布器5的軸向方向與所述筒體2的軸向平行;優(yōu)選所述水蒸氣分布器5的設(shè)置為與所述筒體2同軸放置。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述水蒸氣分布器5為所述筒體2內(nèi)提供水蒸氣,因此只要是能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的各種構(gòu)造均可以用作本實(shí)用新型的水蒸氣分布器,優(yōu)選情況下,所述水蒸氣分布器5為有開口端52和封閉端53的中空圓管形結(jié)構(gòu),且該中空圓管形結(jié)構(gòu)的管壁上開設(shè)有通孔51。
根據(jù)本實(shí)用新型,在進(jìn)行分子篩的水熱超穩(wěn)操作時(shí),所述水蒸氣分布器5提供的水蒸氣量應(yīng)能滿足操作條件的要求,優(yōu)選情況下,所述水蒸氣分布器5的外徑為所述筒體2的內(nèi)徑的10%-30%。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述水蒸氣分布器5的所述開口端52和所述封閉端53在所述筒體2中放置的方向,優(yōu)選情況下,所述開口端52與所述進(jìn)料端24同側(cè)(即開口端52與所述進(jìn)料端24靠近),所述封閉端53與所述出料端25同側(cè)(即封閉端53與所述出料端25靠近)。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述開口端52連接并固定在所述進(jìn)料端24的端面上且作為水蒸氣的入口。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述水蒸氣分布器5用于引送水蒸氣進(jìn)入到所述筒體2的內(nèi)部空間中,優(yōu)選情況下,所述水蒸氣分布器5上開設(shè)的所述通孔51有多個(gè),且多個(gè)所述通孔51陣列分布。所述陣列分布為多個(gè)所述通孔51沿所述水蒸氣分布器5的軸向呈直線延伸分布,并且所述通孔51之間等間距,同時(shí)多個(gè)所述通孔51沿所述水蒸氣分布器5的周向也呈直線并等間距排列分布。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述通孔51的形狀不受限制,優(yōu)選情況下,可以選自例如圓形、三角形、正方形或狹縫;優(yōu)選為圓形。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述通孔51的大小不受限制,只要能滿足水熱超穩(wěn)操作的條件即可,優(yōu)選情況下,通孔51的直徑為1-10mm。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述通孔51的數(shù)量不受限制,只要能滿足水熱超穩(wěn)操作的條件即可,優(yōu)選情況下,所述通孔51沿所述水蒸氣分布器5的周向的分布為5-40個(gè)/m,沿所述水蒸氣分布器5的延伸方向的分布為10-50個(gè)/m;優(yōu)選沿所述水蒸氣分布器5的周向的分布為10-35個(gè)/m,沿所述水蒸氣分布器5的延伸方向的分布為15-45個(gè)/m。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述筒體2為本領(lǐng)域常規(guī)筒體,所述筒體2包括中間筒體20、進(jìn)料口21、出料口22、連接轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)23、進(jìn)料端24和出料端25。所述中間筒體20與所述爐體1的長度相等,并在所述爐體1的內(nèi)部,所述進(jìn)料端24和所述出料端25位于所述中間筒體20的兩端,伸出所述爐體1的兩端而不在所述爐體1的內(nèi)部。所述進(jìn)料口21和所述出料口22分別開設(shè)在進(jìn)料端24上和出料端25上,且進(jìn)一步優(yōu)選所述進(jìn)料口21開設(shè)在所述進(jìn)料端24的頂部,所述出料口22開設(shè)在所述出料端25的底部。所述進(jìn)料端24、所述出料端25和所述中間筒體20三段直徑相同。所述中間筒體20為兩端開口,而所述進(jìn)料端24和所述出料端25均為一端開口,另一端封閉。所述進(jìn)料端24和所述出料端25的開口一端均通過連接轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)23與所述中間筒體20連接。所述連接轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)23保證所述進(jìn)料端24、所述出料端25和所述中間筒體20連接并無泄漏,同時(shí)能使所述中間筒體20在所述連接轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)23的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動而所述進(jìn)料端24和所述出料端25不轉(zhuǎn)動。所述連接機(jī)構(gòu)26例如可以是CN101149214A中所公開的爐管回轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)4。
根據(jù)本實(shí)用新型,優(yōu)選所述中間筒體20的內(nèi)壁上設(shè)置有抄板3和堰板4;所述抄板3的延伸方向與所述中間筒體20的軸向之間的夾角為銳角或鈍角,且相鄰兩個(gè)抄板3之間不接觸。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述抄板3在所述中間筒體20內(nèi)的設(shè)置可以有多種形式,只要能起到翻轉(zhuǎn)物料的作用即可。所述抄板3在所述中間筒體20內(nèi)設(shè)置時(shí),所述抄板3不與所述中間筒體20的軸向平行或垂直,而是形成一定的夾角。所述抄板3的延伸方向是從進(jìn)料口21開始向出料口22延伸的方向,所述中間筒體20的軸向是指從進(jìn)料口21到出料口22的方向,所述抄板3的延伸方向和所述中間筒體20的軸向之間形成的夾角為銳角或鈍角,為了本實(shí)用新型的描述,所述夾角大小均取形成的銳角的角度來表示,優(yōu)選所述夾角為大于0°且小于等于45°;更優(yōu)選,所述夾角為10-30°。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述中間筒體20的內(nèi)壁上設(shè)置有所述抄板3和所述堰板4。所述抄板3和所述堰板4為所述中間筒體20的內(nèi)部空間突出的結(jié)構(gòu)。所述抄板3使物料在所述中間筒體20的內(nèi)部強(qiáng)制翻動,所述堰板4防止物料過快通過焙燒爐。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述抄板3在所述中間筒體20內(nèi)設(shè)置位置可以有多種,優(yōu)選情況下,所述抄板3為多個(gè),多個(gè)所述抄板3沿所述中間筒體20的周向分布;所述周向分布為均等分布或不均等分布,優(yōu)選所述抄板3沿所述中間筒體20的周向分布為均等分布。
根據(jù)本實(shí)用新型,在所述中間筒體20內(nèi)設(shè)置所述抄板3的數(shù)量可以有多個(gè),可以在較寬范圍內(nèi)選擇,具體可以根據(jù)焙燒的要求設(shè)置,所述抄板3的數(shù)量是與所述中間筒體20軸向垂直的任意截面上,沿截面周向一周出現(xiàn)的抄板3的數(shù)量,優(yōu)選情況下,所述抄板3沿所述中間筒體20的周向的分布數(shù)目為1-6個(gè)/周,優(yōu)選為2-4個(gè)/周。
根據(jù)本實(shí)用新型,優(yōu)選情況下,每個(gè)所述抄板3沿從進(jìn)料端24到出料端25的方向分布在整個(gè)所述中間筒體20上。即從所述中間筒體20與所述進(jìn)料端24相連接的位置一直沿所述中間筒體20的內(nèi)壁延伸到所述中間筒體20與所述出料端25相連接的位置。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述抄板3有一定的長度,以實(shí)現(xiàn)翻動物料的目的,優(yōu)選情況下,每個(gè)所述抄板3的長度與所述中間筒體20的直徑的比為1-4:1。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述抄板3可以沿所述中間筒體20的軸向設(shè)置多個(gè),多個(gè)所述抄板3在所述中間筒體20內(nèi)壁上的布置時(shí),每個(gè)所述抄板3均獨(dú)立設(shè)置,多個(gè)所述抄板3之間相互不連接,相鄰兩個(gè)抄板3間有一定的距離,優(yōu)選情況下,相鄰兩個(gè)所述抄板3平行設(shè)置,且相距的最小距離為所述抄板3長度的0.1-0.5倍。
根據(jù)本實(shí)用新型,在所述中間筒體20上分布多個(gè)所述抄板3,并在中間筒體20內(nèi)形成一定的空間分布,優(yōu)選情況下,多個(gè)所述抄板3整體上呈螺旋狀分布。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述抄板3為實(shí)現(xiàn)翻動和推動物料的目的可以有多種形狀,如長條形、波浪形、螺旋形等,優(yōu)選情況下,所述抄板3為長條形。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述堰板4沿所述中間筒體20的軸向分布。所述堰板4可以為環(huán)形板,環(huán)形板的外周與所述中間筒體20的內(nèi)徑基本一致,從而所述堰板4與所述中間筒體20的內(nèi)壁接觸。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述堰板4可以為多個(gè),且多個(gè)堰板4沿所述中間筒體20的軸向分布,在所述中間筒體20的軸向形成一個(gè)或多個(gè)隔斷。所述堰板4的設(shè)置可以是均等也可以是不均等分布,優(yōu)選為均等分布。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述堰板4設(shè)置的數(shù)目優(yōu)選為1-30個(gè)/10米,更優(yōu)選為1-20個(gè)/10米,即每10米設(shè)置1-30個(gè),優(yōu)選為1-20個(gè),也可以表示為0.1-3個(gè)/米,優(yōu)選為0.1-2個(gè)/米。
根據(jù)本實(shí)用新型,當(dāng)所述中間筒體20內(nèi)設(shè)置堰板4時(shí),將所述中間筒體20分為多段,所述抄板3可以每個(gè)成一體設(shè)置在所述中間筒體20內(nèi),從所述中間筒體20與所述進(jìn)料端24相連接的位置延伸到所述中間筒體20與所述出料端25相連接的位置;所述抄板3也可以被堰板4分成多段,在每段內(nèi)分別設(shè)置,不同段內(nèi)的抄板3互不連接;優(yōu)選抄板3被分成多段。所述抄板3與堰板4不相接觸。
為增加物料從所述進(jìn)料口21向所述出料口22的移動,所述焙燒爐在安裝時(shí),以所述筒體2的軸向與水平線成1-5°的傾斜角安裝,安裝時(shí)所述進(jìn)料端24高于所述出料端25。如此設(shè)置可以有利于焙燒后物料的排放。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述爐體1可以是現(xiàn)有焙燒爐的各種爐體,優(yōu)選情況下,所述爐體1包括控溫器10、保溫層11、加熱層12和爐膛13,所述中間筒體20設(shè)置在所述爐體1內(nèi)的所述爐膛13內(nèi)。加熱層12用于加熱爐膛13內(nèi)的中間筒體20,保溫層11位于加熱層12的外層,包圍住加熱層12和加熱層12內(nèi)層的爐膛13,用于防止和減少整個(gè)爐體1的熱量散失。
根據(jù)本實(shí)用新型提供的焙燒爐,所述加熱層12可以采用不同的方式加熱,例如燃油、燃?xì)饣螂娂訜岱绞?;?yōu)選為電加熱方式。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述控溫器10連接所述加熱層12和焙燒溫度測量元件(未示出),保證焙燒溫度的穩(wěn)定。
下面參照圖1,對本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施方式的焙燒爐用于分子篩焙燒的工作過程進(jìn)行描述。
加熱層12將爐體1加熱并控制中間筒體20內(nèi)的溫度達(dá)到焙燒溫度。將待焙燒的分子篩從進(jìn)料口21加入到筒體2中,中間筒體20在連接轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)23的帶動下轉(zhuǎn)動,將待焙燒的分子篩輸送進(jìn)中間筒體20內(nèi)進(jìn)行焙燒。在抄板3和堰板4的作用下,分子篩的焙燒過程中被強(qiáng)制翻動混合,以增加焙燒效果。控制所述中間筒體20的轉(zhuǎn)速,分子篩從所述進(jìn)料口21運(yùn)動到所述出料口22的速度也受到了控制,從而控制物料在所述筒體2內(nèi)的焙燒時(shí)間。從開口端52通入水蒸氣,水蒸氣從通孔51排出進(jìn)入筒體2的內(nèi)部空間,與其中進(jìn)行焙燒的分子篩接觸,實(shí)現(xiàn)分子篩的水熱超穩(wěn)操作。水蒸氣從進(jìn)料口21排出。在分子篩實(shí)現(xiàn)水熱超穩(wěn)操作后,進(jìn)入干氣分布器段,與從進(jìn)料口62進(jìn)入的干氣(例如高溫干燥空氣或氮?dú)?接觸,實(shí)現(xiàn)分子篩的焙燒干燥操作,在出料口22接收完成焙燒的分子篩。
如圖2所示,本實(shí)用新型提供了一種制備分子篩的設(shè)備,該設(shè)備包括:
Na型分子篩交換裝置113:用于對Na型分子篩進(jìn)行交換;
雙功能焙燒爐115:用于對交換過的分子篩進(jìn)行水熱超穩(wěn)及干燥焙燒;
氣相超穩(wěn)反應(yīng)器116:用于對水熱超穩(wěn)及干燥焙燒的分子篩進(jìn)行氣相化學(xué)脫鋁補(bǔ)硅反應(yīng);
氣固分離裝置117:用于將從氣相超穩(wěn)反應(yīng)器排出的物料進(jìn)行氣固分離并收集分子篩;
所述雙功能焙燒爐為本實(shí)用新型所述的焙燒爐。
根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,所述氣固分離裝置用于收集與SiCl4氣體接觸后的分子篩。
根據(jù)本實(shí)用新型,優(yōu)選在所述Na型分子篩交換裝置113與雙功能焙燒爐115的連通管線上設(shè)置過濾裝置。
根據(jù)本實(shí)用新型,該設(shè)備還包括Na型分子篩合成反應(yīng)器111,所述Na型分子篩合成反應(yīng)器111與Na型分子篩交換裝置113連通,更優(yōu)選在所述Na型分子篩合成反應(yīng)器111與Na型分子篩交換裝置113連通管線上設(shè)置過濾裝置。
根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,該設(shè)備包括:依次連接的Na型分子篩合成反應(yīng)器111、第一過濾裝置112、Na型分子篩交換裝置113、第二過濾裝置114、雙功能焙燒爐115、氣相超穩(wěn)反應(yīng)器116和氣固分離裝置117。
根據(jù)本實(shí)用新型,該設(shè)備還包括:
吸收塔120,與所述氣固分離裝置117的氣相出口連通;
第一洗滌裝置118,與所述氣固分離裝置117的固相出口連通;
第三過濾裝置119,與所述第一洗滌裝置118的出口連通。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式,一種本實(shí)用新型提供的設(shè)備制備分子篩的工作流程如圖2所示。Na型分子篩的合成原料例如硅鋁導(dǎo)向劑a1與鋁酸鈉、硅酸鈉和氫氧化鈉以及水的混合物a2一同加入Na型分子篩合成釜111中,晶化得到包括Na型分子篩和合成母液的晶化合成產(chǎn)物,然后引入第一過濾裝置112(優(yōu)選帶式過濾機(jī))進(jìn)行過濾,過濾得到的濾餅與交換液例如胺液、氯化稀土溶液一起加入Na型分子篩交換裝置113(例如交換罐)進(jìn)行打漿,同時(shí)從交換罐的底部引出交換罐中的漿液,引入第二過濾裝置114(優(yōu)選帶式過濾機(jī))進(jìn)行過濾,過濾得到的分子篩濾餅引入雙功能焙燒爐115進(jìn)行水熱超穩(wěn)和干燥焙燒,焙燒后得到分子篩,該分子篩與加熱后氣相SiCl4原料b分別從分子篩進(jìn)料口和四氯化硅進(jìn)料口送入氣相超穩(wěn)反應(yīng)器116(優(yōu)選管狀反應(yīng)器)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),分子篩在反應(yīng)器116內(nèi)通過輸送裝置流動并與氣相SiCl4接觸,通過設(shè)置在管體外壁和/或內(nèi)部的加熱器對管狀反應(yīng)器116進(jìn)行加熱,以保證管狀反應(yīng)器116內(nèi)的反應(yīng)溫度,之后進(jìn)入氣固分離裝置117,在氣固分離裝置117內(nèi),分子篩沉降在氣固分離裝置117的底部,直接或定期排出,與水一并加入第一洗滌裝置118例如洗滌罐,再經(jīng)過第三過濾裝置119例如帶式過濾機(jī)過濾,得到高硅分子篩c,與分子篩分離的未反應(yīng)的氣相SiCl4則通過氣固分離器117頂部的出口進(jìn)入吸收塔120內(nèi),與吸收塔120中的吸收劑堿液接觸,尾氣d從堿液中溢出,從吸收塔120頂部的出口排出,SiCl4則與堿液反應(yīng),之后通過底部出口直接或定期排出廢水e。
根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,所述氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)無特殊要求,現(xiàn)有技術(shù)的氣相超穩(wěn)反應(yīng)器均可以用于本實(shí)用新型。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述反應(yīng)器可以是任何能滿足本實(shí)用新型中分子篩與氣相SiCl4的接觸條件的反應(yīng)器。所述氣相超穩(wěn)反應(yīng)器可以是管式反應(yīng)器或輸送床反應(yīng)器(移動床反應(yīng)器)。但優(yōu)選情況下本實(shí)用新型所述脫鋁補(bǔ)硅反應(yīng)在管式反應(yīng)器中進(jìn)行或帶式輸送床反應(yīng)器中進(jìn)行。所述的反應(yīng)器包括分子篩入口、四氯化硅入口以及分子篩出口,其中四氯化硅可以和分子篩入口共用一個(gè)入口,也可以在與分子篩入口不同的位置單獨(dú)設(shè)置四氯化硅入口,該入口優(yōu)選靠近分子篩入口,使四氯化硅與分子篩并流移動。本實(shí)用新型提供的氣相超穩(wěn)反應(yīng)器在只有一個(gè)進(jìn)料口的情況下,可以使分子篩與SiCl4均由該進(jìn)料口送入反應(yīng)器的管體內(nèi),但優(yōu)選情況下,為了便于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)時(shí)與其他裝置的配合,所述分子篩通常為來自焙燒爐的熱分子篩,也就是說,該進(jìn)料口通常與焙燒爐連通,因此,優(yōu)選情況,所述氣相超穩(wěn)反應(yīng)器還包括四氯化硅進(jìn)料口(第二進(jìn)料口),所述四氯化硅進(jìn)料口位于管體上與所述分子篩進(jìn)料口(第一進(jìn)料口)相鄰的位置;所述四氯化硅進(jìn)料口可以處于分子篩進(jìn)料口上游的位置,也可以處于分子篩進(jìn)料口下游的位置,優(yōu)選,四氯化硅進(jìn)料口處于分子篩進(jìn)料口下游的位置。所述的上下游相對于分子篩在反應(yīng)器中的移動方向而言。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式,氣相超穩(wěn)反應(yīng)器如圖3所示,該氣相超穩(wěn)反應(yīng)器包括:反應(yīng)器抄板121,擋板122,分子篩入口123,氣相四氯化硅入口124,分子篩出口125、內(nèi)部套管126和氣體出口127,該反應(yīng)器還可以包括管體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未標(biāo)出)。其具體構(gòu)造和連接關(guān)系通過前述用途能夠明確,為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知,在此不詳細(xì)描述。
其中,四氯化硅與分子篩分別通過氣相四氯化硅入口124和分子篩入口123引入內(nèi)部套管126和氣相超穩(wěn)反應(yīng)器管壁之間的空隙中,并接觸反應(yīng),其中反應(yīng)器抄板121可以使管體中的分子篩翻轉(zhuǎn),有利于分子篩與四氯化硅的混合,擋板122可以阻止分子篩沿著反應(yīng)器管壁下滑,有利于分子篩平穩(wěn)移動,從而有利于防止下方的分子篩物料移動速度快于上方分子篩的移動速度,有利于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,內(nèi)部套管126的引入使分子篩在環(huán)隙中進(jìn)行反應(yīng),有利于穩(wěn)定分子篩質(zhì)量,并且有利于減少熱量損失。
根據(jù)本實(shí)用新型,所述氣相超穩(wěn)反應(yīng)器在具體使用過程中設(shè)置為與水平方向存在夾角,夾角α為10-80°,如圖4所示。
根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,所述氣相超穩(wěn)反應(yīng)器利用動力進(jìn)行分子篩的輸送,使分子篩在反應(yīng)器中移動,所述反應(yīng)器例如為管式反應(yīng)器,所述的動力輸送裝置可以是任意的裝置,只要能夠使得分子篩和氣相SiCl4在反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)移動并接觸反應(yīng)即可。用于輸送的裝置例如使用循環(huán)活塞推動器、管鏈?zhǔn)捷斔推鳌⒙菪斔推鳌⒐軤顜捷斔推髦械囊环N或多種。通過使用動力輸送裝置,可以使分子篩在反應(yīng)器中移動,分子篩的空隙和孔中的氣體也在分子篩的攜帶下移動至氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的出口。
其中,一種方式是利用管狀帶式輸送器進(jìn)行分子篩的輸送,所述管狀帶式輸送器是將帶式輸送器設(shè)置在密閉的管式反應(yīng)器內(nèi)部,分子篩和氣相SiCl4從管式反應(yīng)器一端上部的進(jìn)料口進(jìn)入掉落到帶式輸送機(jī)上,通過帶式輸送機(jī)輸送到管式反應(yīng)器另一端下部的出料口,在帶式輸送器上物料可以充分進(jìn)行反應(yīng),所述帶式輸送機(jī)可以是常規(guī)使用的任意輸送機(jī),帶式輸送機(jī)長度和寬度取決于管式反應(yīng)器進(jìn)料口和出料口的位置以及分子篩進(jìn)料量的大小。優(yōu)選情況下,所述帶式輸送器上分子篩的厚度不超過20cm,更優(yōu)選不超過10cm。使用帶式輸送裝置輸送分子篩,管體的軸線與水平面的夾角α優(yōu)選為0-45°例如為0-25°。
一種使用帶式輸送裝置輸送分子篩的反應(yīng)器如圖5所示,分子篩原料和四氯化硅從反應(yīng)器的一端的分子篩入口131和四氯化硅入口132引入到反應(yīng)器中,分子篩落入帶式輸送裝置133上,在帶式輸送裝置133上隨輸送帶移動,在分子篩上面的空隙中充滿四氯化硅,四氯化硅通過擴(kuò)散進(jìn)入分子篩顆粒間的空隙中,進(jìn)而進(jìn)入分子篩的孔道中參與抽鋁補(bǔ)硅的超穩(wěn)化反應(yīng),反應(yīng)后的分子篩落入到反應(yīng)器另一端出口134排出反應(yīng)器。由于與分子篩反應(yīng),沿著分子篩的運(yùn)動方向,氣相中的四氯化硅濃度逐漸降低。其中可以控制出口134的開度,使物料以一定的速度排出,在出口134上部產(chǎn)生一定高度的物料堆積,避免過量的四氯化硅從出口134排出,其中,氣體出口135用于從反應(yīng)器中引出四氯化硅和分子篩帶入的空氣。這樣由于四氯化硅的擠出作用,使得隨分子篩引入反應(yīng)器的空氣在四氯化硅的作用下,從分子篩顆??障稊U(kuò)散到上方的氣體層中,通過定期或不定期的引出上方氣體,可以提高氣體層四氯化硅的濃度,有利于反應(yīng)。通過氣體出口135引出的氣體經(jīng)過冷卻以后可以回收四氯化硅,未冷卻的氣體經(jīng)過吸收掉其中攜帶的少量四氯化硅以后可以排空。通常,輸送帶上的分子篩厚度不應(yīng)過高,優(yōu)選不超過10cm,例如可以是不超過5cm。其具體構(gòu)造和連接關(guān)系通過前述用途能夠明確,為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知,在此不詳細(xì)描述。
根據(jù)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式,氣相超穩(wěn)反應(yīng)器如圖6所示,氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的分子篩輸送依靠重力輸送。反應(yīng)器包括分子篩入口141、氣相四氯化硅入口142,反應(yīng)器的管體143為直管,包括分子篩入口端144、可旋轉(zhuǎn)部分145和分子篩出口端146,分子篩入口端144和分子篩出口端146通過支撐裝置147支撐,驅(qū)動裝置151用以驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)部分145繞著管體143的軸線旋轉(zhuǎn),支撐裝置148用于支撐可旋轉(zhuǎn)部分145??尚D(zhuǎn)部分設(shè)置有抄板149和堰板150,可旋轉(zhuǎn)部分145和分子篩入口端144以及分子篩出口端146的連接處為活動連接,且與外界密封,分子篩的出口設(shè)置在出口端146的端面上,在端面上設(shè)置擋板,通過調(diào)節(jié)擋板可以調(diào)節(jié)分子篩出口的大小,圖6中116指的是氣相超穩(wěn)反應(yīng)器116,117指的是氣固分離裝置117。其具體構(gòu)造和連接關(guān)系通過前述用途能夠明確,為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知,在此不詳細(xì)描述。
其中,根據(jù)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式,圖6所示的氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的截面A-A示意圖如圖7所示。
所述的焙燒爐和所述的氣相超穩(wěn)反應(yīng)器可以通過連接裝置例如分子篩輸送管線連通,焙燒爐的分子篩出口位置高于焙燒爐分子篩入口位置。為了使分子篩從焙燒爐出口流向氣相超穩(wěn)反應(yīng)器入口的過程中更平穩(wěn),所述的連接裝置例如分子篩輸送管線的至少一段設(shè)置為傾斜,所述傾斜段的軸線與水平面的夾角為35-75°,為了便于控制分子篩的流量,所述連接管線上還可設(shè)置有閥門或閘板以調(diào)節(jié)分子篩輸送通道的大小,當(dāng)設(shè)置閥門或閘板的時(shí)候,所述的傾斜段與水平面的夾角為55-65°,這便于控制分子篩的流量,并且可通過控制閥門或閘板開度,使分子篩在其上方形成一定的分子篩層的情況下保證分子篩流動,起到隔絕氣相超穩(wěn)反應(yīng)器和焙燒爐的氣流,阻止當(dāng)波動的時(shí)候組織氣相四氯化硅進(jìn)入焙燒爐。
一種所述的連通管線(連接裝置)優(yōu)選包括第一豎直段511、第二豎直段512以及傾斜段513,如圖8所示,第一豎直段511一端與焙燒爐的出料端連接,另外一端與傾斜段513連接,傾斜段513的另外一端與第二豎直段512的一端連接,第二豎直段512的另外一端與氣相超穩(wěn)反應(yīng)器的分子篩入口連通。所述傾斜段的軸線與水平面的夾角優(yōu)選為30-80°。所述的連通管線優(yōu)選還設(shè)置有閘板514,通過設(shè)置閘板一方面可以控制分子篩的流量,另外可以控制分子篩在所述連通管線中的料位,起到封閉作用,阻止四氯化硅進(jìn)入焙燒爐。如圖8所示,閘板向右上方移動,則流動道增大可以增加分子篩的流量或降低閘板上方分子篩的料位,反之閘板向左下方移動,則可以降低分子篩的流量或提高閘板上方分子篩的料位。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
另外需要說明的是,在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合,為了避免不必要的重復(fù),本實(shí)用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外,本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本實(shí)用新型的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。