本發(fā)明涉及流態(tài)化反應(yīng)領(lǐng)域，尤其涉及一種停留時間可控的多級振動流態(tài)化氣固連續(xù)反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著各類技術(shù)的發(fā)展及研發(fā)生產(chǎn)的需要，流態(tài)化反應(yīng)裝置也不斷更新升級以適應(yīng)日益優(yōu)化的化工工藝，如中國專利公開號：cn118059774a公開的一種用于黏性粉末氣固反應(yīng)的高溫強振動流態(tài)化反應(yīng)裝置，包括氣路模塊、加熱模塊、振動模塊以及反應(yīng)器模塊，所述加熱模塊包括氣體預(yù)熱模塊和反應(yīng)加熱模塊，所述反應(yīng)加熱模塊對反應(yīng)器模塊進行加熱，反應(yīng)器模塊的下端與振動模塊的振動端相連接；所述氣體預(yù)熱模塊的進氣端與氣路模塊相連接；氣體預(yù)熱模塊的出氣端與反應(yīng)器模塊的進氣端相連接。

2、在氣固流態(tài)化反應(yīng)體系中，增強粉體分散性，促進氣固物料的接觸，優(yōu)化進出料整體流程，提升反應(yīng)效率等方面始終都是流態(tài)化反應(yīng)裝置被設(shè)計制造的核心目標(biāo)。

3、目前，已經(jīng)公開的流態(tài)化反應(yīng)裝置無法在實現(xiàn)物料連續(xù)性處理的情況下，又保證氣固物料的接觸時間充分，這使得該類反應(yīng)裝置中反應(yīng)物間接觸時間太短導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率低，或是只能進行間歇投料，物料處理量少，無法達到工業(yè)生產(chǎn)放大標(biāo)準(zhǔn)。此外，在傳統(tǒng)的立式或管式流態(tài)化裝置中實現(xiàn)物料的連續(xù)化處理，需要的氣體物料巨大，同時必將造成反應(yīng)效率的降低，使得這類裝置無法服務(wù)于許多氣固慢反應(yīng)體系。這些問題意味著原料、能源以及設(shè)備成本的嚴(yán)重浪費。若處理對象為顆粒間作用力強的黏性粉體，或者是其他難以流化的固體物料，傳統(tǒng)想要達到連續(xù)化高效反應(yīng)的目標(biāo)更是存在巨大挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，針對上述的問題，本發(fā)明提出一種停留時間可控的多級振動流態(tài)化氣固連續(xù)反應(yīng)裝置，其有效延長了氣體物料、固體顆粒物料的接觸時間，實現(xiàn)了反應(yīng)的連續(xù)進行，氣固反應(yīng)進行徹底，且粉料適用性高，解決了現(xiàn)有氣固慢反應(yīng)體系存在難以實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)和反應(yīng)效率低的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種停留時間可控的多級振動流態(tài)化氣固連續(xù)反應(yīng)裝置，包括機架、設(shè)于機架上的反應(yīng)料倉及設(shè)于機架上用于提供反應(yīng)料倉振動狀態(tài)的振動裝置，所述反應(yīng)料倉利用隔板區(qū)隔形成至少兩個倉室及出料室，相鄰倉室之間通過下部的第一連通口進行連通，且出料室與相鄰的倉室之間通過第二連通口進行連通，各連接管上和/或倉室上設(shè)置有溫控裝置；

3、各倉室的上端上設(shè)置有出氣口，各倉室的下端上設(shè)置有進氣口，各出氣口上設(shè)置有用于阻擋顆粒物料且透氣的過濾機構(gòu)，最遠離出料室的倉室上設(shè)置有用于顆粒物料投放的進料口，所述出料室的下端上設(shè)置有出料口，除了最遠離出料室的倉室外，各倉室的出氣口與相鄰的倉室的進氣口通過連接管相連通；

4、所述反應(yīng)料倉下端上設(shè)置有用于阻擋顆粒物料且透氣的透氣支撐板件，所述透氣支撐板位于各第一連通口內(nèi)，所述透氣支撐板用于實現(xiàn)對各進氣口的阻隔，進入各進氣口的氣流用于實現(xiàn)各倉室內(nèi)的顆粒物料的懸浮，且實現(xiàn)顆粒物料由最遠離出料室的倉室向出料室流動。

5、進一步的，各第一連通口的上端的高度由進料口一側(cè)向出料口一側(cè)逐漸降低，和/或各第一連通口上設(shè)置有擋板，所述擋板的高度可調(diào)，用于調(diào)節(jié)第一連通口大小。

6、進一步的，所述第二連通口處形成溢流堰，用于減緩顆粒物料由靠近出料室的倉室進入出料室。

7、進一步的，所述溢流堰的高度可調(diào)，且最高的高度不高于最大的第一連通口的高度。

8、進一步的，所述透氣支撐板件為粉末冶金燒結(jié)板，所述透氣支撐板由進料口一端向出料口一端且由上至下傾斜，傾斜角度為0至10度。

9、進一步的，各第一連通口上設(shè)置有擋板，所述擋板的高度可調(diào)，用于調(diào)節(jié)第一連通口大小。

10、進一步的，所述倉室的內(nèi)側(cè)壁位于進氣口與透氣支撐板之間形成倒錐形面，至少一個倉室的倒錐形面上由下至上設(shè)置有多個導(dǎo)風(fēng)環(huán)體，各導(dǎo)風(fēng)環(huán)體通過支撐架安裝在倒錐形面上，各導(dǎo)風(fēng)環(huán)體與倒錐形面之間形成氣流通道，各導(dǎo)風(fēng)環(huán)體成圓錐環(huán)狀，且各導(dǎo)風(fēng)環(huán)體下端的內(nèi)徑小于上端的內(nèi)徑。

11、進一步的，多個導(dǎo)風(fēng)環(huán)體配合倒錐形面將位于倉室上方的透氣支撐板件分成多個環(huán)形風(fēng)區(qū)。

12、進一步的，所述導(dǎo)風(fēng)環(huán)體為三個，由下至上分別為下導(dǎo)風(fēng)環(huán)、中導(dǎo)風(fēng)環(huán)及上導(dǎo)風(fēng)環(huán)，下導(dǎo)風(fēng)環(huán)的內(nèi)側(cè)面與豎直面的夾角為下夾角，中導(dǎo)風(fēng)面的內(nèi)側(cè)面與豎直面的夾角為中夾角，上導(dǎo)風(fēng)環(huán)的內(nèi)側(cè)面與豎直面的夾角為上夾角，所述倒錐形面與豎直面的夾角為第一夾角，所述第一夾角、下夾角、中夾角及上夾角依次減小，所述下導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最大內(nèi)徑小于中導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最小內(nèi)徑，中導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最大內(nèi)徑小于上導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最小內(nèi)徑。

13、進一步的，所述出料室的上側(cè)面呈傾斜狀，從而使得靠近出料室的倉室上方的氣流沿出料室的上側(cè)面導(dǎo)流，從而在出料室的下部形成出料壓力，提高出料效率。

14、通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

15、1、本方案通過多個倉室的設(shè)置，實現(xiàn)了各個倉室形成了類似于獨立的流化床的狀態(tài)，在配合機械振動的狀態(tài)下，并且控制進氣量使得顆粒物料形成懸浮狀態(tài)，從而實現(xiàn)流化，實現(xiàn)由進料口向出料口流動。振動的目的在于加速顆粒物料的懸浮過程及流動過程的實現(xiàn)。另外，通過各倉室的出氣口與相鄰的倉室的進氣口通過連接管相連通，可以使得氣流是聯(lián)動的，這樣就會使得各個倉室的壓力差也不一樣，使得顆粒物料會自然地由進料口方向向出料口方向流動。而通過多個倉室的設(shè)置，多次氣流的通入，使得物料在懸浮狀態(tài)下實現(xiàn)了持續(xù)反應(yīng)，形成了多級反應(yīng)。這種相較于一個反應(yīng)腔室來說，其可以實現(xiàn)較好的懸浮狀態(tài)，反應(yīng)效果更好，反應(yīng)更均勻，更易于控制。另外，通過振動級數(shù)、氣流流量的控制，可以有效控制顆粒物料的流動速度與流動狀態(tài)，從而實現(xiàn)停留時間可控。

16、其中，氣流流量的控制，可以通過閥門、流量計等常規(guī)的元件進行控制，其可以設(shè)置在每一個進氣口處。

17、2、各第一連通口的上端的高度由進料口一側(cè)向出料口一側(cè)逐漸降低，這樣的設(shè)置，可以更好地實現(xiàn)顆粒物料的流動效果。

18、3、溢流堰的設(shè)置，可以配合振動級數(shù)、氣流流量的控制實現(xiàn)顆粒物料的停留時間的控制。當(dāng)振動級數(shù)、氣流流量降低，顆粒物料進入出料室的速率就會降低，停留在倉室的時間就會增加；當(dāng)振動級數(shù)、氣流流量提高，顆粒物料進入出料室的速率就會提高，停留在倉室的時間就會降低。進一步的，所述溢流堰的高度可調(diào)，且最高的高度不高于最大的第一連通口的高度。這樣，停留實現(xiàn)的可控就更易于操作。溢流堰的高度調(diào)節(jié)，可以采用常規(guī)的升降結(jié)構(gòu)配合擋板即可，如升降油缸配合升降擋板。

19、4、所述透氣支撐板件為粉末冶金燒結(jié)板，這種粉末冶金燒結(jié)板可以實現(xiàn)阻擋顆粒物料且透氣，效果較好。所述透氣支撐板由進料口一端向出料口一端且由上至下傾斜，傾斜角度為0至10度，這樣設(shè)置可以配合振動裝置，實現(xiàn)更快地流化。

20、5、各連接管上和/或倉室上設(shè)置有溫控裝置及溫控元件。利用加熱的氣流可以實現(xiàn)更好的懸浮狀態(tài)，實現(xiàn)更好的反應(yīng)效果。其中溫控裝置可以是常規(guī)的加熱裝置，如伴熱帶、熱電偶等。溫控元件可以是測溫?zé)犭娕嫉瘸Ｒ?guī)元件。當(dāng)然，還可以根據(jù)實際需要設(shè)置其他元件以實現(xiàn)相應(yīng)功能，如實現(xiàn)流量控制功能等。

21、6、通過導(dǎo)風(fēng)環(huán)體的設(shè)置，可以實現(xiàn)更好的布風(fēng)效果，使得進入的氣流實現(xiàn)對應(yīng)倉室內(nèi)的顆粒物料的均勻懸浮，使得懸浮更穩(wěn)定，懸浮狀態(tài)更好，流化狀態(tài)更好。而為了實現(xiàn)較好的部分，多個導(dǎo)風(fēng)環(huán)體配合倒錐形面將位于倉室上方的透氣支撐板件分成多個環(huán)形風(fēng)區(qū)，這樣的布風(fēng)效果更好，避免布風(fēng)的嚴(yán)重不均。具體的，所述第一夾角、下夾角、中夾角及上夾角依次減小，所述下導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最大內(nèi)徑小于中導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最小內(nèi)徑，中導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最大內(nèi)徑小于上導(dǎo)風(fēng)環(huán)的最小內(nèi)徑。

22、7、出料室的上側(cè)面呈傾斜狀，也有利于氣流對出料口部位形成壓力，有利于較好地出料。