專利名稱:多層間歇式液固流化床的制作方法
本發(fā)明屬于以液體為介質(zhì)的液體與固體顆粒多段逆向接觸的多層流化床設(shè)備的改進(jìn)。
在化工冶金過程中，常須用液體將固體顆粒中的有用物質(zhì)浸取出來(lái)或?qū)㈩w粒之間夾帶的溶劑洗滌干凈，有時(shí)則利用固體顆粒處理含有用物質(zhì)的溶液，如離子交換等。液固流態(tài)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這些目的有效手段之一?，F(xiàn)時(shí)單層液固流化床技術(shù)已在工業(yè)生產(chǎn)中得到初步應(yīng)用，但它僅有一個(gè)具有抑制縱向反混作用的稀濃兩相界面。多層流化床可獲得多個(gè)相界面，從而建立范圍更寬的濃度梯度，強(qiáng)化設(shè)備的操作，改善顆粒停留時(shí)間分布。故多層液固流化床具有更大的優(yōu)越性。
多層床一般采用多孔布液裝置，開孔常易被細(xì)粒粘泥堵塞，而且流體阻力較大，所以有些人提出些改進(jìn)措施，如日本栗田工業(yè)株式會(huì)社1977年申請(qǐng)的專利(昭52-86064)，該會(huì)社提出了一種改進(jìn)的多層液固流化床，該床每層下部采用底開有口的倒錐體，錐口作為布液進(jìn)口代替分布板，同時(shí)也作為排料口。排料通過下一層流化床的床面探測(cè)器，控制閥和本層錐體開口處的噴管噴水量，控制錐口排料，免去了溢流管下料裝置。
目前，多數(shù)液固流化床，不管其床型如何排料自控大部分采用機(jī)械方式，需要一整套自控設(shè)備。
本發(fā)明根據(jù)高速流體的抽力作用及虹吸原理，提出了用一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的自動(dòng)虹吸裝置穩(wěn)定地進(jìn)行排料自控的新型間歇式液固多層流化床，它不需要任何外加機(jī)械設(shè)備和控制儀表，簡(jiǎn)化了設(shè)備。
本發(fā)明提出的液固多層流化床的結(jié)構(gòu)是由各層流化床和相應(yīng)的虹吸器形成主體。本發(fā)明中所述的虹吸器作為自控裝置，均可用于單層或多層床;所述的各層流化床，可以是錐型床，也可以是其它床型。每層床上部?jī)蓚?cè)不同高度處各有一進(jìn)液口和出液口，分別與本層虹吸器的出液口和上一層虹吸器的進(jìn)液口相通，使床與虹吸器并聯(lián)。虹吸器的作用根據(jù)床層壓降變化，或自動(dòng)形成虹吸或斷吸。
圖1是本發(fā)明提出的虹吸器結(jié)構(gòu)示意圖，其中1、2-虹吸室，3、4-平衡室，5-加速抽氣、促使虹吸啟動(dòng)的細(xì)管，6-控制斷吸的細(xì)管，7-放氣閥，8-虹吸器的進(jìn)液口，9-虹吸器的出液口。
圖2-6是本發(fā)明的虹吸器工作原理示意圖，圖2-斷吸完畢，圖3-積料，圖4-排出空氣，圖5-開始虹吸，圖6-開始斷吸。
圖7是本發(fā)明多層間歇式液固多層流化床裝置實(shí)施例示意圖，其中10-擴(kuò)大段，11-各層流化床上部，是圓柱體，12-各層床下部，是倒圓錐體，底部有口，13-虹吸器，14-壓縮段，液體進(jìn)口，15-各層床出液口，16-各層床進(jìn)液口。
本發(fā)明提出的多層流化床由擴(kuò)大段〔10〕、多層流化床和相應(yīng)的虹吸器〔13〕及壓縮段〔14〕組成。通常每層上部為圓柱體，下部為錐體，錐口起著分布液體及排料的雙重作用。各層上端的進(jìn)液口〔16〕和下層出液口〔15〕分別與該層虹吸器出液口〔9〕和進(jìn)液口〔8〕相通。虹吸器由兩個(gè)相垂直的隔板被分成四個(gè)室，即上部相通，下部不相通的虹吸室〔1〕、〔2〕及平衡室〔3〕、〔4〕?！?〕與〔1〕及〔4〕與〔2〕各為下部相連、上部不通?！?〕中放入用以加速抽氣，促使虹吸啟動(dòng)的細(xì)管〔5〕，〔3〕內(nèi)插入一定深度的細(xì)管〔6〕，另一端與〔1〕及〔7〕相通，用以控制虹吸器停止。
該裝置的操作原理如下固體連續(xù)地由床頂經(jīng)擴(kuò)大段〔10〕加入，進(jìn)入第一層流化床，使該層壓降逐漸上升，達(dá)到預(yù)定值△P1后，與該層相應(yīng)的虹吸器〔13〕啟動(dòng)，在虹吸器抽力下原進(jìn)入床層的液體沿第一層虹吸器，繞過層床短路流動(dòng)，此時(shí)第一層內(nèi)顆粒物料失去液體向上流動(dòng)的支托作用，沿錐口向下一層排出，對(duì)第二層加料。第一層物料即將排空時(shí)，虹吸器自動(dòng)關(guān)閉，液體短路切斷，排料停止，液體恢復(fù)由錐口進(jìn)入第一層流動(dòng)。第二層加料壓降達(dá)預(yù)定值△P2時(shí)，第二層虹吸器重復(fù)第一層虹吸器動(dòng)作，第二層開始排料，依次類推，物料間歇地由頂部第一層自上而下流動(dòng)，最后從壓縮段〔14〕排出。液體由壓縮段〔14〕上部進(jìn)入床內(nèi)，自下而上地逆向流動(dòng)，最后由擴(kuò)大段〔10〕頂部流出。
各層虹吸器的控制過程如下操作前，虹吸器四個(gè)室內(nèi)先充一定體積的氣體。床內(nèi)沒有固體物料時(shí)，四個(gè)室液面保持同一水平面，處于斷吸完畢狀態(tài)，即如圖2所示。水平位置可用放氣閥〔7〕調(diào)節(jié)，使細(xì)管〔6〕的下口剛好與水平面平。床內(nèi)開始積料后，〔3〕室和〔1〕室的液面上升，〔4〕室和〔2〕室液面下降，液面高度差等于床內(nèi)積料壓降值，處于積料狀態(tài)〔圖3〕。床內(nèi)積料達(dá)一定值后，〔1〕室氣體被壓入〔2〕室，〔1〕室液體越過隔板向〔2〕室溢流，通過〔2〕室及虹吸器出液口〔9〕流向床內(nèi)。溢流液將〔2〕室內(nèi)氣體帶入〔4〕室，虹氣作用也隨著逐漸發(fā)生。〔2〕室內(nèi)的細(xì)管〔5〕中以較高的速度流動(dòng)的液體加速這種虹氣作用，此時(shí)處于排出空氣狀態(tài)〔圖4〕。〔1〕及〔2〕室的氣體很快被抽凈到最大限度，虹吸作用達(dá)最大限度，吸引液體不斷通過〔1〕和〔2〕室流動(dòng)，使流向床中的液體沿虹吸器短路，處于開始虹吸狀態(tài)〔圖5〕床層開始排料。排料開始后床層壓降下降，引起〔4〕室和〔3〕室液面之差減小。當(dāng)床內(nèi)物料即將排空時(shí)，插入〔3〕室內(nèi)的細(xì)管〔6〕下口露出液面，處于開始斷吸狀態(tài)〔圖6〕，空氣沿細(xì)管〔6〕進(jìn)入〔1〕室，使虹吸中止，短路液切斷，排料停止，恢復(fù)至狀態(tài)〔圖2〕。
虹吸各部分尺寸主要決定于床內(nèi)要求的最大積料量。
綜上所述，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)排料自控由根據(jù)床層壓的變化進(jìn)行虹吸或斷吸的特有裝置虹吸器來(lái)完成，不需要任何外加機(jī)械設(shè)備或控制儀表，簡(jiǎn)化了設(shè)備。虹吸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制準(zhǔn)確，使本發(fā)明提出的多層間歇式液固流化床操作穩(wěn)定可靠。即使在一定范圍內(nèi)改變操作條件(液體流量、加料率等)，該裝置仍能維持正常操作，具有較好的操作彈性。
權(quán)利要求
1.具有單層或多層床和排料自控系統(tǒng)的單層或多層液固流化床，其特征在于每層裝有與床層并聯(lián)，用以控制床層自動(dòng)排料的虹吸器[13]，虹吸器的進(jìn)液口[8]與下層上部出液口[15]相通，虹吸器出液口[9]與本層上部進(jìn)液口[16]相通。
2.按權(quán)利要求
1所述的液固流化床，其特征在于所述的虹吸器〔13〕內(nèi)部具有由兩個(gè)相垂直的隔板相分離的四個(gè)室及加速帶出氣體、促進(jìn)虹吸啟動(dòng)的細(xì)管〔5〕和用以虹吸停止的細(xì)管〔6〕，四個(gè)室包括兩個(gè)相鄰的虹吸室〔1〕、〔2〕和兩個(gè)相鄰的平衡室〔3〕、〔4〕，相鄰兩室間各為上部通、下部不通，而〔1〕與〔3〕、〔2〕與〔4〕各為下部連、上部不通。
3.按權(quán)利要求
2所述的流化床，其特征在于所述的平衡室，其中一室底開有虹吸器進(jìn)液口〔8〕，另一室底側(cè)開有虹吸器出液口〔9〕。
4.按權(quán)利要求
2所述的流化床，其特征在于所述的細(xì)管〔6〕的一端插入一平衡室〔3〕，另一端與一虹吸室〔1〕及放氣閥〔7〕相通。
5.按著權(quán)利要求
2所述的流化床，其特征在于所述的虹吸室之一〔2〕中放入用以加速抽氣、促使虹吸啟動(dòng)的細(xì)管〔5〕。
專利摘要
本發(fā)明屬于間歇式多層液固流化床的改進(jìn)。
文檔編號(hào)B01J8/28GK85104534SQ85104534
公開日1986年12月10日 申請(qǐng)日期1985年6月14日
發(fā)明者郭慕孫, 燕桂章 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化工冶金研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan