專利名稱：流化床磁力球分布板的制作方法
技術領域：
本發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化的速度經分布板，流過濃相區；另一部分氣體經分布板后，氣體的速度超過了臨界流態化速度，此時這氣體則以氣泡狀態越過濃相區。氣泡上升速度可超越臨界流態化速度一個數量級，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。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整。這樣導致了很多弊端。
發明內容
本發明的目的，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整排列形成的新型分布板。使用規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，尺寸均一規整的磁力球。本發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格。⑥磁力球規整排列，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，其以上優勢在固定床中依然體現。使用本發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。該發明可以廣泛的應用于相關的領域。
附圖I為本發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。利用規整的不同尺寸的磁力球規整排列，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整，從而分布均勻。
本發明的示例附圖中，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 優先權日2012年4月25日
發明者姚傳好, 安震濤, 張然, 徐夢迪, 李釩, 楊帆, 梁向峰, 王義智 申請人:北京工業大學