專利名稱：流化床外循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種流化床的外循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術：
當固體顆粒中有流體通過時，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開始運動，且固體顆粒之間的摩擦力也越來越大，當流速達到一定值時，固體顆粒之間的摩擦力與重力相等， 每個顆?？梢宰杂蛇\動，固體顆粒表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的現(xiàn)象，稱為流態(tài)化。流化床就是基于以上機理用來實現(xiàn)物料完成流態(tài)化的設備。流化床具有氣固兩相接觸充分、傳熱傳質(zhì)均勻、床層溫度均勻等特點而廣泛的應用于能源、化工、環(huán)保和冶金等諸多行業(yè)。在利用流化床進行化學反應、燃燒發(fā)電、干燥等過程時，流化顆粒的大小與均勻程度直接影響著傳熱傳質(zhì)與化學反應的效果；而在利用流化床進行制粒的過程中，對設備內(nèi)部的粒子狀況也要進行取樣分析，從而進行流化顆粒的分級和篩選。在目前條件下，大部分的取樣裝置都是在流化床下部設置取樣口，利用重力作用將取樣的流化顆粒取出，流化床顆粒的取出和送回仍然無法實時進行。中國專利文獻CN1296018公開了一種《流化床氣相聚合反應系統(tǒng)的取樣裝置》，是利用流化床氣相反應裝置對具有危險性的氣體進行取樣。中國專利文獻C擬655219公開了一種《負壓式顆粒狀物料取樣裝置》，采用封閉的取樣室，利用真空系統(tǒng)產(chǎn)生負壓，并將取樣管做成伸縮式，實現(xiàn)對設備內(nèi)部不同位置的多點取樣，同時在取樣系統(tǒng)中引入惰性氣體，對管內(nèi)的氣體進行置換。但是上述專利文獻中提出的取樣方法，均不能實時進行取樣，并且結(jié)構(gòu)復雜難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有流化床技術不能實時取樣的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)實時取樣并送回的流化床外循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)對外界環(huán)境和內(nèi)部工藝參數(shù)不產(chǎn)生影響。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的流化床外循環(huán)系統(tǒng)采用如下技術方案該流化床外循環(huán)系統(tǒng)包括可視化粒度分選器、進氣電控閥、進粒電控閥和氣源；可視化粒度分選器為透明玻璃結(jié)構(gòu)，包括本體，本體的內(nèi)部設有上部空腔、下部空腔以及連通上部空腔和下部空腔的至少兩條流道，本體的上部設有與上部空腔連通的進?？?，本體的下部設有與下部空腔連通的出?？?；可視化粒度分選器中的進?？诤统隽？诜謩e通過管道與流化床連接，進?？谂c流化床之間的管道上設置有進粒電控閥，進氣電控閥的一端與出粒口和流化床之間的管道連接，另一端與氣源連接?？梢暬６确诌x器中的上部空腔呈沿流化顆粒流動方向向下傾斜的狀態(tài)，從而對流化顆粒的流動進行引導?？梢暬６确诌x器中的各條流道的寬度沿流化顆粒流動方向逐漸增加，每一條流道的寬度與通過該流道的流化顆粒粒徑一致。這樣，進入任一流道的流化顆粒尺寸大于或小于進入相鄰流道的流化顆粒，在實時監(jiān)測流化顆粒狀況的同時對流化顆粒進行分級?？梢暬６确诌x器中的每條流道的上部兩側(cè)高度沿流化顆粒的流動方向前側(cè)高度大于后側(cè)高度。這樣，不同寬度的流道內(nèi)堆積大小不同的流化顆粒，利于觀察和對比。上述流化床外循環(huán)系統(tǒng)的工作原理如下將進氣電控閥和進粒電控閥與電腦進行連接，以通過控制軟件來實現(xiàn)對兩者閥門的開合，避免手動開啟閥門，利于操作。通過操作程序打開進氣電控閥，此時氣源內(nèi)的氣體以一定流速通入管道；然后打開進粒電控閥，流化床內(nèi)的流化顆粒進入可視化粒度分選器內(nèi)，先由進?？谶M入上部空腔，并通過各條流道進入下部空腔，然后從出粒口排出，流回流化床中。流化顆粒在該外循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)形成一個順時針流動循環(huán)。關閉進氣電控閥后，該外循環(huán)系統(tǒng)仍然持續(xù)循環(huán)狀態(tài)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，在流化床進行頂噴、底噴、切線噴時，都可以將流化顆粒取出和送回，從而對流化床制粒的效果進行實時監(jiān)測；減少了手動取出和送回的步驟，避免揮發(fā)性物質(zhì)對人體的傷害和環(huán)境的污染，具有環(huán)保性能，并且不影響內(nèi)部工藝參數(shù)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中所示A處的局部放大示意圖。圖3是圖1中所示A處另一種結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖。圖4是本發(fā)明中可視化粒度分選器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是流道兩側(cè)高度的示意圖。其中1、流化床，2、可視化粒度分選器，3、進氣電控閥，4、進粒電控閥，5、壓力表， 6、氣源，7、本體，8、進?？?，9、出?？?，10、上部空腔，11、流道，12、下部空腔。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的流化床外循環(huán)系統(tǒng)連接在流化床1的外部，其結(jié)構(gòu)包含可視化粒度分選器2、進氣電控閥3、進粒電控閥4和氣源6?？梢暬６确诌x器2的進?？?8和出?？?9(參見圖4)分別通過管道與流化床1連接，進?？?8與流化床1之間的管道上設置有進粒電控閥4。進氣電控閥3的一端與出粒口 9與流化床1之間的管道連接，一端與氣源6連接，以便為管道內(nèi)輸送氣體，具體是在出?？?9與流化床1之間的管道上設置三通接口，進氣電控閥3的一端與三通接口連接，一端與氣源6連接，三通接口的結(jié)構(gòu)如圖2所示， 與進氣電控閥3連接的接口和另兩個呈直線的接口之間為銳角。打開進氣電控閥3后氣體流動的方向為左前方，如圖2中虛線箭頭所示，這樣在接口處右側(cè)管路形成負壓，流化顆粒按照順時針方向流動。也可以按照圖3所示，在三通接口內(nèi)設置一個引導臂，對氣體的流動進行引導，從而更有效的形成負壓，保證流化顆粒的流動。關閉進氣電控閥3后，管道內(nèi)的顆粒流體繼續(xù)流動，保持循環(huán)狀態(tài)的繼續(xù)。除此之外，可視化粒度分選器2與流化床1的連接管道上還可以連接壓力表5，這樣在取料的過程中，同時測量管道內(nèi)的壓力?？蓪⑦M氣電控閥3和進粒電控閥4與電腦進行連接，以通過控制軟件來實現(xiàn)對兩者閥門的開合，避免手動開啟閥門，利于操作?？梢暬６确诌x器2是一個耐高溫的玻璃制品，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括本體7，本體7的內(nèi)部設有上部空腔10和下部空腔12，上部空腔10和下部空腔12之間設置有多條連通兩者的流道11，流道的數(shù)量不小于2條，圖4所示的流道數(shù)量為8條。本體7的上部設有與上部空腔10連通的進粒口 8，本體7的下部設有與下部空腔12連通的出?？?9。上部空腔10呈沿流化顆粒流動方向向下傾斜的狀態(tài)，從而對流化顆粒的流動進行引導。本體 7可由兩塊結(jié)構(gòu)對稱的透明玻璃板扣合連接而成。流化顆粒由進粒口 8進入上部空腔10， 并通過各條流道11進入下部空腔12，然后從出粒口 9排出。每一條流道11的寬度與通過該流道的流化顆粒粒徑一致，各條流道的寬度是不一致的，由進?？?8向出?？?9的方向 (即沿流化顆粒水平流動方向)流道的寬度逐漸增加，這樣，進入任一流道的流化顆粒尺寸大于或小于進入相鄰流道的流化顆粒，在實時監(jiān)測流化顆粒狀況的同時對流化顆粒進行分級。如圖5所示，每條流道11的上部兩側(cè)高度不相同，沿流化顆粒的流動方向前側(cè)高度大于后側(cè)高度。以第i和i+Ι條流道為例用h表示第i條流道左右兩側(cè)高度之差，Di表示第i條流道寬度，兩者之間的關系為Di+1/2 > h > Di/2。較高的側(cè)壁可以對流化顆粒形成一定的阻擋，半徑小于、/2的粒子進入流道中，半徑大于、/2的粒子則繼續(xù)流動并進入其他的流道。這樣，不同寬度的流道內(nèi)堆積大小不同的流化顆粒，利于觀察和對比。本發(fā)明具有以下技術效果和優(yōu)點1.利用本發(fā)明的外循環(huán)系統(tǒng)，在流化床進行頂噴、底噴、切線噴時，都可以將流化顆粒取出和送回，從而對流化床制粒的效果進行實時監(jiān)測；2.減少了手動取出和送回的步驟，避免揮發(fā)性物質(zhì)對人體的傷害和環(huán)境的污染， 具有環(huán)保性能，并且不影響內(nèi)部工藝參數(shù)；3.直接連接氣源，可以迅速的形成流動循環(huán)，操作簡單；4.可視化粒度分選器的加工簡單方便，容易實現(xiàn)；5.可視化粒度分選器為耐高溫的玻璃制品。玻璃的透明性保證了可以通過儀器直接觀察內(nèi)部顆粒的分布情況。
權(quán)利要求
1.一種流化床外循環(huán)系統(tǒng)，包括可視化粒度分選器、進氣電控閥、進粒電控閥和氣源； 其特征是可視化粒度分選器為透明玻璃結(jié)構(gòu)，包括本體，本體的內(nèi)部設有上部空腔、下部空腔以及連通上部空腔和下部空腔的至少兩條流道，本體的上部設有與上部空腔連通的進?？?，本體的下部設有與下部空腔連通的出粒口 ；可視化粒度分選器中的進?？诤统隽？诜謩e通過管道與流化床連接，進?？谂c流化床之間的管道上設置有進粒電控閥，進氣電控閥的一端與出?？诤土骰仓g的管道連接，另一端與氣源連接。
2.如權(quán)利要求1所述的流化床外循環(huán)系統(tǒng)，其特征是所述可視化粒度分選器中的上部空腔呈沿流化顆粒流動方向向下傾斜的狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的流化床外循環(huán)系統(tǒng)，其特征是所述可視化粒度分選器中的各條流道的寬度沿流化顆粒流動方向逐漸增加，每一條流道的寬度與通過該流道的流化顆粒粒徑一致。
4.如權(quán)利要求1所述的流化床外循環(huán)系統(tǒng)，其特征是所述可視化粒度分選器中的每條流道的上部兩側(cè)高度沿流化顆粒的流動方向前側(cè)高度大于后側(cè)高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種流化床外循環(huán)系統(tǒng)，該流化床外循環(huán)系統(tǒng)包括可視化粒度分選器、進氣電控閥、進粒電控閥和氣源；可視化粒度分選器為透明玻璃結(jié)構(gòu)，包括本體，本體的內(nèi)部設有上部空腔、下部空腔以及連通上部空腔和下部空腔的流道，本體的上部設有與上部空腔連通的進?？?，本體的下部設有與下部空腔連通的出?？冢豢梢暬６确诌x器中的進?？诤统隽？诜謩e通過管道與流化床連接，進?？谂c流化床之間的管道上設置有進粒電控閥，進氣電控閥的一端與出?？谂c流化床之間的管道連接，另一端與氣源連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，在流化床進行頂噴、底噴、切線噴時，都可以將流化顆粒取出和送回，從而對流化床制粒的效果進行實時監(jiān)測。
文檔編號B01J2/16GK102166495SQ20111000598
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者張樹生, 郭雷, 陳雅群 申請人:山東大學