專利名稱:多層間歇式液固流化床的制作方法
本發明屬于以液體為介質的液體與固體顆粒多段逆向接觸的多層流化床設備的改進。
在化工冶金過程中，常須用液體將固體顆粒中的有用物質浸取出來或將顆粒之間夾帶的溶劑洗滌干凈，有時則利用固體顆粒處理含有用物質的溶液，如離子交換等。液固流態化技術是實現這些目的有效手段之一。現時單層液固流化床技術已在工業生產中得到初步應用，但它僅有一個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相界面，從而建立范圍更寬的濃度梯度，強化設備的操作，改善顆粒停留時間分布。故多層液固流化床具有更大的優越性。
多層床一般采用多孔布液裝置，開孔常易被細粒粘泥堵塞，而且流體阻力較大，所以有些人提出些改進措施，如日本栗田工業株式會社1977年申請的專利(昭52-86064)，該會社提出了一種改進的多層液固流化床，該床每層下部采用底開有口的倒錐體，錐口作為布液進口代替分布板，同時也作為排料口。排料通過下一層流化床的床面探測器，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，多數液固流化床，不管其床型如何排料自控大部分采用機械方式，需要一整套自控設備。
本發明根據高速流體的抽力作用及虹吸原理，提出了用一個結構簡單的自動虹吸裝置穩定地進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械設備和控制儀表，簡化了設備。
本發明提出的液固多層流化床的結構是由各層流化床和相應的虹吸器形成主體。本發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。每層床上部兩側不同高度處各有一進液口和出液口，分別與本層虹吸器的出液口和上一層虹吸器的進液口相通，使床與虹吸器并聯。虹吸器的作用根據床層壓降變化，或自動形成虹吸或斷吸。
圖1是本發明提出的虹吸器結構示意圖，其中1、2-虹吸室，3、4-平衡室，5-加速抽氣、促使虹吸啟動的細管，6-控制斷吸的細管，7-放氣閥，8-虹吸器的進液口，9-虹吸器的出液口。
圖2-6是本發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是本發明多層間歇式液固多層流化床裝置實施例示意圖，其中10-擴大段，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，液體進口，15-各層床出液口，16-各層床進液口。
本發明提出的多層流化床由擴大段〔10〕、多層流化床和相應的虹吸器〔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。各層上端的進液口〔16〕和下層出液口〔15〕分別與該層虹吸器出液口〔9〕和進液口〔8〕相通。虹吸器由兩個相垂直的隔板被分成四個室，即上部相通，下部不相通的虹吸室〔1〕、〔2〕及平衡室〔3〕、〔4〕。〔3〕與〔1〕及〔4〕與〔2〕各為下部相連、上部不通。〔2〕中放入用以加速抽氣，促使虹吸啟動的細管〔5〕，〔3〕內插入一定深度的細管〔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地由床頂經擴大段〔10〕加入，進入第一層流化床，使該層壓降逐漸上升，達到預定值△P1后，與該層相應的虹吸器〔13〕啟動，在虹吸器抽力下原進入床層的液體沿第一層虹吸器，繞過層床短路流動，此時第一層內顆粒物料失去液體向上流動的支托作用，沿錐口向下一層排出，對第二層加料。第一層物料即將排空時，虹吸器自動關閉，液體短路切斷，排料停止，液體恢復由錐口進入第一層流動。第二層加料壓降達預定值△P2時，第二層虹吸器重復第一層虹吸器動作，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，最后從壓縮段〔14〕排出。液體由壓縮段〔14〕上部進入床內，自下而上地逆向流動，最后由擴大段〔10〕頂部流出。
各層虹吸器的控制過程如下操作前，虹吸器四個室內先充一定體積的氣體。床內沒有固體物料時，四個室液面保持同一水平面，處于斷吸完畢狀態，即如圖2所示。水平位置可用放氣閥〔7〕調節，使細管〔6〕的下口剛好與水平面平。床內開始積料后，〔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積料壓降值，處于積料狀態〔圖3〕。床內積料達一定值后，〔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。溢流液將〔2〕室內氣體帶入〔4〕室，虹氣作用也隨著逐漸發生。〔2〕室內的細管〔5〕中以較高的速度流動的液體加速這種虹氣作用，此時處于排出空氣狀態〔圖4〕。〔1〕及〔2〕室的氣體很快被抽凈到最大限度，虹吸作用達最大限度，吸引液體不斷通過〔1〕和〔2〕室流動，使流向床中的液體沿虹吸器短路，處于開始虹吸狀態〔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。當床內物料即將排空時，插入〔3〕室內的細管〔6〕下口露出液面，處于開始斷吸狀態〔圖6〕，空氣沿細管〔6〕進入〔1〕室，使虹吸中止，短路液切斷，排料停止，恢復至狀態〔圖2〕。
虹吸各部分尺寸主要決定于床內要求的最大積料量。
綜上所述，本發明具有以下特點排料自控由根據床層壓的變化進行虹吸或斷吸的特有裝置虹吸器來完成，不需要任何外加機械設備或控制儀表，簡化了設備。虹吸器結構簡單、控制準確，使本發明提出的多層間歇式液固流化床操作穩定可靠。即使在一定范圍內改變操作條件(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。
權利要求
1.具有單層或多層床和排料自控系統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，用以控制床層自動排料的虹吸器[13]，虹吸器的進液口[8]與下層上部出液口[15]相通，虹吸器出液口[9]與本層上部進液口[16]相通。
2.按權利要求
1所述的液固流化床，其特征在于所述的虹吸器〔13〕內部具有由兩個相垂直的隔板相分離的四個室及加速帶出氣體、促進虹吸啟動的細管〔5〕和用以虹吸停止的細管〔6〕，四個室包括兩個相鄰的虹吸室〔1〕、〔2〕和兩個相鄰的平衡室〔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液口〔8〕，另一室底側開有虹吸器出液口〔9〕。
4.按權利要求
2所述的流化床，其特征在于所述的細管〔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、促使虹吸啟動的細管〔5〕。
專利摘要
本發明屬于間歇式多層液固流化床的改進。
文檔編號B01J8/28GK85104534SQ85104534
公開日1986年12月10日 申請日期1985年6月14日
發明者郭慕孫, 燕桂章 申請人:中國科學院化工冶金研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan