專利名稱：一種氣固反應(yīng)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在固定容器內(nèi)具有旋轉(zhuǎn)攪拌裝置的混合機(jī)，特別 地，涉及一種氣固反應(yīng)的方法，及一種氣固反應(yīng)的裝置。
背景技術(shù)：
在化工等工業(yè)化生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到氣體與固體反應(yīng)問題，現(xiàn)有的 氣固反應(yīng)器主要有流化床、移動(dòng)床、固定床等多種形式，其中流化床、 固定床比較適用于固體顆粒分布相對(duì)比較集中，流動(dòng)性較好的反應(yīng)體 系，流化床設(shè)備選用風(fēng)機(jī)/壓縮機(jī)作為氣體輸送的工具，且進(jìn)入到混合 器之后都在微正壓下工作，另外對(duì)固體物料的粒度進(jìn)行了限制， 一般
在40-80um。如果粒度太大，要求流化速度過大，流化性能不好；如果 粒度太小，由于流化速度小，細(xì)粒子大量被流化風(fēng)攜帶走，造成回收
困難；固體物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間無法精確地控制；也就是說很 難實(shí)現(xiàn)氣體循環(huán)，并且不適用在高溫、髙壓、強(qiáng)腐蝕性的工況。
對(duì)于移動(dòng)床、噴動(dòng)床活塞流反應(yīng)器，可以實(shí)現(xiàn)高溫、連續(xù)伴生產(chǎn)， 物料組成沿反應(yīng)器逐漸變化，流體在同 一 截面以相同速度向前雍動(dòng)， 固體物料會(huì)存在分布不均勻、停留時(shí)間的調(diào)節(jié)范圍有限等缺點(diǎn)，對(duì)顆 粒粒度比較細(xì)的固體粉料而言，這種反應(yīng)器也同樣存在固體物料尾氣 回收困難的問題。
另外，常見的固定床容器式反應(yīng)器常用于氣體吸附、干燥等工藝， 也可用于氣固反應(yīng)，如圖l所示的固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖，先放置物 料在容器式反應(yīng)器104中，在使氣體106存放在氣柜101中，通過壓縮機(jī) 102輸送氣體106至緩沖罐105中，從而容器式反應(yīng)器104中進(jìn)行氣體和 固體的反應(yīng)，若需要在一定溫度下進(jìn)行氣固反應(yīng)，則通過加熱器103 對(duì)氣體106進(jìn)行加熱，當(dāng)然，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了氣體和固體的反應(yīng)，并可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置氣體需要的溫度，可以實(shí)現(xiàn)增大循環(huán)氣體，但該設(shè)備仍存在 以下問題
首先，對(duì)于尾氣循環(huán)處理需要增加設(shè)備，其次，若增大循環(huán)氣體 的量時(shí)，所述壓縮機(jī)很難滿足使用需求，并且若反應(yīng)的氣體是高腐蝕 性的氣體且需要在高溫下工作，則該固定床容器式反應(yīng)容器不能夠保 證在高溫、高壓下氣體不泄露，可能會(huì)出現(xiàn)一定的固體物料被流動(dòng)的 氣體帶走；
另外，固體顆粒傳質(zhì)及傳熱性質(zhì)較差，在放熱反應(yīng)時(shí)，熱量不易 迅速擴(kuò)散造成在固定床層中產(chǎn)生較大的反應(yīng)溫度梯度，使固體顆粒與 氣體的反應(yīng)不均勾，容易產(chǎn)生局部過熱，或驟冷，不能及時(shí)補(bǔ)充熱量， 使部分固體顆粒和氣體反應(yīng)不完全。
其中，若釆用現(xiàn)有技術(shù)的氣體和固體顆粒的反應(yīng)方法，由于固體 顆粒是一個(gè)靜止的固定床層，兩端必須有填充物填充，這樣就造成了 固體顆粒拆卸得不方便，還要對(duì)固體顆粒和填充物進(jìn)行分離，使得勞 動(dòng)強(qiáng)度大，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。尤其是，當(dāng)固體顆粒是具有腐蝕性和刺 激性氣味的超細(xì)粉物料時(shí)，由于裝卸不便，易污染環(huán)境，易損壞操作 人員身體健康。
還有，所述固體顆粒是一個(gè)靜止的固定床層，與固體顆粒發(fā)生反 應(yīng)的氣體或攜帶與固體顆粒發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的氣體必須是流動(dòng)的氣 體，這樣與固體顆粒發(fā)生反應(yīng)的氣體，作為攜帶反應(yīng)物質(zhì)的攜帶氣體 和反應(yīng)物質(zhì)的消耗量很太，含有未反應(yīng)的氣體和反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣，或 者含有作為攜帶反應(yīng)物質(zhì)的攜帶氣體、未與固體發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物質(zhì) 和反應(yīng)后產(chǎn)生廢氣物質(zhì)的處理量很大。
因而，目前本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)問題就是，如何 保證在夸溫、高壓下反應(yīng)器內(nèi)氣體不泄漏，同時(shí)滿足循環(huán)過程中需要 的氣體流速，且固體物料不被流動(dòng)的氣體帶走的氣固反應(yīng)容器
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供 一種能夠保證在高溫、高壓下 反應(yīng)器內(nèi)的氣體不泄漏，且同時(shí)滿足循環(huán)過程中需要的氣體流速，以 及固體物料不被流動(dòng)的氣體帶走的氣固反應(yīng)裝置，以及，相應(yīng)于該氣 固反應(yīng)裝置的一種氣固反應(yīng)方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一氣固反應(yīng)方法，包括
放置需要進(jìn)行反應(yīng)的固體物料至反應(yīng)容器；
關(guān)閉并檢查所述反應(yīng)容器是否漏氣，若無漏氣，加入進(jìn)行反應(yīng)的
氣體原料；
開啟用于控制所述反應(yīng)容器內(nèi)氣體流速的循環(huán)風(fēng)機(jī)和控制所述反 應(yīng)容器內(nèi)氣體溫度的加熱器，以及，設(shè)置氣固反應(yīng)需要的所述循環(huán)風(fēng)
機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述加熱器的加熱溫度；
所述固體物料與氣體原料反應(yīng)完成后，關(guān)閉加熱器，排出殘留氣體。
進(jìn)一步地，若所述殘留氣體包括毒性氣體，所述方法還包括 釆用洗滌塔吸收殘留氣體；
檢測(cè)所述反應(yīng)容器內(nèi)的殘留氣體的濃度，若符合設(shè)定的濃度，開 啟反應(yīng)容器；
否則，幵啟連接于所述洗滌塔的真空裝置，抽取所述殘留氣體， 重復(fù)檢測(cè)所述殘留氣體的濃度的步驟。
進(jìn)一步地，所述放置需要進(jìn)行反應(yīng)的固體物料至反應(yīng)容器的步驟 包括
取出反應(yīng)容器內(nèi)的貨架、物料盤； 將所述放置有固體物料的物料盤裝入所述貨架； 放置所述裝有固體物料的貨架到反應(yīng)容器內(nèi)。 進(jìn)一步地，所述關(guān)閉并檢査所述反應(yīng)容器是否漏氣，若無漏氣， 加入進(jìn)行反應(yīng)的氣體原料的步驟包括
關(guān)閉所述反應(yīng)容器，填充一設(shè)定壓力值的壓縮氣體，判斷填充該壓縮氣體的反應(yīng)容器的壓力值是否相應(yīng)于該壓縮氣體的設(shè)定壓力值，
若不同，結(jié)東或重新選擇反應(yīng)容器；
若相同或相應(yīng)，排除所述壓縮氣體，和/或，釆用惰性氣體置換所
述壓縮氣體；
檢測(cè)所述排除壓縮氣體后的反應(yīng)容器內(nèi)的第一壓力值； 若所述第一壓力值滿足所述固體物料和氣體原料的反應(yīng)條件，加 入該氣體原料，否則，重復(fù)排除所述壓縮氣體的步驟。 進(jìn)一步地，所述方法還包括
若進(jìn)行反應(yīng)的過程中的壓力值不符合所述固體物料和氣體原料反 應(yīng)所需的第二壓力值，采用連接于所述真空裝置的壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行 調(diào)節(jié)所述壓力值。
進(jìn)一步地，所述氣體原料為毒性、腐蝕性的氣體原料，或所述固 體物料為毒性、腐蝕性的固體鉤料。
為解決上述問題，本發(fā)明i公開了一種氣固反應(yīng)的裝置，包括
反應(yīng)容器，用于反應(yīng)固體物料和氣體原料；該反應(yīng)容器包括穿 射該反應(yīng)容器用于混合固體物料和氣體原料的攪拌葉；
循環(huán)風(fēng)機(jī)，用于密封所述反應(yīng)容器，并控制所述攪拌葉的轉(zhuǎn)速； 該循環(huán)風(fēng)機(jī)包括用于控制攪拌葉轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，用于密封反應(yīng)容器的 磁力密封件、以及用于使氣體原料進(jìn)入設(shè)定路線流動(dòng)的導(dǎo)流桶；
加熱裝置，用于提供所述固體物料和原料氣體反應(yīng)所需的溫度， 設(shè)置在反應(yīng)容器外部且貫通于所述反應(yīng)容器上、下部位的中空管道； 該加熱裝置包括用于混合至少一種原料氣體的混合器，用于加入氣 體原料和排除殘留氣體的管口裝置'，
檢測(cè)裝置，用于檢查所述反應(yīng)容器是否漏氣，該檢測(cè)裝置連接于 所述管？裝置；
其中，所述導(dǎo)流桶貫通于連接所述反應(yīng)容器上部位的加熱裝置， 所述加熱裝置的部分管道設(shè)置有加熱器。進(jìn)一步地，若所述殘留氣體包括毒性氣體，該裝置還包括 洗滌塔，用于吸收所述殘留氣體，該洗滌塔連接于所述管口裝置; 以及，所述洗滌塔包含有吸收所述殘留氣體的吸收物料的流通管口 ，
并配置用于循環(huán)所述洗滌塔的殘留氣體的循環(huán)泵；
連接于洗滌塔和管口裝置的真空裝置，該真空裝置用于抽取所述
殘留氣體或排除壓縮氣體;
連接于所述管口裝置和真空裝置的自動(dòng)調(diào)解固體物料和氣體原料 反應(yīng)過程中的壓力值的壓力控制系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述反應(yīng)容器還包括
至少一個(gè)用于測(cè)量所述反應(yīng)容器內(nèi)的溫度的溫度計(jì)，該溫度計(jì)固 定穿射所述反應(yīng)容器;
以及，至少一個(gè)用于測(cè)定氣體原料濃度或測(cè)定殘留氣體濃度的并 固定穿射所述反應(yīng)容器的濃度檢測(cè)偉；
用于放置固體物料的物料盤，用于放置物料盤的貨架，以及使氣 體原料沿設(shè)定路線流動(dòng)的導(dǎo)流裝置。:，
進(jìn)一步地，所述循環(huán)風(fēng)道設(shè)置有多個(gè)用于均勻混合固體物料和氣 體原料的節(jié)流部件。
進(jìn)一步地，所述管口紫置包括用于排除殘留氣體的排氣閥和至少 一個(gè)氣體原料進(jìn)氣口；和/或，
所述排氣閥連接于所述洗滌塔。
進(jìn)一步地，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)還包括，位于所述磁力密封件上部，連 接于所述攪拌葉，并控制攪拌葉轉(zhuǎn)速的減速機(jī)；
所述磁力密封件包括連接于所述攪拌葉的活動(dòng)軸承、以及進(jìn)行 密封所述反應(yīng)容器的填料密封、機(jī)械密封件、支撐所述磁力密封件的 機(jī)架。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
首先，本發(fā)明通過設(shè)置磁力密封件和自潤滑軸承，可以保證在高溫、高壓下反應(yīng)器內(nèi)的氣體不泄漏，且同時(shí)使用循環(huán)風(fēng)機(jī)，可以滿足 循環(huán)過程中需要的氣體流速，并能夠使固體物料和氣體原料充分混合, 并能夠保證所述固體物料不被流動(dòng)的氣體帶走，另外本發(fā)明的氣固反 應(yīng)裝置換包括有洗滌塔，可以回收殘留氣體，保證氣體的循環(huán)使用和 凈化氣體，不會(huì)污染環(huán)境；
其次，本發(fā)明的氣固反應(yīng)裝置包括有檢測(cè)裝置，可以很好的檢測(cè) 氣體反應(yīng)的壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)從負(fù)壓到高壓的反應(yīng)過程，提高氣固反應(yīng) 的產(chǎn)量；
再者，本發(fā)明的反應(yīng)容器上設(shè)定的至少包括一個(gè)進(jìn)氣口，可以實(shí) 現(xiàn)幾種不同的氣體與固體的反應(yīng)，利用循環(huán)風(fēng)機(jī)提供轉(zhuǎn)速，并由電機(jī) 自動(dòng)控制的攪拌葉可以使不同氣體在反應(yīng)過程中不會(huì)分層，進(jìn)而更好 的與固體物料進(jìn)行反應(yīng)。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中的固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的氣固反應(yīng)方法的流程示意圖3為本發(fā)明的反應(yīng)容器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖々為本發(fā)明的圖3中的反應(yīng)容舉的A部分的放大的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的氣固反應(yīng)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié) 合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的核心構(gòu)思在于，在反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置循環(huán)風(fēng)道、攪拌葉、 導(dǎo)流裝置可以替代外循環(huán)風(fēng)機(jī)，能夠保證氣體在反應(yīng)器內(nèi)沿設(shè)定路線 均勻無死角的流動(dòng)，并能夠保證固體物料和氣體原料的充分接觸，同 時(shí)又能確保使用幾種密度不同的氣體原料時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)上下分層，通 過自動(dòng)調(diào)解攪拌葉的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)氣流在反應(yīng)器內(nèi)的流速，確保固體 物料能夠與氣體物料充分接觸并反應(yīng)的同時(shí)又能保證固體物料不被氣流帶走。 實(shí)施例l
參考圖2所示的本發(fā)明的氣固反應(yīng)方法的流程示意圖，其所述的氣
固反應(yīng)的方法的步驟主要包括
步驟201:放置需要進(jìn)行反應(yīng)的固體物料至反應(yīng)容器； 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟201的子步驟可以包括， 子步驟S1:取出反應(yīng)容器內(nèi)的貨架、物料盤； 子步驟S2:將所述放置有固體物料的物料盤裝入所述貨架； 子步驟S3:放置所述裝有固體物料的貨架到反應(yīng)容器內(nèi)。 步驟202:關(guān)詢并檢查所述反應(yīng)容器是否漏氣，若無漏氣，執(zhí)行步
驟203，加入進(jìn)行反應(yīng)的氣體原料；若檢查所述反應(yīng)容器漏氣，則執(zhí)行
步驟2031,結(jié)東該操作，或重新選擇反應(yīng)容器，重復(fù)本實(shí)施例的上述
的所有步驟；
其中，在實(shí)際的氣固反應(yīng)的操作過程中，所述步驟202還可以包括 以下的子步驟
子步驟A1:關(guān)閉所述反應(yīng)容器，填充一設(shè)定壓力值的壓縮氣體， 該壓縮氣體可以是壓縮的空氣，或惰性氣體，或?yàn)榕c本實(shí)施例中的固 體物料不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的任何一種或多種壓縮氣體，本發(fā)明不對(duì)此進(jìn)行 限定；
子步驟A2:判斷填充該壓縮氣體的反應(yīng)容器的壓力值是否相應(yīng)于 該壓縮氣體的設(shè)定壓力值；
子步驟A3:若填充該壓縮氣體的反應(yīng)容器的壓力值與該壓縮氣體 的設(shè)定壓力值相同或相應(yīng)，說明本實(shí)施例使用的反應(yīng)容器不漏氣，進(jìn) 而開始排除所述壓縮氣體，和/或，釆用惰性氣體置換所述壓縮氣體， 否則，結(jié)東操作過程，或重新選擇反應(yīng)容器進(jìn)行氣固反應(yīng)；
當(dāng)所述反應(yīng)容器不漏氣時(shí)，執(zhí)行步驟203,加入進(jìn)行反應(yīng)的氣體原
料，所述的氣體原料可以為一種也可以為多種氣體原料的混合；此時(shí)需要注意的是，即需要檢測(cè)所述排除壓縮氣體后的反應(yīng)容器 內(nèi)的第一壓力值，若所述第一壓力值滿足所述固體物料和氣體原料的 反應(yīng)條件，加入該氣體原料，否則，重復(fù)排除所述壓縮氣體的操作；
當(dāng)然，本實(shí)施例中也可以釆用惰性氣體置換所述壓縮氣體；
當(dāng)然，在實(shí)際的搡作過程中，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的真空系統(tǒng)或 機(jī)械泵抽取反應(yīng)容器中的壓縮氣體，進(jìn)而檢測(cè)抽取壓縮氣體后的反應(yīng)
容器的第一壓力值；
其中，執(zhí)行步驟203的具體操作過程為現(xiàn)有的技術(shù)公開的操作，本 發(fā)明不對(duì)此進(jìn)行限制；例如，選擇氣體原料可以是常用的無腐蝕性的 氣體原料，也可以是腐蝕性、或有毒的氣體原料，本實(shí)施例中可以通 過兩種存儲(chǔ)氣體原料的方式將氣體原料加入反應(yīng)容器中， 一種是外購 現(xiàn)有技術(shù)中的存儲(chǔ)在鋼瓶的高壓氣體原料；另一種是可以釆用噴射器 來增強(qiáng)壓力，也就是說犧牲一種附加氣體的壓力來提高氣體原料的壓 力使其充入反應(yīng)容器中。
當(dāng)然，在實(shí)際的操作過程中，由于各種情況，會(huì)出現(xiàn)壓力值發(fā)生 變化的狀況，也就是說當(dāng)所述固體物料與原料氣體反應(yīng)過程中的壓力 值超出設(shè)定值的浮動(dòng)范圍時(shí)，采用所述洗滌塔的壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn) 行降壓；進(jìn)而達(dá)到設(shè)定值的浮動(dòng)范圍或?qū)嶋H反應(yīng)所需要的壓力值，使 該氣固反應(yīng)能夠進(jìn)行完成。
步驟204:開啟循環(huán)風(fēng)機(jī)和加熱器，以及設(shè)置所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、 所述加熱器的溫度，也就是說，開啟用于控制所述反應(yīng)容器內(nèi)氣體流 速的循環(huán)風(fēng)機(jī)和控制所述反應(yīng)容器內(nèi)氣體溫度的加熱器，以及設(shè)置氣 固反應(yīng)需要的所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述加熱器的加熱溫度；
優(yōu)選地，該步驟204的子步驟可以包括
子步驟B1:依據(jù)所述閨體物料的種類，設(shè)定所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速， 開啟所述循環(huán)風(fēng)機(jī)；
子步驟B2:設(shè)置所述固體物料的反應(yīng)溫度，開啟加熱裝置， 一般氣固反應(yīng)過程中，氣固反應(yīng)的溫度會(huì)有幾個(gè)階段的變化，且每個(gè)階段 都需要有一定的反應(yīng)時(shí)間，和一定的反應(yīng)溫度。本實(shí)施例中可以通過 微機(jī)控制的程序設(shè)定需要的不同階段的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，自動(dòng)調(diào) 節(jié)實(shí)現(xiàn)氣體原料和固體物料的充分反應(yīng)。
本實(shí)施例中，隨著氣固反應(yīng)的進(jìn)行，固體物料和氣體原料反應(yīng)的 壓力值不符合所述固體物料和氣體原料反應(yīng)過程中所需的第二壓力 值，或所述第二壓力值的浮動(dòng)范圍時(shí)，可以采用連接于所述真空裝置 的壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)所述壓力值，或現(xiàn)有技術(shù)中的補(bǔ)充加入氣體 原料進(jìn)而調(diào)節(jié)/穩(wěn)定所述壓力值，使其達(dá)到所述第二壓力值的浮動(dòng)范 圍，保證氣固可以充分反應(yīng)。
步驟205:待所述固體物料與原料氣體反應(yīng)完成后，關(guān)閉加熱器，
排出殘留氣體，當(dāng)然，所述殘留氣體不包含有毒氣體、或腐蝕性氣體 時(shí)，可以排放到空氣中，也可以收集起來。
若所述所述氣體原料為毒性、腐蝕性的氣體原料，或所述固體物 料為毒性、腐蝕性的固體物料時(shí)，
還需要進(jìn)行步驟206,采用洗滌塔吸收所述殘留氣體；
步驟2Q7:進(jìn)而檢測(cè)所述反應(yīng)容器內(nèi)的殘留氣體的濃度，若符合設(shè)
定的濃度，開啟反應(yīng)容器，執(zhí)行步驟208;
步驟208:若所述殘留氣體的濃度達(dá)到設(shè)定的濃度，開啟所述反應(yīng)容器。
否則，執(zhí)行步驟2071,開啟連接于所述洗滌塔的真空裝置，或機(jī) 械泵，抽取所述殘留氣體，重復(fù)檢測(cè)所述殘留氣體的濃度的步驟207。
也就是說，所述步驟207為判斷過程，檢測(cè)所述殘留氣體的濃度不 符合設(shè)定值的濃度；即所述殘留氣體的濃度超標(biāo)、則自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警設(shè) 備；以及開啟真空裝置，或機(jī)械泵，抽取所述殘留氣體，或通過惰性 氣體進(jìn)行置換，重復(fù)檢測(cè)反應(yīng)容器的殘留氣體的濃度，進(jìn)而判斷，結(jié) 束或是繼續(xù)抽空及置換操作，直至檢測(cè)濃度達(dá)到設(shè)定的濃度；步驟207,開啟反應(yīng)容器，取出貨架，得到反應(yīng)后的固體物料。 當(dāng)然，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，即在使用真空裝置，或機(jī)械泵，抽取 所述殘留氣體的過程中，可能會(huì)有殘留氣體進(jìn)入氣固反應(yīng)容器所在的 空間，此時(shí)需要開啟房間的通風(fēng)系統(tǒng)，并同時(shí)檢測(cè)所述空間的殘留氣 體的濃度。
若氣體原料為腐蝕性氣體或有毒氣體時(shí)，則需要帶好防毒面具開 啟反應(yīng)容器，待室溫后或進(jìn)行冷卻后將所述裝有固體原料的貨架取出， 然后包裝，完成整個(gè)氣固反應(yīng)的操作過程。
本實(shí)施例的方法，可以實(shí)現(xiàn)從負(fù)壓到高壓，并且是氣固反應(yīng)的溫 度不受限制的氣固反應(yīng)方法。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中氣固反應(yīng)方法進(jìn)行了詳細(xì)描述；為了簡單 描述，故將其都表述為一系列動(dòng)作的組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該 知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作前后關(guān)系的限制。另外，本領(lǐng)域技 術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所 涉及的動(dòng)作和?？讲⒉灰欢ㄊ潜景l(fā)明所必須的。 實(shí)施例2
下面對(duì)本發(fā)明的氣固反應(yīng)裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹。
參考圖3、圖4和圖5，示出了本發(fā)明的一種氣固反應(yīng)容器的結(jié)構(gòu)苯 意圖、圖3中反應(yīng)容器的A部的放大的結(jié)構(gòu)示意圖，以及氣固反應(yīng)整體 裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3和圖5中箭頭表示氣體原料在反應(yīng)容器中流動(dòng) 的方向，從圖3看到氣流是沿著前頭的方向折流。固體物料就擺放在貨 架002上的物料盤005中，氣流在物料盤005的表面流過。
本實(shí)施例的氣固反應(yīng)裝置主要包括反應(yīng)容器014，循環(huán)風(fēng)機(jī)，加熱 裝置Oll，檢測(cè)裝置；
當(dāng)所述氣體原料為毒性、腐蝕性的氣體原料，或所述固體物料為 毒性、腐蝕性的固體物料時(shí)，所述的氣固反應(yīng)裝置還包括洗滌塔025， 真空裝置031、循環(huán)泵024。反應(yīng)容器014,用于反應(yīng)固體物料和氣體原料，該反應(yīng)容器014連
接于固定在地面上的基座013;
如圖3所示，該反應(yīng)容器014包括穿射該反應(yīng)容器014用于混 合固體物料和氣體原料的攪拌葉009;該攪拌葉009可以使固體物料 和氣體原料進(jìn)行充分混合，并通過加熱裝置Oll的混合器008混合后 的高溫氣體原料形成的氣流沿加熱裝置的中空管道和反應(yīng)容器組成的 循環(huán)風(fēng)道進(jìn)行均勻無死角的流動(dòng)；所述循環(huán)風(fēng)道中設(shè)置有使氣流沿設(shè) 定路線進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)的導(dǎo)流裝置，本實(shí)施例中的導(dǎo)流裝置可以由折流 板組成，使得氣體沿折流銀折流，且該導(dǎo)流裝置位于循環(huán)風(fēng)道內(nèi)；
優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式可以是，,,所述循環(huán)風(fēng)道還可以設(shè)置有多個(gè)用于均 勻混合固體物料和氣體原料的節(jié)流部件(圖中未示出)，所述節(jié)流部件 可以為一種靜態(tài)混合器的結(jié)構(gòu)?？梢栽O(shè)置在加熱裝置的混合器中，也 可以設(shè)置在循環(huán)風(fēng)道中，即從反應(yīng)容器底部進(jìn)入循環(huán)風(fēng)道的混合氣體 經(jīng)過該節(jié)流部件不斷的改變氣體韻魂向進(jìn)而達(dá)到幾種氣體混合的目 的，該節(jié)流部件能夠?qū)饬鬟M(jìn)行導(dǎo)通，本發(fā)明不對(duì)其結(jié)構(gòu)限制，可以 針對(duì)不同的固體物料和氣體原料選擇合適的節(jié)流部件，也就是說，該
節(jié)流部件可以設(shè)置在連接所述反應(yīng)容器014和加熱裝置011的中空管
道的循環(huán)風(fēng)道的任何一個(gè)位置，并可以設(shè)置有多個(gè)用于均勻混合固體
物料和原料氣體的節(jié)流部件(圖中未示出)；可以保證循環(huán)氣體原料被
均勻加熱，還能保證參與反應(yīng)的不同氣體原料在循環(huán)風(fēng)道內(nèi)被均勻的混合。
該反應(yīng)容器014不僅可以保證氣體原料在反應(yīng)容器014內(nèi)沿設(shè)定路
線均勾無死角的流動(dòng)、且可以使固體物料和氣體原料充分接觸，同時(shí)
又能確保幾種密度不同的反應(yīng)氣體原料不會(huì)出現(xiàn)上下分層；
其中，本實(shí)施例優(yōu)選的方式是，所述的反應(yīng)容器014還設(shè)置有，固 定并穿射反應(yīng)容器014的上溫度計(jì)003、和下溫度計(jì)OOl，以及，至少一
個(gè)用于測(cè)定氣體原料濃度或測(cè)定殘留氣體濃度的并固定穿射所述反應(yīng)容器的濃度檢測(cè)儀(圖中未標(biāo)出)，該濃度檢測(cè)儀的位置與所述溫度計(jì) 的位置相應(yīng)，并可以通過相同的方式進(jìn)行固定；用于放置固體物料的
物料盤005，以及用于放置物料盤的貨架002,當(dāng)然，依據(jù)實(shí)際的氣固
反應(yīng)條件進(jìn)行設(shè)置，至少一個(gè)用于測(cè)量所述反應(yīng)容器內(nèi)的溫度的溫度
計(jì)，和用于放置固體物料的物料盤005,以及用于放置物料盤的貨架002 的擺放位置，本發(fā)明不對(duì)溫度計(jì)的數(shù)量、濃度檢測(cè)儀的數(shù)量和貨架、 物料盤的使用、擺放位置進(jìn)行限定。
循環(huán)風(fēng)機(jī)，用于密封件所述反應(yīng)容器014,并控制所述攪拌葉009 的轉(zhuǎn)速；本實(shí)施例中所述的循環(huán)風(fēng)機(jī)是指圖4中的電機(jī)004、磁力密封 件012、導(dǎo)流桶0.10和攪拌葉009的組合；具體如下
如圖4所示，該循環(huán)風(fēng)機(jī)包括用于控制攪拌葉轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)004， 所述的攪拌葉009通過電機(jī)004和減速機(jī)022進(jìn)行依據(jù)不同的固體物料 和氣體原料控制該攪拌葉009的攪拌速度，其中，所述攪拌葉009位于 反應(yīng)容器014內(nèi)，該電機(jī)004和減速機(jī)022設(shè)置在反應(yīng)容器014的上端， 需要說明的是，電機(jī)004和減速機(jī)022可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種， 在本實(shí)施例中減速機(jī)022不是必須的，可以通過電機(jī)004變頻同樣可以 達(dá)到減速、調(diào)速的目的。本發(fā)明不對(duì)此進(jìn)行限制。
該循環(huán)風(fēng)機(jī)還包括用于密封件反應(yīng)容器的磁力密封件012、以及 用于使氣體原料進(jìn)入設(shè)定路線流動(dòng)的導(dǎo)流桶OIO，所述的導(dǎo)流桶010貫 通于連接所述反應(yīng)容器014上部位的加熱裝置011，用于接收并導(dǎo)流所 述加熱并混合的高溫氣流。
在實(shí)際應(yīng)用中，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)還可以包括，連接于所述攪拌葉的 活動(dòng)軸承015、以及進(jìn)行密封所述反應(yīng)容器的填料密封件016、機(jī)械密 封件017、支撐所述磁力密封件012的機(jī)架021,以及分布于隔離套 019兩邊的用于進(jìn)行隔離腐蝕性氣體的內(nèi)磁鋼018、外磁鋼020。
優(yōu)選地，本實(shí)施例所述的磁力密封件012內(nèi)部的活動(dòng)軸承015選用 了特珠材料能耐大多數(shù)氣體的腐蝕，同時(shí)又有自潤滑功能；所述的特殊材料是填充聚四氟乙烯。填充物為石墨；
并且，在磁力密封件012內(nèi)部又設(shè)置有機(jī)械密封件017和填料密封
件016,確保物料既不外漏，又不內(nèi)漏。
如圖3所示的本實(shí)施例中氣固反應(yīng)的加熱裝置011,用于提供所述 固體物料和原料氣體的溫度，設(shè)置在反應(yīng)容器014外部，且所述加熱裝 置011貫通于所述反應(yīng)容器014上、下部位的中空管道，所述中空管道
與所述反應(yīng)容器貫通連接組成氣體原料進(jìn)行流通的循環(huán)風(fēng)道；
該加熱裝置011包括用于混合至少一種原料氣體的混合器008, 用于加入氣體原料和排除殘留氣體的管口裝置006;所述加熱裝置Oll 的部分管道設(shè)置有加熱器007，或也可以是內(nèi)部或全部管道都設(shè)置有 加熱器007，該加熱器的設(shè)計(jì)可以為現(xiàn)有技術(shù)中任何一種設(shè)計(jì)，在實(shí) 際應(yīng)用中，優(yōu)先使用的是可以f定溫度，且能夠保持溫度的加熱器， 本發(fā)明對(duì)此不進(jìn)行限制。通過反應(yīng)容器014內(nèi)的上溫度計(jì)003、下溫 度計(jì)001與加熱裝置011進(jìn)行連鎖，進(jìn)而控制整個(gè)氣固反應(yīng)可以在設(shè) 定溫度下進(jìn)行。
其中，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)包含的導(dǎo)流桶010貫通于連接所述反應(yīng)容器 014上部位的加熱裝置011。
檢測(cè)裝置，用于檢査所述反應(yīng)容器是否漏氣，該檢測(cè)裝置連接于 所述管口裝置006，本實(shí)施例中使用的是如圖5中的真空裝置031進(jìn)行檢 測(cè)反應(yīng)容器是否漏氣；進(jìn)一步地，使用壓縮氣體030進(jìn)行檢測(cè)所述反應(yīng) 容器014的氣密性，并通過進(jìn)氣口029進(jìn)行置換所屬壓縮氣體。本實(shí)施 例中的檢測(cè)裝置就是指壓力檢測(cè)裝置，實(shí)際操作中就是指壓力變送器。
當(dāng)反應(yīng)的固體物料和氣體原料、殘留物、殘留氣體等不包括有毒、 腐蝕性的物質(zhì)是，可以將排氣閩直接打開，使氣體流通于空氣中，也 可以連接于吸收塔，從而針對(duì)殘留氣體進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理，
如圖5所示，當(dāng)所述氣體原料可以為毒性、腐蝕性的氣體原料，或 所述固體物料為毒性、腐蝕性的固體物料，以及所述反應(yīng)后的殘留氣體包括毒性氣體，該氣固反應(yīng)裝置必須連接洗滌塔025;
洗滌塔025，用于吸收所述殘留氣體，該洗滌塔025連接于所述 管口裝置006設(shè)置的排氣閥032;
本實(shí)施例中該管口裝置006包括兩個(gè)氣體原料進(jìn)氣口 026和027， 所述原料氣體可以為毒性氣體、也可以為非毒性氣體，本發(fā)明的氣固 反應(yīng)裝置對(duì)此不進(jìn)行限制，該管口裝置006還包括用于排除殘留氣體 的排氣閩032;和/或，
所述排氣閥032連接于所述洗滌塔025。
所述洗滌塔025包含有吸收所述殘留氣體的吸收物料的流通管口 023，并配置用于循環(huán)所述洗滌塔的殘留氣體的循環(huán)泵024;
連接于洗滌塔025和管口裝置006的真空裝置031，該真空裝置031 還可以用于抽取所述殘留氣體或排除壓縮氣體(該處所述的殘留氣體 不包含有毒氣體、腐蝕性的氣體)，
連接 于所述管口裝置006和真空裝置031的自動(dòng)調(diào)解固體物料和氣 體原料反應(yīng)過程中的壓力值的壓力控制系統(tǒng)028。
需要說明的是，本實(shí)施例中主要通過壓縮氣體的進(jìn)氣口030進(jìn)行檢 測(cè)反應(yīng)容器014是否漏氣，若反應(yīng)容器不漏氣時(shí)，再通過惰性氣體進(jìn)氣 口029置換所述風(fēng)應(yīng)容器014內(nèi)的壓縮空氣；
當(dāng)然，本實(shí)施例中設(shè)置磁力密封件的主要目的就是為保證本發(fā)明 的氣固反應(yīng)裝置能使在高溫、高壓狀態(tài)下進(jìn)行腐蝕性氣體的反應(yīng)，因 此，所述反應(yīng)容器014開口部，釆用零泄漏的磁力密封件012和活動(dòng) 軸承015進(jìn)行密封。
在實(shí)際的反應(yīng)過程中，可以根據(jù)固體物料的加料量、粒徑大小、 密度計(jì)算出氣體原料的循環(huán)流量、最高氣體流速和循環(huán)風(fēng)道的截面積， 再通過改變攪拌葉009的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)氣流在反應(yīng)容器014內(nèi)的流速， 確保固體物料能夠與氣體原料充分接觸的同時(shí)又能保證固體物料不被 氣流帶走。當(dāng)然，在反應(yīng)容器014內(nèi)、外還設(shè)置有在線氣體濃度檢測(cè)儀(圖 中未示出)，隨時(shí)監(jiān)控反應(yīng)器內(nèi)、外的氣體濃度；且該濃度檢測(cè)儀的設(shè) 置與溫度計(jì)的設(shè)置是相同的搡作，該處不再詳述。
本發(fā)明的氣固反應(yīng)裝置可以適用于任何氣體原料和固體物料進(jìn)行 反應(yīng)，以及能夠承受從負(fù)壓到高壓的任何壓力。
本說明書中的各個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之 處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。并且，對(duì)于前述 的各方法實(shí)施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合, 但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限 制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些步驟可以釆用其他順序或者同時(shí)進(jìn)行。其 次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu) 選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作和模塊并不 一定是豐發(fā)明所必須的。
最后，還需要說明的是，在本文中，術(shù)語"包括"、"包含"、"第一"、 "第二"或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包 括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且 還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、 物品或者設(shè)備所固有的要素。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種氣固反應(yīng)方法和氣固反應(yīng)裝置進(jìn)行了 詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了 闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思
想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體
實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不 應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種氣固反應(yīng)的方法，其特征在于，包括放置需要進(jìn)行反應(yīng)的固體物料至反應(yīng)容器；關(guān)閉并檢查所述反應(yīng)容器是否漏氣，若無漏氣，加入進(jìn)行反應(yīng)的氣體原料；開啟用于控制所述反應(yīng)容器內(nèi)氣體流速的循環(huán)風(fēng)機(jī)和控制所述反應(yīng)容器內(nèi)氣體溫度的加熱器，以及，設(shè)置氣固反應(yīng)需要的所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述加熱器的加熱溫度；所述固體物料與氣體原料反應(yīng)完成后，關(guān)閉加熱器，排出殘留氣體。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，若所述殘留氣體包括毒 性氣體，所述方法還包括釆用洗滌塔吸收殘留氣體；檢測(cè)所述反應(yīng)容器內(nèi)的殘留氣體的濃度，若符合設(shè)定的濃度，開啟 反應(yīng)容器；否則，開啟連接于所述洗滌塔的真空裝置，抽取所述殘留氣體，重 復(fù)檢測(cè)所述殘留氣體的濃度的步驟。
3、 如權(quán)利要求i所述的方法，其特征在于，所述放置需要進(jìn)行反應(yīng)的固體物料至反應(yīng)容器的步驟包括 取出反應(yīng)容器內(nèi)的貨架、物料盤； 將所述放置有固體物料的物料盤裝入所述貨架； 放置所述裝有固體物料的貨架到反應(yīng)容器內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述關(guān)閉并檢查所述反 應(yīng)容器是否漏氣，若無漏氣，加入進(jìn)行反應(yīng)的氣體原料的步驟包括關(guān)閉所述反應(yīng)容器，填充一設(shè)定壓力值的壓縮氣體，判斷填充該壓 縮氣體的反應(yīng)容器的壓力值是否相應(yīng)于該壓縮氣體的設(shè)定壓力值，若不 同，結(jié)東或重新選擇反應(yīng)容器；若相同或相應(yīng)，排除所述壓縮氣體，和/或，釆用惰性氣體置換所述壓縮氣體；檢測(cè)所述排除壓縮氣體后的反應(yīng)容器內(nèi)的第一壓力值； 若所述第一壓力值滿足所述固體物料和氣體原料的反應(yīng)條件，加入 該氣體原料，否則，重復(fù)排除所述壓縮氣體的步驟。
5、 如權(quán)利要求2、 3或4所述的方法，其特征在于，還包括若進(jìn)行反應(yīng)的過程中的壓力值不符合所述固體物料和氣體原料反 應(yīng)所需的第二壓力值，釆用連接于所述真空裝置的壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào) 節(jié)所述壓力值。
6、 如權(quán)利要求2、 3或4所述的方法，所述氣體原料為毒性、腐蝕性 的氣體原料，或所述固體物料為毒性、腐蝕性的固體物料。
7、 一種氣固反應(yīng)的裝置，其特征在于，包括反應(yīng)容器，用于反應(yīng)固體物料和氣體原料；該反應(yīng)容器包括穿射 該反應(yīng)容器用于混合固體物料和氣體原料的攪拌葉；循環(huán)風(fēng)機(jī)，用于密封所述反應(yīng)容器，并控制所述攪拌葉的轉(zhuǎn)速；該 循環(huán)風(fēng)機(jī)包括用于控制攪拌葉轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，用于密封反應(yīng)容器的磁力 密封件、以及用于使氣體原料進(jìn)入設(shè)定路線流動(dòng)的導(dǎo)流桶；加熱裝置，用于提供所述固體物料和原料氣體反應(yīng)所需的溫度，設(shè) 置在反應(yīng)容器外部且貫通于所述反應(yīng)容器上、下部位的中空管道;該加 熱裝置包括用于混合至少一種原料氣體的混合器，用于加入氣體原料 和排除殘留氣體的管口裝置；檢測(cè)裝置，用于檢查所述反應(yīng)容器是否漏氣，該檢測(cè)裝置連接于所 述管口裝置；其中，所述導(dǎo)流桶貫通于連接所述反應(yīng)容器上部位的加熱裝置，所 述加熱裝置的部分管道設(shè)置有加熱器。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，若所述殘留氣體包括毒 性氣體，該裝置還包括'洗滌塔，用于吸收所述殘留氣體，該洗滌塔連接于所述管口裝置；以及，所述洗滌塔包含有吸收所述殘留氣體的吸收物料的流通管口，并 配置用于循環(huán)所述洗滌塔的殘留氣體的循環(huán)泵；連接于洗滌塔和管口裝置的真空裝置，該真空裝置用于抽取所述殘留氣體或排除壓縮氣體；連接于所述管口裝置和真空裝置的自動(dòng)調(diào)解固體物料和氣體原料 反應(yīng)過程中的壓力值的壓力控制系統(tǒng)。
9、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)容器還包括至少 一個(gè)用于測(cè)量所述反應(yīng)容器內(nèi)的溫度的溫度計(jì)，該溫度計(jì)固定穿射所述反應(yīng)容器；以及，至少一個(gè)用于測(cè)定氣體原料濃度或測(cè)定殘留氣體濃度的并固 定穿射所述反應(yīng)容器的濃度檢測(cè)儀；用于放置固體物料的物料盤，用于放置物料盤的貨架，以及使氣體 原料沿設(shè)定路線流動(dòng)的導(dǎo)流裝置。
10、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述循環(huán)風(fēng)道設(shè)置有 多個(gè)用于均勻混合固體物料和氣體原料的節(jié)流部件。
11、 如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述管口裝置包 括用于排除殘留氣體的排氣閥和至少一個(gè)氣體原料進(jìn)氣口；和/或，所述排氣閥連接于所述洗滌塔。
12、 如權(quán)利要求7、 8或9所述的裝置，其特征在于，所述循環(huán)風(fēng) 機(jī)還包括，位于所述磁力密封件上部，連接于所述攪拌葉，并控制攪拌 葉轉(zhuǎn)速的減速機(jī)；所述磁力密封件包括連接于所述攪拌葉的活動(dòng)軸承、以及進(jìn)行密 封所述反應(yīng)容器的填料密封、機(jī)械密封件、支撐所述磁力密封件的機(jī)架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣固反應(yīng)的方法，包括放置需要進(jìn)行反應(yīng)的固體物料至反應(yīng)容器；關(guān)閉并檢查所述反應(yīng)容器是否漏氣，若無漏氣，加入進(jìn)行反應(yīng)的氣體原料；開啟用于控制所述反應(yīng)容器內(nèi)氣體流速的循環(huán)風(fēng)機(jī)和控制所述反應(yīng)容器內(nèi)氣體溫度的加熱器，以及，設(shè)置氣固反應(yīng)需要的所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述加熱器的溫度；所述固體物料與氣體原料反應(yīng)完成后，關(guān)閉加熱器，排出殘留氣體，該方法能夠保證在高溫、高壓下反應(yīng)器內(nèi)的氣體不泄漏，且同時(shí)滿足循環(huán)過程中需要的氣體流速。
文檔編號(hào)B01J8/10GK101439277SQ20081023948
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者馮啟鳳, 張勁松, 張金剛, 勇 徐, 李致紅, 江林方 申請(qǐng)人:中昊晨光化工研究院