[发明专利]流化床反应器

说明书

技术领域：

本发明创造涉及一种氟化铝生产线上的反应设备，特别涉及一种用于干法氟化铝生产线上的反应设备。

背景技术：

氟化铝(AIF₃)是铝电解生产过程中的一种主要辅助材料(主要用于铝电解的助熔剂，调整电解槽电解质的分子比水平)，其含水量对电解铝生产和净化过程影响很大。氟化铝生产有代表性的工艺有氢氟酸——湿法工艺、氟化氢——干法工艺。干法氟化铝具有主含量高、水分低、堆积比重大的特点，特别适用于电解槽启动后降低电解质分子比。与湿法产品相比，干法氟化铝在使用中有以下优点：a、主含量在90％以上，高出湿法产品近5个百分点，杂质含量低，节约了氟化铝用量，降低了生产成本，有利于提高原铝质量。b、水分含量低，小于1.0％，远远低于湿法产品水分7.0％的水平，在电解过程中使用干法氟化铝产品，AIF3几乎不发生水解反应，其可利用的有效成份远远高于湿法产品。更为主要的是避免了使用湿法产品因氟化铝的水解造成的操作环境恶劣的状况，有利于环境保护。但传统干法氟化铝的反应器结构复杂，投资大，且反应不完全，连续性差，效率低，综合成本较高，所以开发新的干法氟化铝反应器成为该行业的发展方向。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明创造提供一种流化床反应器，使氢氧化铝和HF气体在上、下床层上能够进行连续、充分的反应，从而使反应更完全，效率更高。本发明创造的目的是通过下述技术方案实现的：流化床反应器，包括壳体(1)、层间物料出口(2)、上床层(3)、物料进口(4)、溢流管装置(5)、尾气出口(6)、上锥体(7)、人孔(8)、风帽(9)、下锥体(10)、放料口(11)、气体进口(12)、产品出口(13)、下床层(14)、层间物料进口(15)、支座(16)；壳体(1)内安装上床层(3)和下床层(14)，壳体(1)分别与上锥体(7)和下锥体(10)连接在一起，上床层(3)和下床层(14)上设有若干孔，每个孔上安装一个风帽(9)，风帽(9)上设置通气孔(17)，在下锥体(10)上安装气体进口(12)和放料口(11)；物料进口(4)和层间物料出口(2)位于上床层(3)上面，层间物料进口(15)位于上床层(3)与下床层(14)之间；尾气出口(6)位于上锥体(7)顶部，产品出口(13)位于下床层(14)上面；溢流管装置(5)穿过上床层(3)和下床层(14)固定在上锥体(7)和下锥体(10)上，人孔(8)和支座(16)安装在壳体(1)上。

本发明创造的使用说明：经过干燥的氢氧化铝粉料由给料螺旋(变频控制)从上床层上面的物料进口送入上床层内，与由气体进口进入的热HF气体接触，进行预反应。预反应生成的物料由溢流管装置流入下床层或通过层间物料出、进口送入下床层(层间物料出口可以通过外部给料螺旋与层间物料进口相连)；与HF气体再一次的接触，进行继续反应。反应后生成的氟化铝产品由产品出口排出进入冷却工段，而产生的尾气由上锥体上的尾气出口排出去吸收系统，未反应完全的氢氧化铝粉料由下锥体的放料口去循环系统。为使氢氧化铝粉料和HF气体充分接触、反应完全，达到流化状态，在上、下床层上都安装了许多风帽。

本发明创造的有益效果是：由于壳体内部设置上、下两层床层，这样可以使进来的氢氧化铝粉料先在上床层与HF气体进行预反应，反应完成后，进入下床层，未反应完全的物料在下床层与HF气体进行继续反应，使反应更完全、更充分，从而提高了反应质量。为了使物料能够顺利的进入下床层，设备内设置了溢流管装置，通过调节溢流管装置，使预反应后的物料通过溢流管进入下床层，进行继续反应。由于溢流管装置安装在壳体内，这样物料从上床层以最短的距离进入到下床层，减少了热量损失和压力损失。为在下床层进行充分反应创造了良好的条件。为了防止溢流管装置出现故障，在设备上设置了旁路装置，通过层间物料进、出口，把物料从上床层转入到下床层。避免了溢流管装置出现故障时，必须停车进行维修，能够使反应过程连续进行，从而提高了反应效率。为了防止气体穿过床层时，避免磨损床层，改变了以往床层采用Φ3的孔结构，而是在每层床层上设置风帽结构，风帽上设置若干Φ3的通气孔，这样即可以避免磨损床层，又可以使HF气体更均匀的进入床上的物料层，有利于反应完全。对于底部HF气体为了能够均匀进入床层，在进口管上开了许多孔，使气体进入设备比较分散。人孔是为了方便设备的检修。

附图说明：

图1是流化床反应器的外观示意图；

图2是流化床反应器结构示意图；

图3是上床层上的风帽布置图；

图4是风帽的结构示意图。