旋转圆柱形反应器中的反应块的内部回混系统的制作方法 专利技术说明

物理化学装置的制造及其应用技术1.本发明涉及一种用于回混反应块(reagent mass)的系统。具体地，本发明涉及一种用于在旋转圆柱形反应器中对反应块进行回混的系统。背景技术：2.旋转圆柱形反应器最常见的应用包括有机物质和食物的干燥、生物质和食物的焙烧、生物质的热解、以及矿物煤的热处理。一般来说，这些工艺试图改进旋转圆柱形反应器的特性，使其具有与固体产物质量相关的尽可能高的生产率。3.生物质的热解过程包括干燥的初步吸热反应(通常达到180℃)然后焙烧(通常达到340℃)。随后在350℃左右发生非常强烈的放热化学反应，其特征是反应体系的质量损失明显，并且固体产物(生物炭)的化学结构发生巨大的转变。4.在热解过程中，生物质中的有机物质在无氧条件下通过加热进行热化学分解，从而产生具有高碳含量的产物。产物的特性，它们在气相、液相和固相中的相对比例，以及该过程所需的能量取决于若干个因素，这些因素诸如为前体生物质和反应气氛的性质、压力、反应气体的拖拽速率、温度、加热速率和颗粒大小。5.反应气体的压力和拖拽速率对反应气体与固体基质产物(生物炭)的重新结合的过程具有影响，该过程称为化学气相沉积。6.温度、加热速率和颗粒大小对从外部介质到生物质颗粒内部的整体热传递速率具有影响，并且因而对该过程的生产率具有影响。7.考虑到生物质热解过程具有吸热的初始阶段和放热的最终阶段的热力学演变，并且考虑到实现高产量旋转反应器的目标，旋转圆柱形反应器的设计者所追求的主要目标是将最终阶段反应块的一部分与在初始加工阶段引入反应器中的反应块进行混合的方式。8.在旋转圆柱形反应器中，进行这种混合的一种方式是通过反应器外部的螺旋传送机。旋转圆柱形反应器的排出口处的固体产物将被分割，并且一部分将通过封闭的螺旋传送机返回并重新注入到旋转圆柱形反应器的进料中。然而，这是一个复杂的系统，因为反应块的温度约为400℃或更高，并且该产物不能与大气接触。9.本发明旨在以一种实用且有效的方式解决上述问题。技术实现要素：10.本发明的第一个目的是提供一种旋转圆柱形反应器中的反应块的内部回混系统，该系统允许将反应器的更高级阶段中的一部分反应块与前一加工阶段中的另一部分反应块混合，从而使反应块的温度均匀化并且提高反应器的生产率。11.本发明的第二个目的是提供一种旋转圆柱形反应器的反应块的内部回混系统，该系统不需要用于移动所述反应块的外部系统，从而大大简化了反应器的设计。12.为了实现上述目的，本发明提供了一种旋转圆柱形反应器中的反应块的内部回混系统，该系统包括(i)适于在第一方向上拖拽反应块的第一组拖拽翼片，以及(ii)适于在与第一方向相反的第二方向上拖拽反应块的第二组拖拽翼片，其中，所述第一组拖拽翼片和所述第二组拖拽翼片沿着所述圆柱形旋转反应器的长度在内部定位。附图说明13.下面呈现的详细描述参考了附图及其相应的附图标记。14.图1示出了包括根据本发明的优选实施例的回混系统的圆柱形反应器的侧面剖视图。15.图2示出了旋转圆柱形反应器的内侧的平面图。具体实施方式16.初步地，需要强调的是，下面的描述将基于本发明的优选实施例。然而，对于本领域技术人员将明显的是，本发明并不局限于这些特定实施例。17.本发明通过提供一种用于在旋转圆柱形反应器2中对反应块进行内部回混的系统来解决上述技术问题。仅为了该描述的目的，旋转圆柱形反应器2被限定为在其端部处具有开口的圆柱形旋转体。18.根据图1和图2中所示的优选实施例，本发明的系统包括：第一组拖拽翼片27，该第一组拖拽翼片27适于在第一方向上拖拽反应块；以及第二组拖拽翼片28，该第二组拖拽翼片28适于在与第一方向相反的第二方向上拖拽反应块，其中第一组拖拽翼片27和第二组拖拽翼片28沿着旋转圆柱形反应器2的长度在内部定位。19.如图1的侧面剖视图所示，第一组拖拽翼片27和第二组拖拽翼片28中的拖拽翼片优选为金属片材，其高度通常对应于旋转圆柱形反应器2的直径的约十分之一。20.优选地，第一组拖拽翼片27和第二组拖拽翼片28中的拖拽翼片通过焊接附接到旋转圆柱形反应器2的内侧。然而，这些翼片可以通过本领域中已知的任何附接方法附接到旋转圆柱形反应器2的内侧。21.图2示出旋转圆柱形反应器2的侧面的内表面的平面图。在圆柱形形式中，点a与点a'相重合，点b与点b'相重合。在实际上由制造平面组成的该示例中，旋转圆柱形反应器2的内侧板沿其长度分为36个区段，沿其宽度分为8个区段。值得指出的是，这种分段仅仅是示例性的和说明性的，从而其他配置可以由熟悉本领域的技术人员来进行。22.在本示例中，旋转圆柱形反应器2的长度和直径分别为l和d；沿着平面侧的长度和宽度的虚线数分别为n和m；并且翼片是相对于纵向线a、b、c、d、e、f、g、h倾斜的安装板。推进器翼片的倾斜度描述了相对于这些纵向线的角度α，使得其中x和y是每个部段的尺寸，如图2所示。考虑到和因此翼片的倾斜度可以写成：[0023][0024]图2中的平面图还示出了沿着纵向线a、b、c、d、e、f、g、h布置的不同组的拖拽翼片27、28，所述组的拖拽翼片27、28彼此相邻并平行于圆柱形旋转反应器2的纵向轴线。第一组拖拽翼片27适于将反应块从进料口拖拽到出口(从左到右)。第二组拖拽翼片28继而适于将反应块从出口拖拽到进料口(从右到左)。显然，由于最终目标是所有进入进料口的反应块都在出口处被处理，因此第一组翼片27与反应块接触的翼片的总面积大于第二组翼片28的总面积。举例来说，这可以以与第二组拖拽翼片28相比第一组拖拽翼片27中的翼片数量更多的形式来实现。另选地，还存在一种可能性，即：两组的翼片数量相同，但是第一组拖拽翼片27的翼片比第二组拖拽翼片28的翼片的长度和/或宽度更大。[0025]在第一组拽动翼片27中的翼片数量较多的实现方式中，携带反应块向前(从进料口到出口)的翼片数量始终大于携带反应块向后的翼片数量。例如，对于旋转圆柱形反应器2中的每八(8)个翼片，六(6)个翼片可以属于第一组拖动翼片27，而两(2)个翼片属于第二组拖拽翼片28。在这种情况下，有效地，有6(六)个翼片用于向前携带材料，而其他2(两)个翼片执行反应块的回混的工作，从而使得在较高级反应(较热)阶段的部分的反应块与在前一反应(较冷)阶段的部分反应块混合。[0026]翼片在竖直带中的分布沿着旋转圆柱形反应器2的整个内部长度重复，从而产生反应块的向前拖拽串，其中翼片的规则部段将最热的反应块带到后面。这种布置包括促进反应块的热交换的方式，使得旋转圆柱形反应器2的生产率得以提高。[0027]因此，如上所示，本发明提供了一种在旋转圆柱形反应器中对反应块进行内部回混的系统，该系统允许将反应器的较高级阶段中的一部分反应块与前一加工阶段中的另一部分反应块混合，从而使反应块的温度均匀化并且提高反应器的生产率。因此，本系统不需要用于移动所述反应块的外部系统，从而大大简化了反应器的设计。[0028]影响本请求的保护范围的众多变化也是允许的。因此，要强调的是，本发明不限于上述的特定配置/具体示例。









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