本技术涉及一种旋流式颗粒环流耦合反应器、流化床及颗粒环流耦合方法,流化床包括旋流式颗粒环流耦合反应器、气固分离装置和储料罐,旋流式颗粒环流耦合反应器内的射流管组采用切向进气,在环流段底部壁面附近区域形成多股高速的切向旋转气流,能够加强环流段底部的微纳颗粒湍动程度,破坏物料堆积,从而破坏底部粘性堆积,使更多的微纳颗粒参与到环流流动中,提高环流段底部微纳颗粒分布均匀性和流化质量,解决微纳颗粒在流化床底部存在流化死区的问题,实现了微纳颗粒连续、循环流态化和处理。
背景技术
微纳颗粒通常是指平均粒径为1 nm~1000 um的Geldart C类颗粒,与一般颗粒相比,由数目较少的原子或分子组成的固体颗粒,其原子或分子在热力学上处于亚稳定状态,由于表面效应和体积效应,使得微纳颗粒在保持原物质化学性质的同时,在磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化和熔点等方面表现出毫米级材料所不具备的诸多优异性能,被广泛应用在化工、储能、医药、电催化、环境保护、农业生产、信息电子、生物工程等诸多领域。
流态化技术是处理工业过程中固体颗粒与气液相之间的混合、传质、传热及化学反应的多相流技术,是颗粒和粉体的制备、加工、改性、输送以及改善催化反应的有效手段。利用流化床将颗粒悬浮于流体中并使其激烈运动,进而使颗粒产生类似液体的自由流动性,从而大大强化物质的扩散过程,提高反应速率。但随着颗粒粒径的减小,颗粒间作用力明显增加,颗粒之间强烈的相互吸引作用使得微纳颗粒在流化时容易发生团聚和沟流等不理想的流化现象,从而造成颗粒在流化床底部堆积,存在流化死区,难以实现连续平稳流化。
实现思路