CN115569617B - 一种脉冲流化床及气体处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脉冲流化床及气体处理系统，涉及铀转化生产工艺技术领域。所述脉冲流化床包括：床体；与所述床体固定连接的气室；所述气室具有第一进气口和第二进气口；所述第一进气口通过第一通气管道与第一吹气装置连通；所述第二进气口通过第二通气管道与脉冲装置连通；其中，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口向所述床体吹入第二气体，所述第二气体为脉冲气流。本发明的方案使得通入流化床的气体能够与脉冲流化床内的物料充分接触，提高了通入气体的利用率，降低了生产成本。

Description

一种脉冲流化床及气体处理系统

技术领域

本发明涉及铀转化生产工艺技术领域，特别是指一种脉冲流化床及气体处理系统。

背景技术

在我国铀纯化转化生产过程中，四氟化铀物料通过氟化工艺制备六氟化铀。氟化工艺是六氟化铀制备的核心关键工艺，具体指四氟化铀在流化床反应器中与氟气反应生成六氟化铀，在六氟化铀制备过程中，传统流化床容易出现沟流、死区和局部过热的问题；同时在六氟化铀制备过程中，为促进四氟化铀充分反应，降低氟化工艺成渣率，需保证氟气一定的过剩量，使得尾气中的氟气含量较高。目前国内主要采取炭化炉木炭燃烧的方式处理过剩的氟气，虽然也研发出了卧式搅拌炉用于氟气回收利用，但该装置存在搅拌轴位置密封性差、系统运行稳定性不佳以及氟气利用率低等问题，同时与氟化生产系统匹配性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种脉冲流化床及气体处理系统，实现了脉冲流化床内的物料与通入气体的充分接触，提高了通入气体的利用率，降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明的实施例提供一种脉冲流化床，包括：

床体；

与所述床体固定连接的气室；所述气室具有第一进气口和第二进气口；

所述第一进气口通过第一通气管道与第一吹气装置连通；

所述第二进气口通过第二通气管道与脉冲装置连通；

其中，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口向所述床体吹入第二气体，所述第二气体为脉冲气流。

可选的，所述床体包括：

一体成型的反应段和扩大段；

所述反应段位于所述扩大段的下方，所述气室与所述反应段连通。

可选的，所述反应段具有第一进料口和第一出料口；

所述第一进料口与进料螺旋输送器连通；

所述第一出料口与出料螺旋输送器连通。

可选的，所述扩大段内设有多个除尘装置。

可选的，所述反应段设置有第一法兰盘，所述气室设置有第二法兰盘；

所述气室与所述反应段通过第一法兰盘和第二法兰盘固定连接。

可选的，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘之间设置有分布板，所述分布板上设置有多个均匀分布的透气孔。

可选的，所述扩大段上设置有扩大段封头，所述扩大段封头与所述扩大段密封连接，且所述扩大段封头上设置有尾气出口管。

本发明的实施例还提供一种气体处理系统，包括：

进料螺旋输送器；

出料螺旋输送器以及脉冲流化床；

所述脉冲流化床包括：床体；

与所述床体固定连接的气室；所述气室具有第一进气口和第二进气口；

所述第一进气口通过第一通气管道与第一吹气装置连通；

所述第二进气口通过第二通气管道与脉冲装置连通；

其中，所述进料螺旋输送器向所述床体输送物料，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口向所述床体吹入第二气体，所述第二气体为脉冲气流，以使得所述床体内的物料和所述第二气体在所述床体内反应。

可选的，所述气体处理系统，还包括：

弹簧箱，所述弹簧箱与所述出料螺送器的进料端固定连接；

导管，所述导管的第一端与所述床体固定连接，且与所述第一出料口连通，所述导管的第二端与所述弹簧箱滑动连接。

可选的，所述气体处理系统，还包括：出料料斗，所述出料料斗设置在所述出料螺旋输送器的下方，且与所述出料螺旋输送器的出料端连通。

本发明的上述技术方案至少具有以下技术效果：

所述的脉冲流化床包括：床体；与所述床体固定连接的气室；所述气室具有第一进气口和第二进气口；所述第一进气口通过第一通气管道与第一吹气装置连通；所述第二进气口通过第二通气管道与脉冲装置连通；其中，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口向所述床体吹入第二气体，所述第二气体为脉冲气流。解决了传统流化床容易出现沟流、死区和局部过热的问题，使得通入流化床的气体能够与脉冲流化床内的物料充分接触，提高了通入气体的利用率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的气体处理系统的结构示意图；

图2是本发明的脉冲流化床的结构示意图；

图3是本发明的脉冲流化床的床体与气室的连接处的结构示意图。

附图标记说明：

11、反应段；12、扩大段；13、第一进料口；14、第一出料口；15、第一法兰盘；16、温度测量装置；21、除尘装置；22、扩大段封头；3、气室；31、第一进气口；32、第二进气口；33、第二法兰盘；4、分布板；5、进料螺旋输送器；51、进料料斗；6、出料螺旋输送器；61、弹簧箱；7、导管；8、出料料斗。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1至图3所示，本发明的实施例提出一种脉冲流化床，包括：

床体；

与所述床体固定连接的气室3；所述气室3具有第一进气口31和第二进气口32；

所述第一进气口31通过第一通气管道与第一吹气装置连通；

所述第二进气口32通过第二通气管道与脉冲装置连通；

其中，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口31向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口32向所述床体吹入第二气体，所述第二气体为脉冲气流。

本实施例中，所述气室3为圆锥体结构，所述气室3的底部与所述床体固定连接且连通，第一进气口31设置在所述气室3的顶部，所述第二进气口32设置在所述气室3的侧壁上，所述第一进气口31通入的第一气体是惰性气体，不与物料反应，所述第二进气口32通入的第二气体是需要与物料反应的反应气体；所述第一吹气装置主要用于给脉冲流化床的床体内提供持续稳定的气流，所述第一吹气装置通过第一气体使得所述脉冲流化床工作期间能一直保持流化态；所述脉冲装置通过第二气体为脉冲流化床提供脉冲气流，并周期性的作用于脉冲流化床，实现脉冲流化床的脉冲特性，使得脉冲流化床的床体内的物料能够在脉冲作用下翻滚流动，防止脉冲流化床出现沟流、死区和局部过热的情况。

该实施例中，所述脉冲装置主要通过间接性的控制第二通气管道内气流的通断，使得所述第二气体以脉冲气流的形式吹入所述床体中，所述脉冲装置可以是由PLC控制的脉冲电磁阀，所述脉冲电磁阀安装在第二通气管道内，然后通过PLC控制脉冲电磁阀的开和关，从而使得所述第二气体以脉冲气流形式进入到脉冲流化床的床体中，同时还可通过脉冲电磁阀控制气流的大小和脉冲频次，产生矩形波脉冲与正弦波脉冲两种脉冲波形，可根据实际需求进行调整优化。

该实施例中，所述脉冲流化床工作时，所述第一吹气装置向所述床体内吹入第一气体，使得所述床体内的物料持续保持流化态，所述脉冲装置则周期性的向床体内提供脉冲形式的第二气体，使物料能够在脉冲作用下翻滚流动，同时在翻滚过程中与所述第二气体充分接触反应，从而使得所述脉冲流化床即解决了普通流化床出现沟流、死区和局部过热的问题，同时还提高了第二气体的利用率，降低了生产成本。

本发明的一个可选的实施例中，所述床体包括：

一体成型的反应段11和扩大段12；

所述反应段11位于所述扩大段12的下方，所述气室3与所述反应段11连通。

所述扩大段12内设有多个除尘装置21。

所述扩大段12上设置有扩大段封头22，所述扩大段封头22与所述扩大段12密封连接，且所述扩大段封头22上设置有尾气出口管。

本实施例中，所述扩大段封头22主要用于对扩大段12的顶部进行密封；所述物料和通入的第二气体在所述反应段11内反应，反应后的剩余气体则和第一气体一起进入到除尘装置21中进行除尘处理，然后通过扩大段封头22上的尾气出口管排出，所述除尘装置21主要用于防止物料颗粒通过扩大段封头22上的尾气出口管排出。

本发明的一个可选的实施例中，所述反应段11、扩大段12以及气室3均为蒙乃尔400材质。

如图1所示，本发明的一个可选的实施例中，所述反应段11具有第一进料口13和第一出料口14；

所述第一进料口13与进料螺旋输送器5连通；

所述第一出料口14与出料螺旋输送器6连通。

本实施例中，所述进料螺旋输送器5通过第一进料口13将物料送入所述反应段11内，所述物料在反应后通过第一出料口14流入出料螺旋输送器6中，通过出料螺旋输送器6流出。

如图3所示，本发明的一个可选的实施例中，所述反应段11设置有第一法兰盘15，所述气室3设置有第二法兰盘33；

所述气室3与所述反应段11通过第一法兰盘15和第二法兰盘33固定连接。

所述第一法兰盘15和所述第二法兰盘33之间设置有分布板4，所述分布板4上设置有多个均匀分布的透气孔。

本实施例中，所述第一法兰盘15和所述第二法兰盘33通过螺栓进行密封固定连接，所述分布板4通过第一法兰盘15和所述第二法兰盘33固定在所述反应段11和所述气室3之间，所述分布板4采用蒙乃尔丝网分布板，所述分布板4主要用于防止床体内的物料进入所述气室3内堵塞第二进气口32，同时所述第一进气口31的持续进气也能避免所述分布板4上的透气孔被床体内的物料堵塞；所述分布板4上的多个均匀分布的透气孔能够使得吹入气室3内的气体能够分成多股，并均匀的吹入床体中，使得床体内的物料能够与吹入的反应气体接触更充分，从而能够使得反应气体与所述物料充分反应，同时加快了反应速度。

本发明的一个可选的实施例中，所述床体上还设置有多个温度测量装置16，用于实时检测床体温度。

如图1所示，本发明的实施例提出一种气体处理系统，包括：

进料螺旋输送器5；

出料螺旋输送器6以及脉冲流化床；

所述脉冲流化床包括：床体；

与所述床体固定连接的气室3；所述气室3具有第一进气口31和第二进气口32；

所述第一进气口31通过第一通气管道与第一吹气装置连通；

所述第二进气口32通过第二通气管道与脉冲装置连通；

其中，所述进料螺旋输送器5向所述床体输送物料，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口31向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口32向所述床体吹入第二气体，所述第二气体为脉冲气流，以使得所述床体内的物料和所述第二气体在所述床体内反应。

本实施例中，所述脉冲流化床为上述任一项所述的脉冲流化床，所述进料螺旋输送器5的出料端与所述第一进料通道13密封连通，且所述进料螺旋输送器5的螺旋部分伸入床体约50mm；所述出料螺旋输送器6位于所述脉冲流化床的下方，且所述出料螺旋输送器6的进料端与所述脉冲流化床的第一出料通道14密封连通。

本发明的一个可选的实施例中，所述进料螺旋输送器5上设置有用于存放物料的进料料斗51，所述进料料斗51与所述进料螺旋输送器5的进料口连通。

本发明的一个可选的实施例中，所述气体处理系统，还包括：

弹簧箱61，所述弹簧箱61与所述出料螺送器6的进料端固定连接；

导管7，所述导管7的第一端与所述床体固定连接，且与所述第一出料口14连通，所述导管7的第二端与所述弹簧箱61滑动连接。

本实施例中，所述弹簧箱61和导管7的设计使得所述脉冲流化床在工作过程中出现抖动时，从第一出料口14流出的物料依旧能够不受影响的进入到所述出料螺送器6内。

本发明的一个可选的实施例中，所述气体处理系统，还包括：出料料斗8，所述出料料斗8设置在所述出料螺旋输送器6的下方，且与所述出料螺旋输送器6的出料端连通。

本实施例所述的气体处理系统可运用于四氟化铀氟化工艺的尾气处理过程中，使用时第一气体可选用氮气，所述第二气体为需要处理的尾气，物料则为四氟化铀，使用时，首先向所述床体中通入第一气体，然后通过进料螺旋输送器5将物料输送到反应段11中，同时打开脉冲装置，将第二气体以脉冲形式通入床体中，使得所述第二气体与所述物料能够在所述反应段11内充分反应，反应后剩余气体则与第一气体一起通过所述扩大段封头22上的尾气出口管排出，反应后的物料则是通过所述第一出料口14和导管7流入到弹簧箱61中，并通过弹簧箱61进入到出料螺旋输送器6中，最后通过出料螺旋输送器6流入到出料料斗8中进行回收。

本发明所述气体处理系统运用与四氟化铀氟化工艺的尾气处理过程中时，能够实现在密封情况下对四氟化铀氟化工艺的尾气再利用，同时还提高了尾气中的氟气的利用率，降低了生产成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种脉冲流化床，其特征在于，包括：

床体；

与所述床体固定连接的气室（3）；所述气室（3）具有第一进气口（31）和第二进气口（32）；

所述第一进气口（31）通过第一通气管道与第一吹气装置连通；

所述第二进气口（32）通过第二通气管道与脉冲装置连通；

其中，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口（31）向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口（32）周期性的向所述床体吹入脉冲形式的第二气体，所述第二气体为脉冲气流；

其中，所述第一气体是惰性气体，第二气体为反应气体；

其中，所述床体包括：

一体成型的反应段（11）和扩大段（12）；

所述反应段（11）位于所述扩大段（12）的下方，所述气室（3）与所述反应段（11）连通；

其中，所述反应段（11）设置有第一法兰盘（15），所述气室（3）设置有第二法兰盘（33）；

所述气室（3）与所述反应段（11）通过第一法兰盘（15）和第二法兰盘（33）固定连接；

其中，所述第一法兰盘（15）和所述第二法兰盘（33）之间设置有分布板（4），所述分布板（4）上设置有多个均匀分布的透气孔；

所述床体上设置有多个温度测量装置（16），用于实时检测床体温度。

2.根据权利要求1所述的脉冲流化床，其特征在于，所述反应段（11）具有第一进料口（13）和第一出料口（14）；

所述第一进料口（13）与进料螺旋输送器（5）连通；

所述第一出料口（14）与出料螺旋输送器（6）连通。

3.根据权利要求1所述的脉冲流化床，其特征在于，所述扩大段（12）内设有多个除尘装置（21）。

4.根据权利要求1所述的脉冲流化床，其特征在于，所述扩大段（12）上设置有扩大段封头（22），所述扩大段封头（22）与所述扩大段（12）密封连接，且所述扩大段封头（22）上设置有尾气出口管。

5.一种气体处理系统，其特征在于，包括：

进料螺旋输送器（5）；

出料螺旋输送器（6）以及脉冲流化床；

所述脉冲流化床包括：床体；

与所述床体固定连接的气室（3）；所述气室（3）具有第一进气口（31）和第二进气口（32）；

所述第一进气口（31）通过第一通气管道与第一吹气装置连通；

所述第二进气口（32）通过第二通气管道与脉冲装置连通；

其中，所述进料螺旋输送器（5）向所述床体输送物料，所述第一吹气装置通过所述第一通气管道和所述第一进气口（31）向所述床体吹入第一气体时，所述脉冲装置通过所述第二通气管道和所述第二进气口（32）周期性的向所述床体吹入脉冲形式的第二气体，所述第二气体为脉冲气流，以使得所述床体内的物料和所述第二气体在所述床体内反应；

其中，所述第一气体是惰性气体，第二气体为反应气体；

其中，所述床体包括：

一体成型的反应段（11）和扩大段（12）；

所述反应段（11）位于所述扩大段（12）的下方，所述气室（3）与所述反应段（11）连通；

其中，所述反应段（11）设置有第一法兰盘（15），所述气室（3）设置有第二法兰盘（33）；

所述气室（3）与所述反应段（11）通过第一法兰盘（15）和第二法兰盘（33）固定连接；

其中，所述第一法兰盘（15）和所述第二法兰盘（33）之间设置有分布板（4），所述分布板（4）上设置有多个均匀分布的透气孔；

所述床体上设置有多个温度测量装置（16），用于实时检测床体温度。

6.根据权利要求5所述的气体处理系统，其特征在于，还包括：

弹簧箱（61），所述弹簧箱（61）与所述出料螺输送器（6）的进料端固定连接；

导管（7），所述导管（7）的第一端与所述床体固定连接，且与第一出料口（14）连通，所述导管（7）的第二端与所述弹簧箱（61）滑动连接。

7.根据权利要求5所述的气体处理系统，其特征在于，还包括：出料料斗（8），所述出料料斗（8）设置在所述出料螺旋输送器（6）的下方，且与所述出料螺旋输送器（6）的出料端连通。