SCHWING流化床工艺技术
SCHWING流化床工艺技术专门用于气固反应。使用这项技术的一个核心领域是通过创新的(包括纳米级别的)粉末进行表面改性。特别是可以使用不同的反应气体(空气、氮气、氢气、氨气、二氧化碳、氧气、氩气、水(气体)等)达到最高1100°C的特性提供了多样化的新应用方法。
很多金属氧化物、催化剂、氢氧化物、硅酸盐、盐、硫酸盐、烟灰、色素和石墨可通过流化床工艺设备进行煅烧、焙烧、还原、氧化、活化、钝化、氯化、干燥、回火等。此外,气体也可以通过床层中的粉末被改变。
工艺技术应用举例
氧化
金属粉末
颜料:硅酸盐、硅酸铝
颜料:炭黑等
有机物质
催化剂
还原(H2、CO)
金属氧化物、混合氧化物
氢氧化物
硅、硅化合物
矿石、盐类:硫酸盐、碳酸盐、氯化物、草酸盐
颜料:硅酸盐、硅酸铝
有机物
催化剂
煅烧、回火
金属粉末
金属氧化物、混合氧化物
氢氧化物
水合物
矿石、盐类:硫酸盐、碳酸盐、氯化物、草酸盐
颜料 硅酸盐、硅酸铝
颜料 炭黑等
有机物质
催化剂
流化催化剂上的气-气反应
金属氧化物、混合氧化物
有机物
带有固态或气态产物的气固反应
金属粉末
金属氧化物、混合氧化物
氢氧化物
硅、硅化合物
矿石、盐类:硫酸盐、碳酸盐、氯化物、草酸盐
颜料:硅酸盐、硅酸铝
颜料:炭黑等
有机物质
催化剂
表面处理、活化、钝化
金属粉末
金属氧化物、混合氧化物
颜料:硅酸盐、硅酸铝
颜料:炭黑等
有机物质
催化剂
支持材料的化学涂层
金属粉末
金属氧化物、混合氧化物
颜料:硅酸盐、硅酸铝
颜料:炭黑等
有机物质
催化剂
冷却、干燥
物理工艺
金属粉末
金属氧化物、混合氧化物
氢氧化物
水合物
硅、硅化合物
矿石、盐类:硫酸盐、碳酸盐、氯化物、草酸盐
颜料:硅酸盐、硅酸铝
有机物
催化剂
典型产品和应用包括:
- 碳改性 → 碳化/工程材料,电池
- 石墨、烟灰 → 色素/表面改性/电池,轮胎业
- 活性炭 → 活化/解吸/水厂,化学剂清洁,服装
- 二氧化钛 → 回火/涂层/色素生产,颜料和油漆,油膏
- 催化剂 → 回收/氧化/还原
- 石英砂 → 钝化结合剂/铸造用砂
- 硅 → 煅烧/表面改性/切割肥料回收,太阳能电池,硅烷
- 二氧化硅 → 硅酸/光导体,数据传输
- 盐 → 碳酸盐/燃料电池,玻璃、陶瓷、搪瓷业
- 金属氧化物 → 回火/电工技术,电池,催化剂
- 气体/气体反应 → 催化/太阳能业,制酸
- 碳水化合物 → 原始/改性淀粉
回转窑的高效多功能替代品
流化床工艺技术是一项非常多样化的技术,通过这项技术可实施和优化大量有粉末物质参与的化学和物理过程。特别是希望气体/固体进行良好接触时,流化床技术可提供很多潜在的过程优势。 前提条件:
- 形成稳定、流化良好的床层,
- 连续或分批运行时产品流通良好,从而能够排出产品,
- 在一个结构紧凑的系统中,固体颗粒可以从废气中很好地分离出来(保留),废气可重新循环或者排放到大气中。
产品(固体颗粒)在床层中被保持在垂直的“气体流悬浮”中,从而确保最佳的工作过程。 节能最多达40%,以及大量其他优点使流化床反应器成为回转炉的理想替代品。
流化床反应器与回转炉的比较
C比较标准 | 流化床反应器 | 回转窑 |
系统结构 | 简单、标准组件 | 复杂,活动部件多 |
批量/连续运行 | 均可 | 均可 |
气体-固体接触面积 | 很高,受气体速度影响 | 低,因为只有一小部分粉末与气体直接接触 |
颗粒大小不同 | 有限 | 灵活 |
微粒排放 | 通过带有可逆流量清洁功能的集成式过滤系统加以防止 | 较低的细粒截留能力 |
气体副产品排放 | 从反应器中持续清除气态副产品,尤其有利于平衡反应 | 由于设计和较低的气速,选择性去除较少 |
固体污染物 | 没有砖砌结构 | 在直接燃烧的回转窑中,由于颗粒与回转窑内壁接触,会造成物料磨损 |
均匀的流体气体吞吐量 | 专利气体分配板可调节气体流量 | 流体气体溢流 |
流速和停留时间 | 极短的停留时间 | 停留时间一般较长 |
工艺温度控制 | 可进行非常精确的控制 | 由于系统原因,精度较低 |
传热和传质 | 理想,因为颗粒与气体直接接触 | 低,因为混合效果很差 |
温度稳定性 | 整个床面均匀 | 整个 "床层 "的温度梯度 |
加热和冷却 | 可实现快速加热和冷却 | 非常慢的系统 |
产品一致性 | 非常好 | 一致性较差 |
投资成本 | 类似,但废气处理成本较低 | 类似 |
运营成本 | 低 | 高 |
能耗 | 能源密集度较低 | 燃气和电力消耗增加 |
空间要求 | 结构紧凑 | 需要更多空间 |
人力需求 | 低 | 低 |
重装和/或拆卸 | 容易 | 容易 |