專利名稱：用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及干化、氣體的捕捉與釋放、石油化工能源形式和化工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，尤其涉及一種用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
物質(zhì)一般有氣、固、液三相。在工業(yè)化中，有時(shí)需要將固液混合物變?yōu)闅庖夯旌衔?，分離出固相，如污泥干化；有時(shí)需要?dú)庀嗷蛞合嘀械哪撤N成份的提純，如二氧化碳的吸附和釋放；有時(shí)也需要將固體能源、液體能源、氣體能源轉(zhuǎn)化為其它相形式的能源，如將油泥(固相)轉(zhuǎn)化為碳(固相)、可燃?xì)怏w(氣相)、燃料油(液相)?，F(xiàn)有工業(yè)的變相方法，如污泥干化中采用的加溫烘干變相法；二氧化碳捕捉、釋放中采用的塔式的吸附與釋放方法；油頁(yè)巖煉油和原油煉油中采用的浮騰床和流化床的形式變相法，這些方法成本高，量小，連續(xù)化能力弱，且功能單一。所以工業(yè)化急需一種快速、量大、均勻度高、連續(xù)化強(qiáng)而價(jià)格低廉的綜合變相工業(yè)化設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)精心研制和苦心鉆研，提供一種適合于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，且氣、固、液之間變相時(shí)間短、均勻度高、設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低的用于氣、固、液之間的變相分尚設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備，包括拉伐爾噴射裝置、細(xì)脈沖管和粗脈沖管、分離裝置，其在于分離裝置前部設(shè)有拉伐爾噴射裝置；拉伐爾噴射裝置與分離裝置之間至少設(shè)有一組脈沖裝置和變相裝置；拉伐爾噴射裝置遠(yuǎn)離脈沖裝置一端設(shè)有氣或液入口 ；所述的脈沖裝置由至少一組細(xì)脈沖管和粗脈沖管相連組成；所述的細(xì)脈沖管或粗脈沖管外壁的適配位置上設(shè)有固或液入口 ；拉伐爾噴射裝置的出口與脈沖裝置的細(xì)脈沖管入口相連，脈沖裝置的粗脈沖管出口與變相裝置的入口相連，變相裝置的出口與分離裝置的入口相連，所述的變相裝置由內(nèi)空的外殼構(gòu)成，該外殼從入口端到出口端為中段呈等粗狀，從中段到入口和出口兩端均呈逐漸收口狀，所述的外殼內(nèi)部從中段的適配位置到入口端的適配位置設(shè)有水滴狀封閉耐磨空錐體；該耐磨空錐體外壁與外殼的內(nèi)壁通過(guò)固定板沿周邊固連。所述的相連采用法蘭連接形式。所述的拉伐爾噴射裝置由內(nèi)空的殼體構(gòu)成，該殼體從氣或液入口端到出口端為前段呈等粗狀，后段呈逐漸收口狀，所述的殼體內(nèi)的前段適配位置上設(shè)有穩(wěn)流板；該穩(wěn)流板通過(guò)支撐座沿周邊與殼體的內(nèi)壁固連，所述的穩(wěn)流板上沿周向均布設(shè)有若干通孔。所述的分離裝置至少由一個(gè)旋風(fēng)分離裝置構(gòu)成，該旋風(fēng)分離裝置上端為氣體出口，該旋風(fēng)分離裝置下端為固體出口。所述的變相裝置與脈沖裝置和分離裝置之間還可設(shè)有細(xì)脈沖管。[0011]本實(shí)用新型的功能原理在于I)加料方式根據(jù)裝置結(jié)構(gòu)，氣體原料或液體原料加溫后形成的氣體從拉伐爾噴射裝置的氣或液入口進(jìn)入，液體、固體原料還可從細(xì)脈沖管或粗脈沖管的固或液入口進(jìn)入，所進(jìn)原料的氣體與液體或液體與固體之間的體積流量比，至少為200 1 ;若固體原料太大，需要破碎，固體原料大小需小于5毫米直徑。2)動(dòng)能加速功能原理氣體原料或空氣經(jīng)過(guò)增壓達(dá)O. 6MPa IMPa后進(jìn)入產(chǎn)生高速氣流的拉伐爾噴射裝置，出口形成高速氣流，可形成相當(dāng)于12級(jí)臺(tái)風(fēng)以上風(fēng)速，達(dá)15米/秒 60米/秒，然后進(jìn)入脈沖裝置的細(xì)脈沖管和粗脈沖管，形成氣流與更相原料的混合包。3 )破相均化功能原理從高效的拉伐爾噴射裝置的氣、液入口或從細(xì)脈沖管、粗脈沖管的固、液入口進(jìn)入設(shè)備的固相或固、液相進(jìn)行破相均化。經(jīng)過(guò)細(xì)脈沖管和粗脈沖管的原料先后由收斂和擴(kuò)張過(guò)渡形式進(jìn)入變相裝置。如固體原料還需用高壓擠壓機(jī)打入脈沖裝置，固體原料正面受到拉伐爾出口產(chǎn)生氣體的極大壓強(qiáng)和空氣滯止溫度的加溫，側(cè)面受到 極大徑向擾動(dòng)和空氣撞擊，后面又受到極大的負(fù)壓真空狀，這就破壞了固體原料孢子毛細(xì)管含水體系。這樣經(jīng)過(guò)細(xì)脈沖管、粗脈沖管的反復(fù)收斂和擴(kuò)張，可達(dá)到很高的破碎度，從而完成破相均化功能。本實(shí)用新型的脈沖裝置屬于氣流干燥機(jī)的一種形式。根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P2-416介紹，其優(yōu)點(diǎn)在于干燥強(qiáng)度大、時(shí)間短，一般在幾秒鐘內(nèi)完成水分蒸發(fā)，又稱為閃蒸，熱效率高(60 75%)，設(shè)備簡(jiǎn)單，處理量大，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，處理濕物料一個(gè)循環(huán)的含濕量可在10 40%之間。操作溫度從常溫 600°C，干燥時(shí)間為O. 5 2秒，管內(nèi)氣體流速10 35米/秒，體積傳熱膜系數(shù)8400 25000kj/ (m3*h*°C ),全系統(tǒng)的壓降3500Pa。本實(shí)用新型采用的細(xì)脈沖管與粗脈沖管直徑比為I :2，管徑的流速為28.3米/秒。4)變相功能原理破相均化后的混合相，進(jìn)入三相變相裝置，水滴狀耐磨空錐體，迎面錐形的氣、液、固經(jīng)過(guò)錐形面時(shí)摩擦阻力不同，很快就形成氣包水(霧狀)和單純固體混合氣流，從而完成變相工序。純相功能是變相功能的一種。5)分離功能原理經(jīng)過(guò)氣固旋風(fēng)分離裝置氣液(霧)，霧由旋風(fēng)分離裝置口向上排除，固相由旋風(fēng)分離裝置口向下排除。如需氣液分離再設(shè)氣液旋風(fēng)分離裝置分離或油水分離裝置。本實(shí)用新型選取CLK擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器，風(fēng)量來(lái)程以G總/365X24選??；
_ Cjfto XIO回程^2——選??；
365x24 參考《化工工藝手冊(cè)》下冊(cè)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)效果如下I.變相時(shí)間短由于變相是在高速流動(dòng)中產(chǎn)生的，通過(guò)變相裝置可在O. I I秒鐘完成氣、固、液之間的變相。2.大流量拉伐爾噴射裝置形成的大流量，很適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可以接收數(shù)十噸或數(shù)百噸原料。如需每年產(chǎn)油100萬(wàn)噸，則每秒輸入液體原料100kg。3.設(shè)備簡(jiǎn)單由四個(gè)基本裝置組成。4.應(yīng)用廣泛輸入原料氣、液、固均可以變?yōu)樾枰囊合?、固相和氣相成品。[0027]5.成本低本實(shí)用新型由于采用氣體流動(dòng)變相，摩擦阻力小耗能少，一般為浮騰床或流化床價(jià)格的1/5 1/10，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

圖I是本實(shí)用新型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型設(shè)備的拉伐爾噴射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型圖2的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型設(shè)備的脈沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型設(shè)備的變相裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型圖5的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是應(yīng)用例I污泥干化設(shè)備的組成示意框圖；圖8是應(yīng)用例2 二氧化碳的捕捉、釋放設(shè)備的組成示意框圖；圖9是應(yīng)用例3生物質(zhì)煉油設(shè)備的組成示意框圖。圖中主要零件氣或液入口 1，拉伐爾噴射裝置2，細(xì)脈沖管3，粗脈沖管4，變相裝置5，分離裝置6，固體出口 7，氣體出口 8，脈沖裝置9，固或液入口 10，穩(wěn)流板11，支撐座12，殼體13,固定板14,外殼15,耐磨空錐體16。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不受具體的實(shí)施例所限制，以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。另外，以不違背本實(shí)用新型技術(shù)方案的前提下，對(duì)本實(shí)用新型所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。實(shí)施例I用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備，包括拉伐爾噴射裝置2、細(xì)脈沖管3和粗脈沖管4、分離裝置6，其分離裝置6前部設(shè)有為變相提供動(dòng)能條件的拉伐爾噴射裝置3 ;拉伐爾噴射裝置2與分離裝置6之間設(shè)有兩組脈沖裝置9和變相裝置5 ;拉伐爾噴射裝置2遠(yuǎn)離脈沖裝置9 一端設(shè)有氣或液入口 I ;脈沖裝置9由一組細(xì)脈沖管3和粗脈沖管4相連組成，它們之間用椎體實(shí)行過(guò)渡，是完成破相的裝置；細(xì)脈沖管3或粗脈沖管4外壁的適配位置上設(shè)有固或液入口 10 ;拉伐爾噴射裝置2的出口與脈沖裝置9的細(xì)脈沖管3入口相連，脈沖裝置9的粗脈沖管4出口與變相裝置5的入口相連，變相裝置5的出口與分離裝置6的入口相連，作為完成新相的變相裝置5由內(nèi)空的外殼15構(gòu)成，該外殼15從入口端到出口端為中段呈等粗狀，從中段到入口和出口兩端均呈逐漸收口狀，外殼15內(nèi)部從中段的適配位置到入口端的適配位置設(shè)有水滴狀封閉耐磨空錐體16 ;該耐磨空錐體16外壁通過(guò)四個(gè)固定板14沿周邊與外殼15的內(nèi)壁固連。所述的相連采用法蘭連接形式。所述的拉伐爾噴射裝置2由內(nèi)空的殼體13構(gòu)成，該殼體13從氣或液入口 I端到出口端為前段呈等粗狀，后段呈逐漸收口狀，殼體13內(nèi)的前段適配位置上設(shè)有穩(wěn)流板11 ；該穩(wěn)流板11通過(guò)支撐座12沿周邊與殼體13的內(nèi)壁固連，該穩(wěn)流板11上沿周向均勻設(shè)有若干通孔。[0043]所述的分離裝置6是剝離新相成份的裝置由兩個(gè)旋風(fēng)分離裝置構(gòu)成，該旋風(fēng)分離裝置上端為氣體出口 8，該旋風(fēng)分離裝置下端為固體出口 7。所述的變相裝置5與脈沖裝置9和分離裝置6之間還設(shè)可有脈沖管。所述的氣或液入口 I、固或液入口 10,需達(dá)到所進(jìn)入的原料氣體與液體或液體與固體之間的體積流量比，至少為200 1 ;若固體原料太大，需要破碎，固體原料大小需小于5暈米直徑。本實(shí)用新型的用于氣、固、液之間變相分離設(shè)備在氣、固、液之間變相中的應(yīng)用，具體應(yīng)用例如下應(yīng)用例I如圖7所示為年處理濕污泥2. 5 3萬(wàn)噸污泥干化設(shè)備(已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化)， 污泥干化設(shè)備，由壓縮機(jī)、穩(wěn)壓罐、轉(zhuǎn)接器、本實(shí)用新型設(shè)備、脈沖干燥塔和輸送帶組成。首先濕污泥通過(guò)帶壓的擠壓機(jī)將濕污泥擠入細(xì)脈沖管的固或液入口內(nèi)。由本實(shí)用新型拉伐爾噴射裝置的高速氣流，濕污泥被干燥，經(jīng)過(guò)細(xì)脈沖管和粗脈沖管的濕污泥先后由收斂和擴(kuò)張過(guò)渡形式進(jìn)行破相均化后進(jìn)入變相裝置，經(jīng)過(guò)變相裝置形成霧(帶水)和干污泥，它們進(jìn)入旋風(fēng)分離器后被分離，霧從旋風(fēng)分離器的上端氣體出口排出，經(jīng)水封去味、過(guò)濾(吸水)，再回到增壓機(jī)入口 ；干污泥從旋風(fēng)分離器的下端固體出口排出，經(jīng)輸送帶，進(jìn)入卸料槽出口，然后裝車被運(yùn)起。本應(yīng)用例的污泥干化設(shè)備每小時(shí)消耗功率158千瓦，消化濕污泥3. 6噸，每小時(shí)產(chǎn)干污泥I. 62噸。本應(yīng)用例如將濕污泥變?yōu)楦晌勰?，成為固體燃料。若有催化劑，則是帶有催化功能的變相功能，它可將能源(化工)原料進(jìn)行催化，形成新相混合氣，經(jīng)分離裝置變?yōu)樾碌墓滔?、液相、氣相能?化工)產(chǎn)品。應(yīng)用例2如圖8所示為12萬(wàn)噸二氧化碳的捕捉、釋放設(shè)備，由冷凝器、本實(shí)用新型設(shè)備的拉伐爾噴射裝置、脈沖裝置、變相裝置和旋風(fēng)分離裝置、加溫塔等組成。首先是捕捉過(guò)程，煙囪出口的煙氣主要CO2和N2,經(jīng)過(guò)冷凝器降至常溫，而后通過(guò)壓縮機(jī)擠入氣或液入口到拉伐爾噴射器，從攜帶劑罐打入拉伐爾噴射器內(nèi)的攜帶劑一同經(jīng)過(guò)脈沖裝置的細(xì)脈沖管和粗脈沖管中充分混合后變相，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器將N2氣排入大氣。釋放過(guò)程，將帶有CO2的攜帶劑輸送到下一個(gè)拉伐爾噴射器，此時(shí)將加溫塔出來(lái)的純CO2—同輸入到拉伐爾噴射器中，經(jīng)過(guò)脈沖裝置(其功能同上)，爾后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，此時(shí)CO2氣體從上端輸入到CO2儲(chǔ)罐，下端輸出攜帶劑，輸送到攜帶劑罐，反復(fù)使用。攜帶劑的選取一建議用醇胺型液體，以下攜帶劑均可在市場(chǎng)買到。CO2吸收和解吸的過(guò)程是CO2氣和攜帶劑溶液進(jìn)行接觸并伴隨化學(xué)反應(yīng)的吸收過(guò)程。CO2屬于酸性氣體(碳酸酐)。當(dāng)選用醇胺類(弱堿性水溶液)作為攜帶劑時(shí)，是一種常溫吸附與高溫(>105°c)釋放的可逆過(guò)程。根據(jù)實(shí)際情況，可選乙醇胺、二乙醇胺、二異丙 安和甲基二乙醇胺，作為攜帶劑如表I。應(yīng)用例3如圖9所示為生物質(zhì)煉油設(shè)備，由加熱裝置、本實(shí)用新型設(shè)備、精餾塔設(shè)備等組成。首先將液體原料煤焦油進(jìn)行加溫，變成氣體，而后將氣體與固體原料秸桿、催化劑一同輸送本實(shí)用新型設(shè)備中，實(shí)施催化裂化和催化重整，并將生物碳(固相)從設(shè)備底部排出，其它混合氣體進(jìn)入精餾塔左下側(cè)口，進(jìn)行精餾分離出汽、柴油基礎(chǔ)油、可燃?xì)怏w、醇水(氣、液相)分別排出。本實(shí)用新型的應(yīng)用適用于I、固體原料油沙、油泥、油頁(yè)巖、污泥(干化)、垃圾、酒糟、廢塑料、廢橡膠、秸桿、廢纖維、牛糞。2、液體原料原油、焦油、地溝油、廢油。 3、氣體原料石油伴生氣、天然氣、CO2、煤氣。
權(quán)利要求1.用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備，包括拉伐爾噴射裝置(2)、細(xì)脈沖管(3)和粗脈沖管(4)、分離裝置(6)，其特征在于分離裝置(6)前部設(shè)有拉伐爾噴射裝置(3);拉伐爾噴射裝置(2)與分離裝置(6)之間至少設(shè)有一組脈沖裝置(9)和變相裝置(5);拉伐爾噴射裝置(2)遠(yuǎn)離脈沖裝置(9) 一端設(shè)有氣或液入口(I);所述的脈沖裝置(9)由至少一組細(xì)脈沖管(3)和粗脈沖管(4)相連組成；所述的細(xì)脈沖管(3)或粗脈沖管(4)外壁的適配位置上設(shè)有固或液入口(10);拉伐爾噴射裝置(2)的出口與脈沖裝置(9)的細(xì)脈沖管(3)入口相連，脈沖裝置(9 )的粗脈沖管(4)出口與變相裝置(5 )的入口相連，變相裝置(5 )的出口與分離裝置(6 )的入口相連，所述的變相裝置(5 )由內(nèi)空的外殼(15 )構(gòu)成，該外殼(15 )從入口端到出口端為中段呈等粗狀，從中段到入口和出口兩端均呈逐漸收口狀，所述的外殼(15)內(nèi)部從中段的適配位置到入口端的適配位置設(shè)有水滴狀封閉耐磨空錐體(16);該耐磨空錐體(16)外壁通過(guò)固定板(14)沿周邊與外殼(15)的內(nèi)壁固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備，其特征在于所述的相連采用法蘭連接形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備，其特征在于所述的拉伐爾噴射裝置(2)由內(nèi)空的殼體(13)構(gòu)成，該殼體(13)從氣或液入口( I)端到出口端為前段呈等粗狀，后段呈逐漸收口狀，所述的殼體(13 )內(nèi)的前段適配位置上設(shè)有穩(wěn)流板(11);該穩(wěn)流板(11)通過(guò)支撐座(12)沿周邊與殼體(13)的內(nèi)壁固連，所述的穩(wěn)流板(11)上沿周向均勻設(shè)有若干通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備，其特征在于所述的分離裝置(6)至少由一個(gè)旋風(fēng)分離裝置構(gòu)成，該旋風(fēng)分離裝置上端為氣體出口(8)，該旋風(fēng)分離裝置下端為固體出口(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備，其特征在于所述的變相裝置(5)與脈沖裝置(9)和分離裝置(6)之間還設(shè)可有脈沖管。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于氣、固、液之間的變相分離設(shè)備。其分離裝置前部設(shè)有拉伐爾噴射裝置；拉伐爾噴射裝置與分離裝置之間至少設(shè)有一組脈沖裝置和變相裝置；拉伐爾噴射裝置一端設(shè)有氣或液入口；脈沖裝置由至少一組細(xì)脈沖管和粗脈沖管相連組成；細(xì)脈沖管或粗脈沖管外壁的適配位置上設(shè)有固或液入口；拉伐爾噴射裝置的出口與細(xì)脈沖管入口相連，脈沖裝置的粗脈沖管出口與變相裝置的入口相連，變相裝置的出口與分離裝置的入口相連，變相裝置由內(nèi)空的外殼構(gòu)成，外殼從入口端到出口端為中段呈等粗狀，從中段到入口和出口兩端均呈逐漸收口狀，外殼內(nèi)部從中段的適配位置到入口端的適配位置設(shè)有水滴狀封閉耐磨空錐體；并與外殼的內(nèi)壁通過(guò)固定板固連。
文檔編號(hào)B01D57/00GK202590631SQ20122010316
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者王方茂 申請(qǐng)人:王方茂