專利名稱：由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置及其排料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排料裝置，特別是一種由真空度在IOOOOpa以下的高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置及其排料方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)代工業(yè)中，由高真空容器內(nèi)向外排放料液的工況非常常見。例如，減壓蒸餾工藝中餾分收集罐內(nèi)的餾出物料液的排放、蒸發(fā)器中的減壓渣油的排放，均屬于由高真空容器內(nèi)向外排放料液的范疇。這里所說的減壓蒸餾是當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的物理提純技術(shù)，其優(yōu)勢在于通過降低蒸發(fā)氣壓，不但可大幅降低蒸餾的熱能消耗，還可抑制被提純料液的熱解破壞。減壓所用的真空度越高，其效果越顯著，由此使用高真空度(真空度在IOOOOpa以下，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的十分之一以下)的減壓蒸餾是當(dāng)前減壓蒸餾領(lǐng)域的首選。下面以減壓蒸餾工況下的餾分收集罐向外排放料液為例，闡述本發(fā)明，在下述本發(fā)明中，減壓蒸餾工況下的餾分收集罐即是本發(fā)明中的高真空容器。一般減壓蒸餾裝置主要由蒸發(fā)器、冷凝器、餾份收集罐、排氣管線等組成，其工作過程是:蒸發(fā)器內(nèi)預(yù)提純料液在減壓及受熱的工況下被汽化蒸發(fā)，經(jīng)由氣相餾出物排放口進(jìn)入冷凝器內(nèi)接受冷凝，被冷卻后的氣相餾出物進(jìn)入餾份收集罐內(nèi)，不能被冷卻液化的廢氣通過排氣管線排往外界。在上述工況中，餾份收集罐內(nèi)被液化的餾出物料液將越積越多，由此需要不斷向外排放，因餾份收集罐是在高真空度的氣壓下所收集的餾出物料液，所以，當(dāng)餾份收集罐內(nèi)料液液位與輸料泵進(jìn)口的水平高度距離形成高位差(2米以上，不含2米)時(shí)，由餾分收集罐內(nèi)向外排放料液還不算太難，當(dāng)餾分收集罐內(nèi)料液液位與輸料泵進(jìn)口的水平高度距離形成低位差(2米以下，含2米)時(shí)，由餾分收集罐內(nèi)向外排放料液是目前本領(lǐng)域迫切需要解決的重大技術(shù)問題，當(dāng)輸料泵的進(jìn) 口以水平角度安裝時(shí)，計(jì)尺點(diǎn)是進(jìn)口的中心，當(dāng)輸料泵的進(jìn)口以垂直角度安裝時(shí)，計(jì)尺點(diǎn)是上端轉(zhuǎn)子的外邊緣，當(dāng)輸料泵的進(jìn)口以傾斜角度安裝時(shí)，計(jì)尺點(diǎn)是上述兩者的任意一點(diǎn)。目前，減壓蒸餾餾分收集罐低位差料液排放主要采用下述方法:
在餾份收集罐的附近配置一個(gè)常壓附屬罐，在餾份收集罐與常壓附屬罐之間上下各連通一條管線，在每條管線之上各配置有閥門，下部的管線是料液流通管線，上部的管線是換氣管線，在常壓附屬罐的下部與常壓儲(chǔ)罐之間連通一條輸料管線，在該管線之上安裝有輸料閥門和輸料泵，在常壓附屬罐的上部設(shè)置有與大氣連通的閥門。上述餾出物的排放方法存在的缺陷是:
在收集料液時(shí)，將常壓附屬罐之上與大氣連通的閥門和輸料閥門關(guān)閉，將料液流通管線和換氣管線上的閥門打開，使餾份收集罐和常壓附屬罐內(nèi)的氣壓以及料液液位保持一致，當(dāng)所收集的料液達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，將料液流通管線和換氣管線上的閥門關(guān)閉，將常壓附屬罐之上與大氣連通的閥門、輸料閥門和輸料泵打開，此時(shí)雖然可以將常壓附屬罐內(nèi)的料液平靜順利地輸往常壓儲(chǔ)罐內(nèi)，但是將常壓附屬罐內(nèi)的常壓再降至能滿足高真空度下的減壓蒸餾所需氣壓時(shí)，必然影響減壓蒸餾裝備的工作真空度，由此使減壓蒸餾裝備的工作效率大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決背景技術(shù)所述問題，而提供一種可以將真空度在IOOOOpa以下的高真空容器內(nèi)的低位差料液在平靜的工況下，直接輸往常壓儲(chǔ)罐的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置及其排料方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
一種由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，包括高真空容器、常壓儲(chǔ)罐、排料管線，所述排料管線一端與高真空容器底部的排料口連通，另一端與常壓儲(chǔ)罐的進(jìn)料口連通，在排料管線上安裝有單向閥，在排料管線的低洼段安裝有低位輸料泵，所述低位輸料泵是慢速運(yùn)行的轉(zhuǎn)子式容積泵。采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出效果是:轉(zhuǎn)子式容積泵不但具有通過轉(zhuǎn)子在容積泵腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)使腔體內(nèi)容積不斷發(fā)生變化而使料液進(jìn)行緩和流動(dòng)的優(yōu)勢，它還具有運(yùn)行轉(zhuǎn)速與流量成等比的優(yōu)勢，通過慢速運(yùn)行轉(zhuǎn)子式容積泵的低位輸料泵，可以使該泵進(jìn)口處低位差料液以更加緩和的流動(dòng)速度向外輸出，而大幅降低該泵進(jìn)口處低位差料液中所產(chǎn)生的負(fù)壓，在料液液下靜壓的輔助下而抑制料液中氣泡的產(chǎn)生，最終通過抑制氣蝕現(xiàn)象而實(shí)現(xiàn)將高真空容器內(nèi)低位差料液在平靜的工況下輸往常壓儲(chǔ)罐之內(nèi)。本發(fā)明上述技術(shù)方案還可有如下優(yōu)選方案:
所述低位輸料泵安裝于靠近餾分收集罐的排料管線低洼段，單向閥安裝于靠近常壓儲(chǔ)罐的排料管線上，所述低位輸料泵與單向閥之間的排料管線中連接有高位附屬罐，所述高位附屬罐置于高真空容器上部，高位附屬罐的進(jìn)料口連接低位輸料泵的出料口，高位附屬罐的出料口連接單向閥 的進(jìn)料口，在高位附屬罐與單向閥之間的排料管線低洼段裝有高位輸料泵，所述高位附屬罐與所述高真空容器上部的換氣口之間通過換氣回流管線連通。所述低位輸料泵是轉(zhuǎn)子式齒輪容積泵。所述低位輸料泵是轉(zhuǎn)子式羅茨容積泵。所述低位輸料泵是轉(zhuǎn)子式螺桿容積泵。所述高位輸料泵是離心泵。一種采用上述由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置的排料方法，其特征在于，所述慢速運(yùn)行的轉(zhuǎn)子式容積泵，按其進(jìn)口最小實(shí)際通徑面積下的料液流量計(jì)算，其進(jìn)口處料液每秒下的最聞流速在I米以下。所述低位輸料泵的工作流量大于高真空容器之內(nèi)料液的產(chǎn)量。所述高位輸料泵的工作流量大于低位輸料泵的工作流量。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:餾分收集罐1，低位輸料泵2，排料管線3，單向閥4，常壓儲(chǔ)罐5，高位附屬罐6，換氣回流管線7，高位輸料泵8。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，目的僅在于更好地理解本發(fā)明內(nèi)容。實(shí)施例1:
參見圖1，本實(shí)施例中的高真空容器是減壓蒸餾裝備的餾份收集罐1，該餾份收集罐I上端的一側(cè)通過冷凝器與蒸發(fā)器相通，該餾份收集罐I上端的另一側(cè)通過排氣管線穿越排氣單向閥與真空泵的進(jìn)口相通，該餾份收集罐I的底部設(shè)置有排料口，該排料口通過排料管線3與一個(gè)常壓儲(chǔ)罐5的進(jìn)料口連接，靠近餾份收集罐I排料口部的排料管線3上裝有低位輸料泵2，靠近常壓儲(chǔ)罐5進(jìn)料口部的排料管線3上裝有單向閥4，低位輸料泵2是慢速運(yùn)行的轉(zhuǎn)子式容積泵。實(shí)施例1的工作原理:
如圖1所示，在減壓蒸餾過程中，餾份收集罐I內(nèi)被液化的餾出物低位差料液將越積越多，當(dāng)餾份收集罐I內(nèi)的低位差料液達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，開啟由慢速運(yùn)行的轉(zhuǎn)子式容積泵做功的低位輸料泵2，使餾份收集罐I內(nèi)的低位差料液通過排料管線3經(jīng)由單向閥4排往常壓儲(chǔ)5。轉(zhuǎn)子式容積泵是通過轉(zhuǎn)子在容積泵腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)使腔體內(nèi)容積不斷發(fā)生變化而使料液進(jìn)行緩和流動(dòng)的輸料泵，它不但具有使料液進(jìn)行緩和流動(dòng)的優(yōu)勢，還具有運(yùn)行轉(zhuǎn)速與流量成等比的優(yōu)勢，通過慢速運(yùn)行轉(zhuǎn)子式容積泵的低位輸料泵2，可以使該泵進(jìn)口處低位差料液以更加緩和的流動(dòng)速度向外輸出，而大幅降低該泵進(jìn)口處低位差料液中所產(chǎn)生的負(fù)壓，在料液液下靜壓的輔助下而抑制料液中氣泡的產(chǎn)生，最終通過抑制氣蝕現(xiàn)象而實(shí)現(xiàn)將餾份收集罐I內(nèi)低位差料液在平靜的工況下輸往常壓儲(chǔ)罐5之內(nèi)。實(shí)施例2:
參見圖2，實(shí)施例2與實(shí)施·例1的區(qū)別僅在于，低位輸料泵2安裝于靠近餾分收集罐I排料管線3的低洼段，單向閥4安裝于靠近常壓儲(chǔ)罐5的排料管線3之上，低位輸料泵2與單向閥4之間的排料管線中連接有高位附屬罐6，高位附屬罐6置于餾分收集罐I上部，高位附屬罐6的進(jìn)料口連接低位輸料泵2的出料口，高位附屬罐6的出料口連接單向閥4的進(jìn)料口，在高位附屬罐6與單向閥4之間的排料管線3低洼段裝有高位輸料泵8，高位附屬罐6與餾分收集罐I上部的換氣口之間通過換氣回流管線7連通?；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)，當(dāng)餾分收集罐I內(nèi)的低位差料液達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，通過開啟低位輸料泵2將餾分收集罐I內(nèi)的低位差料液輸往高位附屬罐6，在換氣回流管線7的作用下，餾分收集罐I與高位附屬罐6內(nèi)的氣壓都處于高真空狀態(tài)，因此在低位輸料泵2抽吸餾分收集罐I內(nèi)的低位差料液時(shí)不但不會(huì)使其內(nèi)真空度下降，通過高位附屬罐6內(nèi)的高真空度還可以大幅抑制低位輸料泵2出口處料液中氣泡的潰滅。當(dāng)高位附屬罐6內(nèi)的料液達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，通過開啟高位輸料泵8將高位附屬罐6內(nèi)的料液通過單向閥4輸往常壓儲(chǔ)罐5，在高位附屬罐6內(nèi)高液位料液靜壓的作用下，可以大幅抑制高位輸料泵8進(jìn)口處料液中氣泡的產(chǎn)生，進(jìn)一步抑制了氣蝕條件的形成，最終實(shí)現(xiàn)將餾分收集罐I內(nèi)低位差料液在高效平靜的工況下輸往常壓儲(chǔ)罐5的目的。為了進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施例1、實(shí)施例2性能，上述低位輸料泵2可以是轉(zhuǎn)子式齒輪容積泵，轉(zhuǎn)子式齒輪容積泵具有比較分散均勻脈沖動(dòng)力的特性。
為了進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施例1、實(shí)施例2性能，上述低位輸料泵2可以是轉(zhuǎn)子式羅茨容積泵，轉(zhuǎn)子式羅茨容積泵具有在低轉(zhuǎn)速下可以獲得較大流量的特性。為了進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施例1、實(shí)施例2性能，上述低位輸料泵2可以是轉(zhuǎn)子式螺桿容積泵，轉(zhuǎn)子式螺桿容積泵具有將料液由軸向均勻推行流動(dòng)的特性。同樣，為了進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施例2性能，上述高位輸料泵8采用離心泵，通過離心泵具有轉(zhuǎn)速越高、所產(chǎn)生的離心慣性越大的特性，而進(jìn)一步提高對于某種工況下料液輸送的適應(yīng)性。上述實(shí)施例1和實(shí)施例2所述由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，其排料方法是:
控制慢速運(yùn)行的轉(zhuǎn)子式容積泵進(jìn)口處的低位差料液流速，按轉(zhuǎn)子式容積泵進(jìn)口最小實(shí)際通徑面積下的料液流量計(jì)算，其進(jìn)口處低位差料液每秒下的最高流速應(yīng)在I米以下，其界定依據(jù)在于如下工況環(huán)境:轉(zhuǎn)子式容積泵轉(zhuǎn)速越低，料液的流速越低，其進(jìn)口處所產(chǎn)生的負(fù)壓越小，由此引發(fā)氣蝕現(xiàn)象的程度越小，料液的流動(dòng)必然取決于壓差，雖然轉(zhuǎn)子式容積泵是慢速運(yùn)行的，但在其進(jìn)口處的局部料液中仍將產(chǎn)生負(fù)壓，料液在局部負(fù)壓下非常容易產(chǎn)生氣泡，由此為引發(fā)氣蝕現(xiàn)象提供了條件。另一方面，安裝在排料管線3低洼段的轉(zhuǎn)子式容積泵進(jìn)口處，必然產(chǎn)生來自于餾分收集罐I內(nèi)料液液下的靜壓，餾分收集罐I內(nèi)料液的液位越高，所產(chǎn)生的靜壓越大，由此用所述靜壓抵消上述負(fù)壓，最終為抑制氣蝕現(xiàn)象提供了條件。在上述 機(jī)理下，通過降低低位輸料泵2輸送料液的流速，可以在料液液下靜壓與抽吸負(fù)壓相互抵消的工況下將餾分收集罐I內(nèi)低位差料液在平靜的工況下輸往常壓儲(chǔ)罐5，在此應(yīng)根據(jù)工況而設(shè)定低位輸料泵2的轉(zhuǎn)速，而確保低位差料液在滿足工業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)進(jìn)行輸送。如果餾分收集罐I內(nèi)料液液位高于輸料泵進(jìn)口的低位差距離較小時(shí)，可以使用更低低位輸料泵2的轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)更小抽吸負(fù)壓下的料液輸送，用較小低位差所形成的靜壓抵消上述抽吸負(fù)壓，由此實(shí)現(xiàn)針對低位差料液的平穩(wěn)輸送。如果餾分收集罐I內(nèi)料液的粘度較高，可以使用更低低位輸料泵2的轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)更小抽吸負(fù)壓下的料液輸送，用較小低位差所形成的靜壓抵消上述抽吸負(fù)壓，由此實(shí)現(xiàn)針對低位差料液的平穩(wěn)輸送。如果餾分收集罐I內(nèi)低位差料液的產(chǎn)量較高，可以使用大型轉(zhuǎn)子式容積泵，以低于額定轉(zhuǎn)速的運(yùn)行方式而實(shí)現(xiàn)低流速大流量的效果，低于額定轉(zhuǎn)速是為了滿足低位差料液每秒下的最高流速在I米以下而給出的實(shí)施辦法，由此針對轉(zhuǎn)子式容積泵而言，所使用的實(shí)際轉(zhuǎn)速可能是額定轉(zhuǎn)速的五分之一或更低。在實(shí)際工況操作中，上述的靜壓和負(fù)壓沒有必要用儀器儀表進(jìn)行測量，只要是通過降低低位輸料泵2輸送低位差料液的流速，而得到滿足工業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效果既為可行。為了進(jìn)一步滿足與餾分收集罐I有關(guān)裝置的產(chǎn)能要求，所述低位輸料泵2的工作流量大于餾分收集罐I之內(nèi)低位差料液的產(chǎn)量。為了進(jìn)一步滿足與餾分收集罐I有關(guān)裝置的產(chǎn)能要求，所述高位輸料泵8的工作流量大于低位輸料泵2的工作流量。本發(fā)明上述排料方法的核心技術(shù)是:用轉(zhuǎn)子式容積泵的低轉(zhuǎn)速，獲得轉(zhuǎn)子式容積泵的低流速，用轉(zhuǎn)子式容積泵的低流速，獲得轉(zhuǎn)子式容積泵進(jìn)口處的低負(fù)壓，用料液液下靜壓抵消轉(zhuǎn)子式容積泵進(jìn)口處的低負(fù)壓而達(dá)到抑制氣蝕現(xiàn)象，將高真空容器內(nèi)低位差料液在更加平靜的工況下輸往常壓儲(chǔ)罐之內(nèi)。上述實(shí)施例的描述均不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所作出的僅僅為形式 上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案范疇。
權(quán)利要求
1.一種由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，包括高真空容器、常壓儲(chǔ)罐、排料管線，其特征在于，所述排料管線一端與高真空容器底部的排料口連通，另一端與常壓儲(chǔ)罐的進(jìn)料口連通，在排料管線上安裝有單向閥，在排料管線的低洼段安裝有低位輸料泵，所述低位輸料泵是慢速運(yùn)行的轉(zhuǎn)子式容積泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，其特征在于，所述低位輸料泵安裝于靠近餾分收集罐的排料管線低洼段，單向閥安裝于靠近常壓儲(chǔ)罐的排料管線上，所述低位輸料泵與單向閥之間的排料管線中連接有高位附屬罐，所述高位附屬罐置于高真空容器上部，高位附屬罐的進(jìn)料口連接低位輸料泵的出料口，高位附屬罐的出料口連接單向閥的進(jìn)料口，在高位附屬罐與單向閥之間的排料管線低洼段裝有高位輸料泵，所述高位附屬罐與所述高真空容器上部的換氣口之間通過換氣回流管線連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，其特征在于，所述低位輸料泵是轉(zhuǎn)子式齒輪容積泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，其特征在于，所述低位輸料泵是轉(zhuǎn)子式羅茨容積泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，其特征在于，所述低位輸料泵是轉(zhuǎn)子式螺桿容積泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置，其特征在于，所述聞位輸料栗是尚心栗。
7.如權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置的排料方法，其特征在于，所述慢速運(yùn)行的轉(zhuǎn)子式容積泵，按其進(jìn)口最小實(shí)際通徑面積下的料液流量計(jì)算，其進(jìn)口處料液每秒下的最高流速在I米以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置的排料方法，其特征在于，所述低位輸料泵的工作流量大于高真空容器內(nèi)料液的產(chǎn)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的由高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置的排料方法，其特征在于，所述高位輸料泵的工作流量大于低位輸料泵的工作流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及由真空度在10000pa以下的高真空容器內(nèi)向外排放低位差料液的裝置及其排料方法。包括餾分收集罐、常壓儲(chǔ)罐、排料管線，排料管線一端與餾分收集罐底部排料口連通，另一端與常壓儲(chǔ)罐上部進(jìn)料口連通，靠近所述排料口部的排料管線上裝有低位輸料泵，靠近所述進(jìn)料口部的排料管線上裝有單向閥，低位輸料泵是轉(zhuǎn)子式容積泵，按轉(zhuǎn)子式容積泵進(jìn)口最小實(shí)際通徑面積下的料液流量計(jì)算，其進(jìn)口處料液每秒下的最高流速在1米以下。本發(fā)明可使轉(zhuǎn)子式容積泵進(jìn)口處料液以更加緩和的流速向外輸出，以大幅降低該泵進(jìn)口處料液中所產(chǎn)生的負(fù)壓，抑制料液中氣泡的產(chǎn)生，通過抑制氣蝕現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)餾分收集罐內(nèi)料液在平靜工況下輸往常壓儲(chǔ)罐的目的。
文檔編號B01D3/10GK103232018SQ20131013858
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者吳國存, 馮斌 申請人:吳國存