[发明专利]用于气、固、液之间的变相分离设备及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及干化、气体的捕捉与释放、石油化工能源形式和化工产品的转化领域，尤其涉及一种用于气、固、液之间的变相分离设备及其应用。

背景技术

物质一般有气、固、液三相。在工业化中，有时需要将固液混合物变为气液混合物，分离出固相，如污泥干化；有时需要气相或液相中的某种成份的提纯，如二氧化碳的吸附和释放；有时也需要将固体能源、液体能源、气体能源转化为其它相形式的能源，如将油泥（固相）转化为碳（固相）、可燃气体（气相）、燃料油（液相）。

现有工业的变相方法，如污泥干化中采用的加温烘干变相法；二氧化碳捕捉、释放中采用的塔式的吸附与释放方法；油页岩炼油和原油炼油中采用的浮腾床和流化床的形式变相法，这些方法成本高，量小，连续化能力弱，且功能单一。所以工业化急需一种快速、量大、均匀度高、连续化强而价格低廉的综合变相工业化设备。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，经过精心研制和苦心钻研，提供一种适合于产业化生产，且气、固、液之间变相时间短、均匀度高、设备简单、造价低的用于气、固、液之间的变相分离设备及其应用。

为实现上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是：

用于气、固、液之间的变相分离设备，包括：拉伐尔喷射装置、细脉冲管和粗脉冲管、分离装置，其在于：分离装置前部设有拉伐尔喷射装置；拉伐尔喷射装置与分离装置之间至少设有一组脉冲装置和变相装置；拉伐尔喷射装置远离脉冲装置一端设有气或液入口；所述的脉冲装置由至少一组细脉冲管和粗脉冲管相连组成；所述的细脉冲管或粗脉冲管外壁的适配位置上设有固或液入口；拉伐尔喷射装置的出口与脉冲装置的细脉冲管入口相连，脉冲装置的粗脉冲管出口与变相装置的入口相连，变相装置的出口与分离装置的入口相连，所述的变相装置由内空的外壳构成，该外壳从入口端到出口端为中段呈等粗状，从中段到入口和出口两端均呈逐渐收口状，所述的外壳内部从中段的适配位置到入口端的适配位置设有水滴状封闭耐磨空锥体；该耐磨空锥体外壁与外壳的内壁通过固定板沿周边固连。

所述的相连采用法兰连接形式。

所述的拉伐尔喷射装置由内空的壳体构成，该壳体从气或液入口端到出口端为前段呈等粗状，后段呈逐渐收口状，所述的壳体内的前段适配位置上设有稳流板；该稳流板通过支撑座沿周边与壳体的内壁固连，所述的稳流板上沿周向均布设有若干通孔。

所述的分离装置至少由一个旋风分离装置构成，该旋风分离装置上端为气体出口，该旋风分离装置下端为固体出口。

所述的变相装置与脉冲装置和分离装置之间还可设有细脉冲管。

所述的气或液入口、固或液入口，需达到气体与液体或液体与固体之间的体积流量比，至少为200：1；若固体原料太大，需要破碎，固体原料大小需小于5毫米直径。

所述的用于气、固、液之间变相分离设备在气、固、液之间变相中的应用。

本发明的功能原理在于：

1）加料方式：根据装置结构，气体原料或液体原料加温后形成的气体从拉伐尔喷射装置的气或液入口进入，液体、固体原料还可从细脉冲管或粗脉冲管的固或液入口进入，所进原料的气体与液体或液体与固体之间的体积流量比，至少为200：1；若固体原料太大，需要破碎，固体原料大小需小于5毫米直径。

2）动能加速功能原理：气体原料或空气经过增压达0.6MPa～1MPa后进入产生高速气流的拉伐尔喷射装置，出口形成高速气流，可形成相当于12级台风以上风速，达15米/秒～60米/秒，然后进入脉冲装置的细脉冲管和粗脉冲管，形成气流与更相原料的混合包。

3）破相均化功能原理：从高效的拉伐尔喷射装置的气、液入口或从细脉冲管、粗脉冲管的固、液入口进入设备的固相或固、液相进行破相均化。经过细脉冲管和粗脉冲管的原料先后由收敛和扩张过渡形式进入变相装置。如固体原料还需用高压挤压机打入脉冲装置，固体原料正面受到拉伐尔出口产生气体的极大压强和空气滞止温度的加温，侧面受到极大径向扰动和空气撞击，后面又受到极大的负压真空状，这就破坏了固体原料孢子毛细管含水体系。这样经过细脉冲管、粗脉冲管的反复收敛和扩张，可达到很高的破碎度，经过反复冲击和破坏，从而完成破相均化功能。