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一种超重力多功能分离装置及操作方法与流程

作者:愚公移山  来源:www.zjcxce.com  更新时间:2020-11-16 11:22:37  点击次数:
  本发明涉及一种超重力精馏和吸收技术领域,特别涉及一种超重力多功能分离装置及操作方法。

  背景技术:

  多相流之间的传质、传热是化工生产中最基本的过程之一,精馏塔作为传质传热设备有着体积大能耗高的缺点。超重力技术与传统化工技术相比,超重力技术在产品质量、生产效率、过程能耗和设备体积等方面都有明显优势。超重力设备在精馏、吸收和反应等化工单元操作中已有广泛应用。中国专利cn204337809u公开了一种高效旋转精馏机,用于溶剂分离提纯,cn107827750a公开了一种使用超重力减压精馏分离有机溶剂工艺,这些超重力精馏设备都是进行单一的单元操作,不能根据物料性质和要求在同一超重力设备上进行多种单元操作。

  技术实现要素:

  本发明的目的是提供一种超重力多功能分离装置,解决现有超重力设备不能在同一设备上进行多种不同操作的问题。

  本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种超重力多功能分离装置,包括原料罐,所述原料罐的出口连接有进料泵,所述进料泵的出口连接有超重力旋转床,所述超重力旋转床的其中一液体出口连接有再沸器、另一液体出口连接有富液罐,所述再沸器的气体出口与超重力旋转床的气体进口连接,所述超重力旋转床的气体出口连接有一级冷凝器,所述一级冷凝器的出口连接有气液分离器,所述气液分离器的气体出口连接有二级冷凝器,所述气液分离器的液体出口连接有回流泵,所述回流泵通过第一管道与超重力旋转床的回流口连接,所述第一管道上通过第二管道连接有成品罐,所述富液罐的液体出口与回流泵的入口连接。

  进一步设置为:所述超重力旋转床包括带有内腔的壳体、转动设置于壳体内部的转轴、设置于转轴的转子、设置于内腔壁的定子以及驱动转轴转动的驱动组件,所述壳体上设有进料口、回流口、多个液体出口、多个气体进口和气体出口,所述转子朝向定子的一面设有动同心导流板,所述动同心导流板沿转子的径向间隔排列设置有多个构成一动导流板组,所述定子朝向转子的一面设有静同心导流板,所述静同心导流板沿定子的径向间隔排列设置有多个构成一静导流板组,所述动导流板组与静导流板组两者之间交错排列设置且两者之间形成有连通内腔的流道,所述定子与转子之间设有填料。

  进一步设置为:所述驱动组件包括设置于壳体的电机以及连接电机与转轴的联轴器。

  进一步设置为:所述填料包括不锈钢丝网、陶瓷和波纹网。

  进一步设置为:所述动同心导流板与静同心导流板上均分布有若干小孔。

  进一步设置为:所述转子与动定子两者构成一转子组,所述转子组沿转轴轴向间隔排列设置有多个。

  进一步设置为:所述一级冷凝器与二级冷凝器均包括螺旋缠绕管式换热器、列管式换热器、螺旋板式换热器和板式换热器,所述再沸器包括釜式再沸器和立式再沸器。

  本发明的另一目的是提供一种超重力多功能分离装置的操作方法,可实现更高效、更快捷的处理。

  本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种超重力多功能分离装置操作方法,将管道内的工作压力控制在-0.1-0.1mpa,工作温度控制在0-250℃,所述超重力旋转床变频调节转速在0-1400转/分钟。

  进一步设置为:当要执行精馏操作时,开启超重力旋转床并设定转速,将需要分离的物料从原料罐通过进料泵输送到超重力旋转床,物料从超重力旋转床的液体出口流进再沸器,开启再沸器进行蒸汽加热并使物料部分气化,气体则从再沸器进入超重力旋转床,然后从超重力旋转床顶部的气体出口进入一级冷凝器,冷凝后的液体流进气液分离器,不冷凝的气体从气液分离器进入二级冷凝器后放空,液体通过回流泵经第一管道回流进超重力旋转床,气液两相在超重力旋转床内定子和转子之间逆流充分接触实现传质传热,全回流一段时间后从第二管道部分液体采出到成品罐。

  进一步设置为:当要执行吸收操作时,开启超重力旋转床并设定转速,将要吸收的气体从超重力旋转床的气体进口进入超重力旋转床内部,吸收液从原料罐通过进料泵进入超重力旋转床的顶部,吸收液从最上一层转子组在离心力的作用下往外甩出,然后依次向下重复前面的过程,吸收液在转子组里面与气体充分接触传质传热,气体中被吸收的组分融入液体,未被吸收的组分从超重力旋转床进入一级冷凝器经气液分离器后从二级冷凝器放空,吸收液从超重力旋转床的液体出口流进富液罐,富液罐内液体通过回流泵部分通过第一管道进入超重力旋转床,部分通过第二管道流进成品罐。

  综上所述,本发明具有以下有益效果:利用超重力技术将超重力精馏与吸收耦合,在同一超重力床设备上即可进行超重力常压精馏,超重力减压精馏,还可进行超重力吸收操作。超重力多功能分离装置整台设备结构合理、操作方便、可以根据不同工况进行多种单元操作来满足不同工艺需求。

  附图说明

  图1为实施例一的结构示意图;

  图2为实施例一中超重力旋转床的结构示意图。

  图中:1、原料罐;2、进料泵;3、超重力旋转床;31、内腔;32、壳体;33、转轴;34、转子;35、定子;4、再沸器;5、一级冷凝器;6、气液分离器;7、二级冷凝器;8、回流泵;9、第一管道;10、第二管道;11、成品罐;12、富液罐;13、进料口;14、回流口;15、液体出口;16、气体出口;17、动同心导流板;18、静同心导流板;19、流道;20、填料;21、电机;22、联轴器;23、气体进口。

  具体实施方式

  以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

  实施例一

  参考图1和图2,一种超重力多功能分离装置,包括原料罐1,原料罐1的出口通过管道连接有进料泵2,进料泵2的出口通过管道与超重力旋转床3的进料口13连接,超重力旋转床3的其中一个液体出口15通过管道连接有再沸器4、另一液体出口15通过管道连接有富液罐12。再沸器4的气体出口通过管道与超重力旋转床3的气体进口23连接,超重力旋转床3的气体出口16通过管道连接有一级冷凝器5,一级冷凝器5的出口通过管道连接有气液分离器6,气液分离器6的气体出口通过管道连接有二级冷凝器7。气液分离器6的液体出口通过管道连接有回流泵8,回流泵8通过第一管道9与超重力旋转床3的回流口14连接,第一管道9上通过第二管道10连接有成品罐11,富液罐12的液体出口与回流泵8的入口通过管道连接。

  超重力旋转床3包括带有内腔31的壳体32、通过轴承转动设置于壳体32内部的转轴33、固定设置于转轴33的转子34、固定设置于内腔31壁的定子35以及驱动转轴33转动的驱动组件。转轴33呈竖直设置,转子34与转轴33同轴设置、定子35与转轴33同轴设置,壳体32上开设有进料口13、回流口14、多个液体出口15、多个气体进口23和气体出口16。转子34朝向定子35的一面固定设置有动同心导流板17,动同心导流板17沿转子34的径向间隔排列设置有多个构成一动导流板组,动同心导流板17之间同心设置,动同心导流板17与转轴33之间同心设置。定子35朝向转子34的一面固定设置有静同心导流板18,静同心导流板18沿定子35的径向间隔排列设置有多个构成一静导流板组,静同心导流板18之间同心设置,静同心导流板18与转轴33之间同心设置。

  动导流板组与静导流板组两者之间交错排列设置且两者之间形成有连通内腔31的流道19,定子35与转子34之间固定设置有填料20。驱动组件包括固定设置于壳体32的电机21以及固定连接电机21输出轴与转轴33的联轴器22,电机21输出轴与转轴33同轴设置。填料20包括不锈钢丝网、陶瓷和波纹网。动同心导流板17与静同心导流板18上均开设分布有若干小孔。转子34与定子35两者构成一转子组,转子组沿转轴33轴向间隔排列设置有多个。一级冷凝器5与二级冷凝器7均包括螺旋缠绕管式换热器、列管式换热器、螺旋板式换热器和板式换热器,再沸器4包括釜式再沸器和立式再沸器。

  实施例二

  一种超重力多功能分离装置控制方法,将管道内的工作压力控制在-0.1-0.1mpa,工作温度控制在0-250℃,超重力旋转床3变频调节转速在0-1400转/分钟。

  一、当要执行精馏操作时,开启超重力旋转床3并设定转速,将需要分离的物料从原料罐1通过进料泵2输送到超重力旋转床3,物料从超重力旋转床3的液体出口15流进再沸器4,开启再沸器4进行蒸汽加热并使物料部分气化,气体则从再沸器4进入超重力旋转床3,然后从超重力旋转床3顶部的气体出口16进入一级冷凝器5,冷凝后的液体流进气液分离器6,不冷凝的气体从气液分离器6进入二级冷凝器7后放空,液体通过回流泵8经第一管道9回流进超重力旋转床3,气液两相在超重力旋转床3内定子35和转子34之间逆流充分接触实现传质传热,全回流一段时间后从第二管道10部分液体采出到成品罐11。

  二、当要执行吸收操作时,开启超重力旋转床3并设定转速,将要吸收的气体从超重力旋转床3的气体进口23进入超重力旋转床3内部,吸收液从原料罐1通过进料泵2进入超重力旋转床3的顶部,吸收液从最上一层转子组在离心力的作用下往外甩出,然后依次向下重复前面的过程,吸收液在转子组里面与气体充分接触传质传热,气体中被吸收的组分融入液体,未被吸收的组分从超重力旋转床3进入一级冷凝器5经气液分离器6后从二级冷凝器7放空,吸收液从超重力旋转床3的液体出口15流进富液罐12,富液罐12内液体通过回流泵8部分通过第一管道9进入超重力旋转床3,部分通过第二管道10流进成品罐11。

  本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

  技术特征:

  1.一种超重力多功能分离装置,包括原料罐(1),其特征在于:所述原料罐(1)的出口连接有进料泵(2),所述进料泵(2)的出口连接有超重力旋转床(3),所述超重力旋转床(3)的其中一液体出口(15)连接有再沸器(4)、另一液体出口(15)连接有富液罐(12),所述再沸器(4)的气体出口与超重力旋转床(3)的气体进口连接(23),所述超重力旋转床(3)的气体出口(16)连接有一级冷凝器(5),所述一级冷凝器(5)的出口连接有气液分离器(6),所述气液分离器(6)的气体出口连接有二级冷凝器(7),所述气液分离器(6)的液体出口连接有回流泵(8),所述回流泵(8)通过第一管道(9)与超重力旋转床(3)的回流口(14)连接,所述第一管道(9)上通过第二管道(10)连接有成品罐(11),所述富液罐(12)的液体出口与回流泵(8)的入口连接。

  2.根据权利要求1所述的一种超重力多功能分离装置,其特征在于:所述超重力旋转床(3)包括带有内腔(31)的壳体(32)、转动设置于壳体(32)内部的转轴(33)、设置于转轴(33)的转子(34)、设置于内腔(31)壁的定子(35)以及驱动转轴(33)转动的驱动组件,所述壳体(32)上设有进料口(13)、回流口(14)、多个液体出口(15)、多个气体进口(23)和气体出口(16),所述转子(34)朝向定子(35)的一面设有动同心导流板(17),所述动同心导流板(17)沿转子(34)的径向间隔排列设置有多个构成一动导流板组,所述定子(35)朝向转子(34)的一面设有静同心导流板(18),所述静同心导流板(18)沿定子(35)的径向间隔排列设置有多个构成一静导流板组,所述动导流板组与静导流板组两者之间交错排列设置且两者之间形成有连通内腔(31)的流道(19),所述定子(35)与转子(34)之间设有填料(20)。

  3.根据权利要求2所述的一种超重力多功能分离装置,其特征在于:所述驱动组件包括设置于壳体(32)的电机(21)以及连接电机(21)与转轴(33)的联轴器(22)。

  4.根据权利要求2所述的一种超重力多功能分离装置,其特征在于:所述填料(20)包括不锈钢丝网、陶瓷和波纹网。

  5.根据权利要求2所述的一种超重力多功能分离装置,其特征在于:所述动同心导流板(17)与静同心导流板(18)上均分布有若干小孔。

  6.根据权利要求2所述的一种超重力多功能分离装置,其特征在于:所述转子(34)与动定子(35)两者构成一转子组,所述转子组沿转轴(33)轴向间隔排列设置有多个。

  7.根据权利要求1所述的一种超重力多功能分离装置,其特征在于:所述一级冷凝器(5)与二级冷凝器(7)均包括螺旋缠绕管式换热器、列管式换热器、螺旋板式换热器和板式换热器,所述再沸器(4)包括釜式再沸器和立式再沸器。

  8.一种超重力多功能分离装置操作方法,根据权利要求1-7中任一一项所述的一种超重力多功能分离装置,其特征在于:将管道内的工作压力控制在-0.1-0.1mpa,工作温度控制在0-250℃,所述超重力旋转床(3)变频调节转速在0-1400转/分钟。

  9.根据权利要求8所述的超重力多功能分离装置操作方法,其特征在于:当要执行精馏操作时,开启超重力旋转床(3)并设定转速,将需要分离的物料从原料罐(1)通过进料泵(2)输送到超重力旋转床(3),物料从超重力旋转床(3)的液体出口(15)流进再沸器(4),开启再沸器(4)进行蒸汽加热并使物料部分气化,气体则从再沸器(4)进入超重力旋转床(3),然后从超重力旋转床(3)顶部的气体出口(16)进入一级冷凝器(5),冷凝后的液体流进气液分离器(6),不冷凝的气体从气液分离器(6)进入二级冷凝器(7)后放空,液体通过回流泵(8)经第一管道(9)回流进超重力旋转床(3),气液两相在超重力旋转床(3)内定子(35)和转子(34)之间逆流充分接触实现传质传热,全回流一段时间后从第二管道(10)部分液体采出到成品罐(11)。

  10.根据权利要求8所述的超重力多功能分离装置操作方法,其特征在于:当要执行吸收操作时,开启超重力旋转床(3)并设定转速,将要吸收的气体从超重力旋转床(3)的气体进口(23)进入超重力旋转床(3)内部,吸收液从原料罐(1)通过进料泵(2)进入超重力旋转床(3)的顶部,吸收液从最上一层转子组在离心力的作用下往外甩出,然后依次向下重复前面的过程,吸收液在转子组里面与气体充分接触传质传热,气体中被吸收的组分融入液体,未被吸收的组分从超重力旋转床(3)进入一级冷凝器(5)经气液分离器(6)后从二级冷凝器(7)放空,吸收液从超重力旋转床(3)的液体出口(15)流进富液罐(12),富液罐(12)内液体通过回流泵(8)部分通过第一管道(9)进入超重力旋转床(3),部分通过第二管道(10)流进成品罐(11)。

  技术总结

  本发明公开了一种超重力多功能分离装置,包括原料罐,原料罐的出口连接有进料泵,进料泵的出口连接有超重力旋转床,超重力旋转床的其中一液体出口连接有再沸器、另一液体出口连接有富液罐,再沸器的气体出口与超重力旋转床的气体进口连接,超重力旋转床的气体出口连接有一级冷凝器,一级冷凝器的出口连接有气液分离器,气液分离器的气体出口连接有二级冷凝器,气液分离器的液体出口连接有回流泵,回流泵通过第一管道与超重力旋转床的回流口连接,第一管道上通过第二管道连接有成品罐,富液罐的液体出口与回流泵的入口连接。本发明具有以下优点和效果:整台设备结构合理、操作方便、可以根据不同工况进行多种单元操作来满足不同工艺需求。
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