多相物料分离装置的制作方法

专利名称：多相物料分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液气 固(或称气液固)三相分离技术领域，具体涉及ー种多相物料分离装置。
背景技术：
三相物料分离装置用于实现将物料(或称待分离原料)中的液体、气体以及固体三种不同状态的物质分离并提取出来。由物料中分离出来的液体、气体以及固体可以分别进行利用。三相表示物质的三种存在状态即气态、液态以及固态。传统的三相物料分离装置主要为重力沉降罐，使用重力沉降罐分离物料的过程中，先将物料输入至重力沉降罐，等待重力沉降罐内的物料自然冷却、沉淀之后，再分别将物料中析出的液体、气体以及固体提取出来。使用传统的重力沉降罐分离物料不仅工作时间长、工作不连续，而且为了増大重力沉降罐的处理的物料的量，其占地面积以及体积设计的比较大。为此，现有技术中，技术人员还研发了一种如图I所示的三相物料分离装置(该现有的三相物料分离装置已经被申请号为200810094026. I的中国专利文献所公开)。如图I所示，现有的三相物料分离装置，包括顶端带有对称切向入口管I的分离筒2，分离筒2顶端面封闭，其内侧面中心位置固定有ー个槌形体，槌形体包括扩张段11、折流板12以及置顶锥13，底端面封闭且开有一根排液管8、一根排气管9以及ー根排砂管10，此分离筒2内底端由下向上依次固定连接排液段6、集液段4以及脱气锥3，排气管9由脱气锥3起，贯穿脱气锥3、集液段4以及排液段6的中心部分后引出分离筒2タト，集液段4上开设有集液孔5，排液段6的上端与集液段4连通，下端与排液管8连通；脱气锥3、集液段4以及排液段6的中心轴线均与槌形体的中心轴线重合，且脱气锥3的顶端面与折流板12之间不相触。现有的三相物料分离装置虽然也可以实现液气固三相分离，但是至少存在以下技术问题现有的三相分离装置仅适用于分离石油原料等处于常温或低于常温的物料，使用现有技术处理温度稍高的物料时，只能等待物料自然冷却并发生沉淀后才能进行液气固三相分离，分离效率极为低下，所以不适用于分离温度较高乃至超临界氧化/气化处理后在闻温闻压条件下反应广生的液气固二相物料等处于闻温闻压的物料。同时，现有的三相分离装置中，为了避免重力作用在物料内液气固三相分离过程中的影响，液体、气体以及固体均采用自上而下导出的方式从三相分离装置的底部引出，导致其内部结构比较复杂，而且在物料中固体含量较多时，用于引出液体的集液段和集液孔易被物料中分离出来的渣体(即固体)堵塞，用于引出气体的气体排出管道也易发生液体、固体夹带等现象。

实用新型内容本实用新型的目的是提出一种多相物料分离装置，解决了现有技术存在不适宜分离高温高压物料、内部结构复杂、从物料中分离出的液体以及气体中均易发生固体夹带的技术问题。为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案该多相物料分离装置，包括物料分离容器、用于降低所述物料分离容器内物料的温度的冷却装置以及贯穿地设置于所述物料分离容器上的至少ー个物料输入口、至少ー个第一物料出ロ以及至少ー个第二物料出口，所述第一物料出ロ所在位置的高度大于所述第ニ物料出ロ所在位置的高度。 优选地，所述物料分离容器上还开设有至少ー个第三物料出ロ，所述第三物料出ロ所在位置的高度低于所述第ニ物料出口所在位置的高度。优选地，所述第一物料出口位于所述物料分离容器内水处于超临界区的位置的上方，且供处于气态的物料排出，所述第二物料出口位于所述物料分离容器内水处于亚临界区的位置，且供处于液态的物料排出，所述第三物料出口位于所述物料分离容器内水处于亚临界区的位置下方；和/或，所述物料输入口、所述第一物料出口、所述第二物料出ロ以及所述第三物料出ロ至少其中之一为开设于所述物料分离容器上的通孔；或者，所述多相物料分离装置包括物料进入管、气体输出管、液体输出管以及固体输出管，其中所述物料进入管、所述气体输出管、所述液体输出管以及所述固体输出管均贯穿所述物料分离容器的器壁，且所述物料输入ロ、所述第一物料出ロ、所述第二物料出ロ以及第三物料出口依次分别为所述物料进入管、所述气体输出管、所述液体输出管以及所述固体输出管的位于所述物料分离容器内的端ロ；所述物料进入管、所述气体输出管、所述液体输出管以及所述固体输出管位于所述物料分离容器之外的端ロ依次分别为所述物料进入管的进料ロ、所述气体输出管的出气ロ、所述液体输出管的出液ロ以及所述固体输出管的渣体出口。优选地，所述物料输入口所在位置的高度高于所述第二物料出ロ ；和/或，所述第一物料出口与所述第二物料出ロ之间设置有用于滤除所述物料中的液体以及固体的第一过滤器；或者，所述气体输出管内或所述气体输出管位于所述物料分离容器外的端ロ即所述出气口上设置有用于滤除所述物料中的液体以及固体的第一过滤器；和/或，所述第二物料出口与所述第一物料出ロ之间和/或所述第二物料出口与所述物料输入口之间设置有用于滤除所述物料中固体的第二过滤器，或者，所述液体输出管内或所述出液口上设置有用于滤除所述物料中固体的第二过滤器。优选地，所述物料进入管、所述气体输出管、所述液体输出管、所述固体输出管、所述第一过滤器以及所述第二过滤器部分或全部为耐高温高压材料制成；和/或，所述第一过滤器呈环形且套接于所述物料进入管之外，所述第一过滤器的周向边沿与所述物料分离容器的内表面相抵接，且所述第一过滤器与所述物料分离容器的内表面和/或所述物料进入管固定连接；和/或，所述第二过滤器罩设在所述第二物料出口上或填充于所述第二物料出ロ内，所述第二过滤器与所述第二物料出口处的所述液体输出管的内表面和/或外表面固定连接。优选地，所述第二过滤器和所述液体输出管通过法兰或者螺纹形式固定连接。优选地，所述耐高温高压材料为金属或合金材料；和/或，所述第一过滤器和/或所述第二过滤器为开设有多个通孔的板状结构或网状结构。优选地，所述耐高温高压材料为镍基合金；和/或，所述冷却装置包括冷却容器以及注入于所述冷却容器内的具有流动性的冷却介质，其中所述冷却容器为管件弯折而成，所述冷却容器以管件的两个端ロ为冷却介质的入ロ以及冷却介质的出口 ；所述管件的中段部分位于所述物料分离容器之内，所述冷却介质的入口以及所述冷却介质的出口均位于所述物料分离容器之外；或者，所述管件的中段部分、所述冷却介质的入口以及所述冷却介质的出口均位于所述物料分离容器之外，且所述管件的中段部分包覆于所述物料分离容器之外；或者，所述冷却容器包括开设有冷却介质的入口、冷却介质的出口的筒体以及分别与所述冷却介质的入口连通的介质输入管、与所述冷却介质的出ロ连通的介质输出管；所述筒体、所述介质输入管以及所述介质输出管均位于所述物料分离容器之外，且所述筒体包覆于所述物料分离容器之外并与所述物料分离容器的外表面相贴合；或者，所述筒体位于所述物料分离容器之内，所述介质输入管以及所述介质输出管均延伸出所述物料分离容器。优选地，所述冷却容器为管件弯折而成，且所述管件的中段部分折叠成层状结构，所述管件的中段部分所在位置的高度介于所述物料输入口与所述第三物料出ロ之间；和/或，所述物料进入管上接近所述物料输入口部分的内径大于所述物料输入口的部分的内径；和/或，所述固体输出管上所在位置的高度较高的部分的内径尺寸较大；和/或，所述物料分离容器的底部呈锥状，且内径较小的部分所在的位置的高度较低，所述第三物料出口位于所述物料分离容器的底部；和/或，所述物料分离容器内表面上高度介于所述物料输入口与所述第三物料出ロ之间的部分还设置有导流槽，所述物料进入管的物料输入口朝向所述导流槽。优选地，所述物料输入口处的所述物料进入管为折线形或弧线形弯头状；和/或，所述物料输入口处的所述物料进入管朝向所述导流槽的部分的内径朝接近所述导流槽的方向逐渐増大；和/或，所述导流槽开设于所述物料分离容器的内表面上，所述导流槽的横切面为弧面形、多边形或为弧面形与多边形的组合；和/或，所述导流槽以螺旋线形在竖直方向上延伸；和/或，所述物料分离容器包括筒状的容器本体以及分别固设于所述容器本体位置相反的两端上的上端盖以及下端盖，其中所述上端盖所在位置的高度大于所述下端盖所在位置的高度，所述物料进入管贯 穿所述上端盖，所述固体输出管贯穿所述下端盖。优选地，所述上端盖和/或所述下端盖为两个法兰盘沿所述容器本体的轴向方向插接而成；和/或，[0041]所述容器本体的横截面为圆形、椭圆形或多边形；和/或，所述上端盖和/或所述下端盖与所述容器本体之间为螺栓连接。基于上述技术方案中的任一技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果[0044]由于本实用新型所提供的多相物料分离装置中设置有冷却装置，冷却装置能够降低物料分离容器内物料的温度，并且，第一物料出ロ所在位置的高度(高度指沿竖直方向上与水平面之间的距离)大于第二物料出ロ所在位置的高度，所以分离温度较高乃至超临界氧化/气化处理后在高温高压条件下反应产生的液气固三相物料等处于高温高压的物料的过程中，物料被冷却装置冷却后，物料的状态转换为亚临界状态时，超临界水转变为亚临界液体状态，物料中的气体、液体以及固体由于密度大小存在差异，便会在重力的作用下析出并分别上升或下降，在重力的作用下，气体会上升至第一物料出口附近，液体会沉降并累积至第二物料出口附近，当物料分离容器上开设有第三物料出口吋，固体即渣体(由固体颗粒以及密度、粘度较大的液体构成)会沉淀至第三物料出口附近，从而物料中的气体、液体以及固体便会分离出来；当物料分离容器上仅开设第一物料出ロ以及第二物料出ロ时，可以仅使用本多相物料分离装置进行气液、液固或气固两相分离，以气液分离为例，气体会上升至第一物料出ロ附近，液体会沉降并累积至第二物料出ロ附近，从而使得物料中的气体以及液体可以被分离出来。与现有技术相比，在冷却装置的作用下，使用本实用新型所提供的多相物料分离装置可以直接对处于高温高压的物料进行分离，无需等待物料自然冷却之后再对其进行分离，所以具有分离效率高、耗费时间短且分离操作后分离后物料可连续进行再处理的优点；同时，由于本实用新型中多相物料分离装置充分利用了超临界到亚临界物料中水的相态的变化以及重力的作用对物料中分离出来的密度不同的气体、液体以及固体进行分离，未采用现有技术设置复杂的管道以抵消或减弱重力的作用，所以本实用新型内部结构上更为简单，混合物料温度从超临界降低到亚临界，超临界状态的水转变成液态，在重力的作用下，密度较大的固体不易随着液体流动至沿竖直方向上位置高度较高的用于输出液体的物料出口，而会下行至本实用新型所提供的多相分离装置的底部，气体与固液混合体通过重力作用形成分层，气体则与固液两相分离上升并到达用于输出气体的物料出口，利用过滤装置(例如过滤器)可以更有效的防止气体及液体中夹带固体的现象，所以解决了现有技术存在不适宜分离高温高压物料、内部结构复杂、从物料中分离出的液体以及气体中均易发生固体夹带的技术问题。

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进ー步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I为现有技术中液气固三相分离装置的透视示意图；图2为本实用新型实施例I所提供的多相物料分离装置的剖视示意图；图3为本实用新型实施例2所提供的多相物料分离装置的剖视示意图；[0051]图4为本实用新型实施例3所提供的多相物料分离装置的剖视示意图；图5为本实用新型实施例4所提供的一种多相物料分离装置的剖视示意图；图6为本实用新型实施例4所提供又一种的多相物料分离装置的剖视示意图；图7为本实用新型实施例4所提供的再一种多相物料分离装置的剖视示意图；图8为本实用新型实施例5所提供的多相物料分离装置的剖视示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进ー步的详细描述。本实用新型实施例提供了一种适用范围广，尤其适用于分离超临界氧化/气化处理后在高温高压条件下反应产生的液气固三相物料、结构简単，且分离出的液体以及气体中均不易发生固体夹带的现象的多相物料分离装置。实施例I :如图2所示，本实用新型实施例所提供的多相物料分离装置，包括物料分离容器20、用于降低物料分离容器20内物料的温度的冷却装置21以及开设于物料分离容器20上的物料输入口 30、第一物料出ロ 31以及第二物料出ロ 32，第一物料出ロ 31所在位置的高度大于第二物料出ロ 32所在位置的高度。由于本实用新型所提供的多相物料分离装置中设置有冷却装置21，冷却装置21能够降低物料分离容器20内物料的温度，并且，第一物料出ロ 31所在位置的高度(高度指沿竖直方向上与水平面之间的距离)大于第二物料出口 32所在位置的高度，所以分离温度较高乃至超临界氧化/气化处理后在高温高压条件下反应产生的液气固三相物料等处于高温高压的物料的过程中，物料被冷却装置21冷却后，温度降低至亚临界状态时，物料中水由超临界状态转变为亚临界液体状态，物料中的气体、液体以及固体由于密度大小存在差异，便会在重力的作用下析出并分别上升或下降，在重力的作用下，密度小的气体会上升至第一物料出ロ 31附近，密度稍大的液体会沉降并累积至第二物料出ロ 32附近，当物料分 离容器20上开设有第三物料出ロ 33时，密度最大的固体即渣体会沉淀至第三物料出ロ 33附近，从而物料中的气体、液体以及固体便会分离出来；当物料分离容器20上仅开设第一物料出口 31以及第二物料出口 32时，可以仅使用本实用新型所提供的多相物料分离装置进行气液、液固或气固两相分离，以气液分离为例，气体会上升至第一物料出口 31附近，液体会沉降至第二物料出口 32附近，从而使得物料中的气体以及液体可以被分离出来。与现有技术相比，在冷却装置21的作用下，使用本实用新型所提供的多相物料分离装置可以直接对处于高温高压的物料进行分离，无需等待物料自然冷却之后再对其进行分离，所有具有分离效率高、耗费时间短且分离操作后物料可连续进行再处理的优点，由于可连续对物料进行分离，所以物料分离容器20的体积无需制作的太大；同时，由于本实用新型中多相物料分离装置充分利用了超临界到亚临界物料中水的相态的变化以及重力的作用对物料中分离出来的密度不同的气体、液体以及固体进行分离，未采用现有技术设置复杂的管道以抵消或减弱重力的作用，所以本实用新型内部结构上更为简单，混合物料温度从超临界降低到亚临界，超临界状态的水转变成液态，在重力的作用下，密度较大的固体和液体下行至本实用新型所提供的多相分离装置底部，两者通过重力作用形成分层，气体则与固液两相分离上升并到达用于输出气体的物料出口，利用过滤装置(例如第一过滤器61、第二过滤器62)防止气体及液体中夹带固体的现象，所以解决了现有技术存在不适宜分离高温高压物料、内部结构复杂、从物料中分离出的液体以及气体中均易发生固体夹带的技术问题。本实施例中多相可以理解为两相也可以理解为三相，物料分离容器20上优选为除开设有第一物料出口 31以及第二物料出口 32之外还开设有第三物料出口 33，第一物料出口 31用于输出由物料分离出的气体，第ニ物料出口 32用于输出由物料分离出的液体，第三物料出ロ 33用于输出由物料分离出的渣体以及液体的混合物，第三物料出ロ 33所在位置的高度小于低于第二物料出ロ 32所在位置的高度。超临界水(SCW 3740C /22. IMPa以上)具有特殊的物理化学性质，例如比热容大、传热系数高、扩散系数大、离子积高、粘度低、介电常数小、电离常数小、密度小且随压力 改变、与有机物和气体完全互溶等，同时，由于水为最常见的溶剂，无毒、廉价，且许多待处理物料中本身就含有水，水的后处理也比较简单，所以超临界水广泛应用于对废水、污泥以及固体燃料(例如煤)等物料的超临界氧化/气化处理，超临界氧化/气化处理后在高温高压条件下反应产生的液气固三相物料中包含不会污染环境的残渣、液体(可能含有有机质)以及可燃气体(例如甲烷)，其中高压可燃气体具有广泛的应用价值，若液体产物中含有有机质需要进行进一步处理，所以使用本实用新型所提供的多相物料分离装置对超临界氧化/气化处理后在高温高压条件下反应产生的液气固三相物料进行三相分离非常有意义。由于超临界氧化/气化处理后在高温高压条件下反应产生的液气固三相物料中气体会上升至水处于超临界区的位置，液体会下降至水处于亚临界区的位置，渣体会沉淀至水处于亚临界区的位置的下方，超临界区所在的位置的高度尺寸大于亚临界区，所以本实施例中第一物料出ロ 31优选为位干物料分离容器20内水处于超临界区的位置的上方，第一物料出ロ 31用于供处于气态的物料排出。第二物料出ロ 32优选为位于物料分离容器20内水处于亚临界区的位置，第二物料出ロ 32用于供处于液态的物料排出。第三物料出ロ33优选为位干物料分离容器20内水处于亚临界区的位置下方，第三物料出ロ 33用于供物料内析出的渣体以及液体的混合物排出。水处于亚临界区以及超临界区的具体位置可以检测得到，也可以根据物料分离容器20内的温度、压カ等參数计算出来。物料分离容器20可以利用重力作用实现液气固三相分离。当物料分离容器20上未开设第三物料出ロ 33，仅仅开设有第一物料出ロ 31以及第二物料出ロ 32时，本实施例所提供的物料分离容器20可以仅用于实现气液、气固或液固两相分离，即使是两相分离与现有技术相比本实用新型仍旧存在适宜分离高温高压物料、内部结构简单以及分离出的液体以及气体中不易发生固体夹带的优点。本实施例中多相物料分离装置包括物料进入管40、气体输出管41、液体输出管42以及固体输出管43,其中物料进入管40、气体输出管41、液体输出管42以及固体输出管43均贯穿物料分离容器20的器壁，且物料输入口 30、第一物料出ロ 31、第二物料出ロ 32以及第三物料出ロ33依次分别为物料进入管40、气体输出管41、液体输出管42以及固体输出管43的位干物料分离容器20内的端ロ ；物料进入管40、气体输出管41、液体输出管42以及固体输出管43位干物料分离容器20之外的端ロ依次分别为物料进入管40的进料ロ、气体输出管41的出气ロ、液体输出管42的出液ロ以及固体输出管43的渣体出口。管道对物料以及物料分离出来的气体、液体以及渣体具有导向作用，且可延长物料以及物料分离出来的气体、液体以及渣体流动的路径，便于在物料、气体、液体以及渣体流动过程中对其进行过滤等其他加工。当然，上述物料输入口 30、第一物料出口 31、第二物料出口 32以及第三物料出口33至少其中之一(即其中的ー个或几个)乃至全部均可以为开设于物料分离容器20上的通孔，当上述物料输入口 30、第一物料出ロ 31、第二物料出ロ 32以及第三物料出ロ 33其中的部分(即其中的ー个或几个)为通孔时，上述物料输入口 30、第一物料出口 31、第二物料出口 32以及第三物料出口 33其中其余的部分也可以为管道位于物料分离容器20内的端 □。本实施例中物料输入口 30所在位置的高度高于第二物料出ロ 32。上述结构中由于第三物料出口 33通常均开设于三相分离容器底部，所以从物料输入口 30进入物料分离容器20的物料下落至冷却装置21以及物料分离容器20底部吋，速度不会太快，不易砸伤、损坏冷却装置21，而流体状态的物料也不易溅起并粘附于物料分离容器20的内表面以及第一过滤器61、第二过滤器62上，所以冷却装置21的安全性、物料的利用率以及物料分离的效率均比较高。本实施例中第一物料出ロ 31与第二物料出ロ 32之间设置有用于滤除物料中的液体以及固体的第一过滤器61。第一过滤器61可以避免物料中分离出来的液体以及固体从专用于输出气体的第一物料出ロ 31输出，从而可以提高从第一物料出ロ 31输出的气体的纯度。当然，用于滤除物料中的液体以及固体的第一过滤器61也可以设置于气体输出管41内或出气口上。本实施例中第二物料出ロ 32与第一物料出ロ 31之间和/或第二物料出ロ 32与物料输入口 30之间设置有用于滤除物料中固体颗粒的第二过滤器62，优选为在第二物料出口 32上罩设有外轮廓尺寸大于第二物料出口 32 口径尺寸的第二过滤器62。与第一过滤器61的作用相似，第二过滤器62可以滤除液体中的固体颗粒，避免物料分离出来的渣体随液体ー并涌入专用于输出液体的第二物料出ロ 32，从而保证从第二物料出ロ 32排出的液体的纯度。本实施例中第二过滤器62与第二物料出ロ 32处的液体输出管42的内表面和/或外表面固定连接。第二过滤器62和液体输出管42优选为通过法兰或者螺纹(自身开设螺纹或使用螺栓)固定连接。第二过滤器62与第二物料出ロ 32处的液体输出管42之间的固定连接可以采用不可拆卸的固定连接形式，例如焊接。当然，本实施例中第二过滤器62也可以固设于液体输出管42的出液口上，此时，第二过滤器62可以与出液ロ处的液体输出管42之间固定连接。只要保证从液体输出管42的出液ロ排出的液体流动经过第二过滤器62，既可以滤除液体中夹带的渣体。本实施例中物料进入管40、气体输出管41、液体输出管42、固体输出管43、第一过滤器61以及第二过滤器62至少其中之ー为耐高温高压材料(例如金属或合金材料，优选为含镍合金)制成的管道，以上零部件也可以其中的部分(即其中的ー个或几个)为耐高温高压材料制成，优选为全部为耐高温高压材料制成。第一过滤器61以及第二过滤器62为多孔耐高温材料制造。耐高温高压材料制成的零部件，使得本实用新型多相分离装置更适宜于分离处于高温高压状态的物料，尤其适宜于对超临界氧化/气化、高温高压反应后产生的三相物料流进行三相分离。本实施例中第一过滤器61呈环形且套接干物料进入管40之外，第一过滤器61的周向边沿与物料分离容器20的内表面相抵接，且第一过滤器61与物料分离容器20的内表面和/或物料进入管40固定连接。第一过滤器61与物料进入管40采用套接的方式组装时，组装操作简单、容易，且第一过滤器61可以全面的过滤物料进入管40分离出来的气体，避免液体以及固体透过第一过滤器61。本实施例中第一过滤器61和/或第二过滤器62为开设有多个通孔的板状结构或网状结构。这种结构不仅制造方便，而且滤除液体、渣体时各处的流速比较均匀，不易发生堵塞。本实施例中冷却装置21包括冷却容器211以及注入于冷却容器211内的具有流动性的冷却介质，其中冷却容器211为管件弯折而成，冷却容器211以管件的两个端ロ为冷却介质的入ロ 212以及冷却介质的出口 213，冷却介质的入口 212以及冷却介质的出口 213均位于物料分离容器20之外。上述结构中冷却介质优选为采用水或其他需要加热后再使用的流体性物质，此时，可以利用物料的热量对各种需要加热的流体性物质进行加热，进而充分利用物料释放的热能。由于只要是温度较低的流体性物质(包括气体、液体以及渣体，优选为液体尤其是水)均可以作为冷却介质来使用，并且冷却介质也可以循环使用，故而本实用新型所提供的冷却装置21的使用成本比较低。本实施例中冷却容器211优选为管件弯折而成，且管件的中段部分214折叠成层状结构，优选为层状螺旋结构，管件的中段部分214所在位置的高度介于物料输入口 30与第三物料出ロ 33之间，管件的中段部分214位于物料分离容器20之内。管件的中段部分214折叠成层状结构时，冷却容器211可以输入的冷却介质的容积较大，可以吸收热量的冷却介质的量也比较多，冷却效果更为理想。本实施例中管件的中段部分214位于物料分离容器20之内。此时，冷却能力最为理想的管件的中段部分214与物料直接接触，所以冷却效果更为理想。当然，弯折成冷却容器211的管件的中段部分214也可以包覆干物料分离容器20之外。此外，冷却容器211也可以包括开设有冷却介质的入口 212、冷却介质的出ロ 213的筒体以及分别与冷却介质的入口 212连通的介质输入管、与冷却介质的出口 213连通的介质输出管，筒体位干物料分离容器20内，介质输入管以及介质输出管均延伸出物料分离容器20。本实施例中固体输出管43上所在位置的高度较高的部分的内径尺寸较大。此时，固体输出管43的形状类似漏斗状，所以从物料中分离出来的渣体更容易从固体输出管43排出。本实施例中物料分离容器20包括筒状的容器本体202以及分别固设于容器本体202位置相反的两端上的上端盖201以及下端盖203，其中上端盖201所在位置的高度大于下端盖203所在位置的高度，物料进入管40贯穿上端盖201，固体输出管43贯穿下端盖203。物料分离容器20由容器本体202以及上端盖201、下端盖203组合而成的结构，不仅容易制造，而且可以将上端盖201、下端盖203其中之一与容器本体202之间的连接设置为可拆卸连接，例如螺栓连接。这样，打开与容器本体202之间可拆卸连接的上端盖201或下端盖203即可更换或维修物料分离容器20内的零部件(例如第一过滤器61以及第ニ过滤器62)，维修或更换操作更为省力。本实施例中容器本体202的横截面为圆形、椭圆形或多边形，优选为圆形。上述结构的容器本体202比较规则便于制造，当然，容器本体202的形状也可以为其他结构，只要存在充足的空间以容纳物料即可。本实施例中上端盖201和/或下端盖203为两个法兰盘沿容器本体202的轴向方向插接而成。两个法兰盘中远离容器本体202的法兰盘可以与不同的外部装置或设备固定连接，这样，在外部装置或设备上安装该物料分离容器20时沿容器本体202的轴向方向将两个法兰盘插接在一起便可以实现物料分离容器20与外部装置或设备之间的组装，组装操作比较简单、快接。下面就以使用本实用新型所提供的多相物料分离装置对超临界氧化/气化处理后在高温高压条件下反应产生的液气固三相物料进行三相分离为例，更为详细、全面的阐述本实施例所提供的多相物料分离装置的使用方法超/亚临界反应或者产生气体以及固体残渣的高温高压反应后的产物从物料进入管40的进料ロ经过物料进入管40及其物料输入ロ 30进入物料分离容器20，进入物料分离容器20后的物料分散开并经过冷却装置21降温后，其内析出的气体为高压气体，该气体经过第一过滤器61，由第一物料出ロ 31排出至物料分离容器20之外，物料内的液体和固体停留在物料分离容器20的下部，液体经过第二过滤器62过滤后，由第二物料出ロ 32排出物料分离容器20，渣体沉淀至物料分离容器20的底部，最终会携帯少量液体由第三物料出ロ 33排出物料分离容器20。当然，本实施例所提供的物料分离容器20还可以分离前文所列举的物料之外的其他物料。实施例2 如图3所示，本实施例与实施例I基本相同，其不同点在于本实施例中物料进入管40上接近物料输入口 30的部分的内径大于物料进入管40上远离物料输入口 30的部分的内径。物料从物料进入管40输送至物料分离容器20内的过程中，由于物料进入管40的内径増大，所以物料的流速会降低，物料可以被更为充分、有效的进行三相分离，故而上述结构有助于提高物料的分离效率，进而无需将物料分离容器20高度设置太大，所以还具有节省物料分离容器20体积(尤其是高度尺寸)的优点。实施例3 如图4所不,本实施例与实施例I基本相同,其不同点在于本实施例中冷却容器211包括开设有冷却介质的入口 212、冷却介质的出ロ 213的筒体以及分别与冷却介质的入ロ 212连通的介质输入管、与冷却介质的出口 213连通的介质输出管,筒体、介质输入管以及介质输出管均位干物料分离容器20之外，且筒体包覆干物料分离容器20之外并与物料分离容器20的外表面相贴合。包覆于物料分离容器20之外的冷却装置21通过冷却物料分离容器20的方式，也可以冷却物料分离容器20内的物料，所以冷却容器211也可以实现充分利用物料释放的热能的效果。同吋，设置于冷却物料分离容器20之外的冷却装置21还具有维修、安装方便的 优点。上述结构中冷却介质的入口 212与冷却介质的出口 213的位置可以互換，优选为冷却介质的入口 212的高度低于冷却介质的出口 213，此时，温度较高的冷却介质会自动上升，从冷却介质的出ロ 213释放已经吸热的冷却介质会更为省力。实施例4:如图5、图6和图7所不，本实施例与实施例I基本相同，其不同点在于本实施例中物料分离容器20内表面上高度介于物料输入口 30与第三物料出ロ 33之间的部分还设置有如图5所示导流槽71，物料进入管40的物料输入口 30朝向导流槽71。导流槽71可以延长物料下落的时间，从而使得物料可以更为充分的被分离为气体、液体以及固体。本实施例中物料输入口 30处的物料进入管40为折线形弯头状。当然，物料输入ロ 30处的物料进入管40也可以为如图6和图7所示弧线形弯头状。如图5所示，物料输入口 30处的物料进入管40朝向导流槽71的部分的内径朝接近导流槽71的方向逐渐増大。这种结构可以更为有效的降低物料下落的流速，进而保证物料可以更为充分的被分离为气体、液体以及固体。本实施例中如图5所示导流槽71优选为开设于物料分离容器20内表面上，导流槽71的横切面(或称横断面)为弧面形、多边形，或者，导流槽71的横切面为弧面形与多边形的组合(即部分为弧面形、部分为多边形)。本实施例中如图5所示导流槽71以螺旋线形在竖直方向上延伸。这种结构的导流槽71的形状类似内螺纹，凸棱的形状类似外螺纹，更容易使用车床加工制造。本实施例中物料分离容器20的底部呈锥状，且内径较小的部分高度较低，第三物料出ロ 33位干物料分离容器20的底部。这种结构类似漏斗，从物料中分离出来的渣体更容易从固体输出管43排出。实施例5:如图8所示，本实施例与实施例4基本相同，其不同点在于本实施例中用于滤除物料中固体颗粒的第二过滤器62填充于液体输出管42内。由于液体输出管42内径并不大，所以这种结构中第二过滤器62的体积可以制作比较小一些，这样更节省材料。另外，第二过滤器62还可以位于装置外部，设置为可拆卸形式(通过法兰/螺纹形式连接液体输出管42)，更易于过滤器的维修。[0123] 上述各实施例中，物料输入口 30、第一物料出ロ 31、第二物料出ロ 32与第三物料出口 33等开ロ或通孔以及第一过滤器61、第二过滤器62等零部件其中任一的数目可以开设ー个，也可以开设两个以上。以上将本实用新型所提供的诸多技术方案分为实施例I 实施例5分别进行说明仅仅是为了阐述起来更为方便、易懂，本领域技术人员完全可以将上述本实用新型实施例I 实施例5内提供的诸多技术方案以及诸多技术手段互相组合以得到其他技术方案，无论本领域技术人员将本实用新型所提供的上述技术方案或技术手段如何进行组合均属于本实用新型原始记载的范围之内。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管參照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
权利要求1.一种多相物料分离装置，其特征在于，包括 物料分离容器， 用于降低所述物料分离容器内物料的温度的冷却装置， 贯穿地设置于所述物料分离容器上的至少ー个物料输入口、至少ー个第一物料出ロ以及至少ー个第二物料出ロ，其中， 所述第一物料出ロ所在位置的高度大于所述第二物料出ロ所在位置的高度。
2.根据权利要求I所述的多相物料分离装置，其特征在于，所述物料分离容器上还开设有至少ー个第三物料出口，所述第三物料出ロ所在位置的高度低于所述第二物料出ロ所在位置的高度。
3.根据权利要求2所述的多相物料分离装置，其特征在于，所述第一物料出ロ位于所述物料分离容器内水处于超临界区的位置的上方，且供处于气态的物料排出，所述第二物料出口位于所述物料分离容器内水处于亚临界区的位置，且供处于液态的物料排出，所述第三物料出ロ位于所述物料分离容器内水处于亚临界区的位置下方；和/或， 所述物料输入口、所述第一物料出口、所述第二物料出ロ以及所述第三物料出ロ其中的部分或全部为开设于所述物料分离容器上的通孔；或者， 所述多相物料分离装置包括物料进入管、气体输出管、液体输出管以及固体输出管，其中 所述物料进入管、所述气体输出管、所述液体输出管以及所述固体输出管均贯穿所述物料分离容器的器壁，且所述物料输入ロ、所述第一物料出ロ、所述第二物料出ロ以及第三物料出口依次分别为所述物料进入管、所述气体输出管、所述液体输出管以及所述固体输出管的位于所述物料分离容器内的端ロ。
4.根据权利要求3所述的多相物料分离装置，其特征在于，所述物料输入口所在位置的高度高于所述第二物料出ロ ；和/或， 所述第一物料出口与所述第二物料出ロ之间设置有用于滤除所述物料中的液体以及固体的第一过滤器；或者，所述气体输出管内或所述气体输出管位于所述物料分离容器外的端口上设置有用于滤除所述物料中的液体以及固体的第一过滤器；和/或， 所述第二物料出口与所述第一物料出ロ之间和/或所述第二物料出口与所述物料输入口之间设置有用于滤除所述物料中固体的第二过滤器，或者，所述液体输出管内或所述液体输出管位于所述物料分离容器外的端口上设置有用于滤除所述物料中固体的第二过滤器。
5.根据权利要求4所述的多相物料分离装置，其特征在于，所述物料进入管、所述气体输出管、所述液体输出管、所述固体输出管、所述第一过滤器以及所述第二过滤器其中的部分或全部为耐高温高压材料制成；和/或， 所述第一过滤器呈环形且套接于所述物料进入管之外，所述第一过滤器的周向边沿与所述物料分离容器的内表面相抵接，且所述第一过滤器与所述物料分离容器的内表面和/或所述物料进入管固定连接； 和/或，所述第二过滤器罩设在所述第二物料出口上或填充于所述第二物料出口内，所述第二过滤器与所述第二物料出口处的所述液体输出管的内表面和/或外表面固定连接。
6.根据权利要求5所述的多相物料分离装置，其特征在于，所述第二过滤器和所述液体输出管通过法兰或者螺纹固定连接；和/或， 所述耐高温高压材料为金属或合金材料；和/或， 所述第一过滤器和/或所述第二过滤器为开设有多个通孔的板状结构或网状结构。
7.根据权利要求6所述的多相物料分离装置，其特征在于，所述耐高温高压材料为镍基合金；和/或， 所述冷却装置包括冷却容器以及注入于所述冷却容器内的具有流动性的冷却介质，其中所述冷却容器为管件弯折而成，所述冷却容器以管件的两个端ロ为冷却介质的入口以及冷却介质的出ロ ；所述管件的中段部分位于所述物料分离容器之内，所述冷却介质的入ロ以及所述冷却介质的出口均位于所述物料分离容器之外；或者，所述管件的中段部分、所述冷却介质的入口以及所述冷却介质的出ロ均位于所述物料分离容器之外，且所述管件的中段部分包覆于所述物料分离容器之外；或者， 所述冷却容器包括开设有冷却介质的入口、冷却介质的出口的筒体以及分别与所述冷却介质的入口连通的介质输入管、与所述冷却介质的出口连通的介质输出管；所述筒体、所述介质输入管以及所述介质输出管均位于所述物料分离容器之外，且所述筒体包覆于所述物料分离容器之外并与所述物料分离容器的外表面相贴合；或者，所述筒体位于所述物料分离容器之内，所述介质输入管以及所述介质输出管均延伸出所述物料分离容器。
8.根据权利要求7所述的多相物料分离装置，其特征在于所述冷却容器为管件弯折而成，且所述管件的中段部分折叠成层状结构，所述管件的中段部分所在位置的高度介于所述物料输入口与所述第三物料出ロ之间；和/或， 所述物料进入管上接近所述物料输入口的部分的内径大于所述物料进入管上远离物料输入口的部分的内径；和/或， 所述固体输出管上所在位置的高度较高的部分的内径尺寸较大；和/或， 所述物料分离容器的底部呈锥状，且内径较小的部分所在的位置的高度较低，所述第三物料出ロ位于所述物料分离容器的底部； 和/或，所述物料分离容器内表面上高度介于所述物料输入口与所述第三物料出口之间的部分还设置有导流槽，所述物料进入管的物料输入口朝向所述导流槽。
9.根据权利要求8所述的多相物料分离装置，其特征在于所述物料输入口处的所述物料进入管为折线形或弧线形弯头状； 和/或，所述物料输入口处的所述物料进入管朝向所述导流槽的部分的内径朝接近所述导流槽的方向逐渐増大；和/或， 所述导流槽开设于所述物料分离容器的内表面上，所述导流槽的横切面为弧面形、多边形或为弧面形与多边形的组合；和/或， 所述导流槽长度方向上以螺旋线形在竖直方向上延伸；和/或， 所述物料分离容器包括筒状的容器本体以及分别固设于所述容器本体位置相反的两端上的上端盖以及下端盖，其中 所述物料进入管贯穿所述上端盖，所述固体输出管贯穿所述下端盖。
10.根据权利要求9所述的多相物料分离装置，其特征在于所述上端盖和/或所述下端盖为两个法兰盘沿所述容器本体的轴向方向插接而成；和/或，所述容器本体的横截面为圆形、椭圆形或多边形；和/或， 所述上端盖和/或所述下端盖与所述容器本体之间为螺栓连接。
专利摘要本实用新型公开了一种多相物料分离装置，涉及液气固三相分离技术领域，解决了现有技术存在不适宜分离高温高压物料、内部结构复杂、从物料中分离出的液体以及气体中均易发生固体夹带的技术问题。该多相物料分离装置，包括物料分离容器、用于降低物料分离容器内物料的温度的冷却装置以及贯穿设置于物料分离容器上的至少一个物料输入口、至少一个第一物料出口以及至少一个第二物料出口，第一物料出口所在位置的高度大于第二物料出口所在位置的高度。本实用新型用于对物料尤其是处于高温高压状态物料进行液气固三相分离。
文档编号B01D50/00GK202398137SQ20122001050
公开日2012年8月29日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者张玉宝, 李成学, 杜娟, 王青, 田文堂, 程乐明, 谷俊杰, 谷蔚, 高志远 申请人:新奥科技发展有限公司