专利名称：煤的超临界水连续萃取反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤的直接液化设备，特别涉及一种煤的超临界水连续萃取反应装置。
技术背景煤在一定温度和压力条件下，可以进行超临界气体萃取直接得到燃料油。国内外的科学研究人员先后进行了大量的研究，取得了一些实验成果。1975年英国的科学家首先以甲苯为萃取剂，在350℃和10Mpa压力的超临界状态下进行煤的萃取试验。1992年7月1日，中国专利公报公开了专利申请号为87102560。4、审定公告号为1017251、名称为“煤的超临界气体连续抽提方法及其装置”的发明专利说明书；该专利技术虽然解决了连续萃取的问题，但是，反应器结构不完善，反应物从反应器中并流而下，分子间有效碰撞率不高，因而反应效果较差，速率低；使用该方法还需与煤浆制备设备和高压泵输送设备配套，故投资大，耗能高。此外，使用的萃取剂为易燃易爆、有毒害、污染环境且价格高昂的有机溶剂，在温度、压力较高的反应条件下，容易发生事故，因而增大了实现工业化生产的难度。
发明的内容针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种反应效率高、速率高，对环境无污染、安全可靠、投资少、能耗低，适于工业化生产的煤的超临界水连续萃取反应装置。
本实用新型所述的煤的超临界水连续萃取反应装置，包括进料器、连接在进料器下面的反应器、连接在反应器的球阀、连接在球阀下面的残煤罐、连接在残煤罐下面的残煤排放阀，其特征在于在进料器的顶部插入有超临界水喷射管。
所述的煤的超临界水连续萃取反应装置，其特征在于进料器上部为圆筒，下部为漏斗状的收缩管，收缩管的出口连接喉管，喉管下接扩散管，扩散管之下为连接管，并伸入反应器的上部；超临界水喷射管从进料器的顶部插入，锥形喷嘴靠近并正对收缩管的出口；止回阀连接在进料器上部圆筒的中上部。超临界水从喷射管的锥形喷嘴喷出与煤粉混合，增大了反应物分子间的有效碰撞，从而强化了反应过程，加快了反应速率。
所述的煤的超临界水连续萃取反应装置，其反应器上部为圆筒，下部为圆锥筒，在伸入圆筒上部的进料器的连接管出口之上侧壁分别安装有不锈钢粉末成型的滤片、安全阀、温度计套管和混合汽出口管，混合汽出口管上装有压力表。滤片的作用是阻挡煤粉从混合汽出口管排出。安全阀是当反应器压力超高时起保护作用。温度计套管用于插入温度计指示反应器内的温度。
所述的煤的超临界水连续萃取反应装置，其残煤罐的中上部安装有不锈钢粉末成型的过滤片进气管与该滤片连接，进气管上装有水的超临界流体进汽阀、压力表和减压阀。在打开反应器下面的球阀排放残煤之前，先打开进汽阀向残煤罐内通入水的超临界流体升高罐内的压力，使其与反应器内的压力接近或相等，再打开球阀让反应器中的残煤落入残煤罐内；在打开残煤罐下面的残煤排放阀排放残煤前，先关闭球阀，后打开减压阀放出残煤罐内的汽体，过滤片阻挡残煤随汽体一起放出，罐内的压力降低后，再打开残煤排放阀排放残煤。
本实用新型可使萃取反应连续进行，适于工业化生产；多变的喷射方式，强化了萃取反应过程，加快了反应速率。使用的萃取剂价廉易得、无毒无害、可以循环使用超临界水，反应条件相对安全，对环境无污染；本实用新型勿需煤浆制备设备和高压泵输送装置配套，投资少、能耗低。
图1是本实用新型的构造示意图。
具体实施方式
参见图1，高压高速的超临界水流体从装在进料器1顶部的超临界水喷射管6的锥形喷嘴喷出，在收缩管14处与从止回阀7自动吸入80-100目的煤粉进行有效混合反应，并高速通过喉管15进行挤压反应，继续流经扩散管16和连接管17喷射入上部装有安全阀9和温度计套管10的反应器2内，由于从连接管17进入反应器2的流体产生剧烈的湍流，使超临界萃取反应继续进行，并随之分离；超临界水萃取剂与分离出的汽态燃料油的混合物同残煤经重力分离后，穿过滤片8从上部的混合汽出口管11进入分离器；在打开反应器2下面的球阀3排放残煤之前，先打开装在进汽管21上的进汽阀20向残煤罐4内通入高压水汽以升高罐内的压力，使安装在进汽管21上的压力表19的读数与反应器混合汽出口管11上的压力表12读数接近或相等时，再打开球阀3，将残煤放入残煤罐4内；在打开残煤罐4下面的残煤排放阀5排放残煤前，先关闭球阀3，后打开减压阀20放出残煤罐4内的汽体，过滤片13阻挡残煤随汽体一起放出，罐内的压力降低后，再打开残煤排放阀5排放残煤。
本实用新型体积小，但可以连续处理大量的固体煤粉，工业化生产时，可将多台设备并联生产。
权利要求1.煤的超临界水连续萃取反应装置，包括进料器(1)、连接在进料器下面的反应器(2)、连接在反应器的球阀(3)、连接在球阀下面的残煤罐(4)、连接在残煤罐下面的残煤排放阀(5)，其特征在于在进料器(1)的顶部插入有超临界水喷射管(6)。
2.根据权利要求1所述的煤的超临界水连续萃取反应装置，其特征在于进料器(1)上部为圆筒，下部为漏斗状的收缩管(14)，收缩管的出口连接喉管(15)，喉管下接扩散管(16)，扩散管之下为连接管(17)，并伸入反应器(2)的上部；超临界水喷射管(6)从进料器(1)的顶部插入，锥形喷嘴靠近并正对收缩管(14)的出口；止回阀(7)连接在进料器(1)上部圆筒的中上部。
3.根据权利要求1所述的煤的超临界水连续萃取反应装置，其特征在于反应器(2)上部为圆筒，下部为圆锥筒，在伸入圆筒上部的进料器(1)的连接管(17)出口之上侧壁分别安装有滤片(8)、安全阀(9)、温度计套管(10)和混合汽出口管(11)，混合汽出口管上装有压力表(12)。
4.根据权利要求1所述的煤的超临界水连续萃取反应装置，其特征在于残煤罐(4)的中上部安装有过滤片(13)，进气管(21)与该滤片(13)连接，进气管(21)上装有水的超临界流体进汽阀(18)、压力表(19)和减压阀(20)。
专利摘要本实用新型涉及煤的超临界水连续萃取反应装置，包括进料器(1)、连接在进料器下面的反应器(2)、连接在反应器的球阀(3)、连接在球阀下面的残煤罐(4)、连接在残煤罐下面的残煤排放阀(5)，其特征在于在进料器(1)的顶部插入有超临界水喷射管(6)。本实用新型可使萃取反应连续进行，适于工业化生产；多变的喷射方式，强化了萃取反应过程，加快了反应速率。使用的萃取剂价廉易得、无毒无害、可以循环使用超临界水，反应条件相对安全，对环境无污染。
文档编号C10G1/04GK2575098SQ0224447
公开日2003年9月24日 申请日期2002年10月17日 优先权日2002年10月17日
发明者王有素 申请人:王有素