煤的超臨界水連續萃取反應裝置的製作方法

2023-05-11 07:22:31

專利名稱：煤的超臨界水連續萃取反應裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤的直接液化設備，特別涉及一種煤的超臨界水連續萃取反應裝置。
技術背景煤在一定溫度和壓力條件下，可以進行超臨界氣體萃取直接得到燃料油。國內外的科學研究人員先後進行了大量的研究，取得了一些實驗成果。1975年英國的科學家首先以甲苯為萃取劑，在350℃和10Mpa壓力的超臨界狀態下進行煤的萃取試驗。1992年7月1日，中國專利公報公開了專利申請號為87102560。4、審定公告號為1017251、名稱為「煤的超臨界氣體連續抽提方法及其裝置」的發明專利說明書；該專利技術雖然解決了連續萃取的問題，但是，反應器結構不完善，反應物從反應器中並流而下，分子間有效碰撞率不高，因而反應效果較差，速率低；使用該方法還需與煤漿製備設備和高壓泵輸送設備配套，故投資大，耗能高。此外，使用的萃取劑為易燃易爆、有毒害、汙染環境且價格高昂的有機溶劑，在溫度、壓力較高的反應條件下，容易發生事故，因而增大了實現工業化生產的難度。
發明的內容針對現有技術存在的不足，本實用新型提供一種反應效率高、速率高，對環境無汙染、安全可靠、投資少、能耗低，適於工業化生產的煤的超臨界水連續萃取反應裝置。
本實用新型所述的煤的超臨界水連續萃取反應裝置，包括進料器、連接在進料器下面的反應器、連接在反應器的球閥、連接在球閥下面的殘煤罐、連接在殘煤罐下面的殘煤排放閥，其特徵在於在進料器的頂部插入有超臨界水噴射管。
所述的煤的超臨界水連續萃取反應裝置，其特徵在於進料器上部為圓筒，下部為漏鬥狀的收縮管，收縮管的出口連接喉管，喉管下接擴散管，擴散管之下為連接管，並伸入反應器的上部；超臨界水噴射管從進料器的頂部插入，錐形噴嘴靠近並正對收縮管的出口；止回閥連接在進料器上部圓筒的中上部。超臨界水從噴射管的錐形噴嘴噴出與煤粉混合，增大了反應物分子間的有效碰撞，從而強化了反應過程，加快了反應速率。
所述的煤的超臨界水連續萃取反應裝置，其反應器上部為圓筒，下部為圓錐筒，在伸入圓筒上部的進料器的連接管出口之上側壁分別安裝有不鏽鋼粉末成型的濾片、安全閥、溫度計套管和混合汽出口管，混合汽出口管上裝有壓力表。濾片的作用是阻擋煤粉從混合汽出口管排出。安全閥是當反應器壓力超高時起保護作用。溫度計套管用於插入溫度計指示反應器內的溫度。
所述的煤的超臨界水連續萃取反應裝置，其殘煤罐的中上部安裝有不鏽鋼粉末成型的過濾片進氣管與該濾片連接，進氣管上裝有水的超臨界流體進汽閥、壓力表和減壓閥。在打開反應器下面的球閥排放殘煤之前，先打開進汽閥向殘煤罐內通入水的超臨界流體升高罐內的壓力，使其與反應器內的壓力接近或相等，再打開球閥讓反應器中的殘煤落入殘煤罐內；在打開殘煤罐下面的殘煤排放閥排放殘煤前，先關閉球閥，後打開減壓閥放出殘煤罐內的汽體，過濾片阻擋殘煤隨汽體一起放出，罐內的壓力降低後，再打開殘煤排放閥排放殘煤。
本實用新型可使萃取反應連續進行，適於工業化生產；多變的噴射方式，強化了萃取反應過程，加快了反應速率。使用的萃取劑價廉易得、無毒無害、可以循環使用超臨界水，反應條件相對安全，對環境無汙染；本實用新型勿需煤漿製備設備和高壓泵輸送裝置配套，投資少、能耗低。


圖1是本實用新型的構造示意圖。
具體實施方式
參見圖1，高壓高速的超臨界水流體從裝在進料器1頂部的超臨界水噴射管6的錐形噴嘴噴出，在收縮管14處與從止回閥7自動吸入80-100目的煤粉進行有效混合反應，並高速通過喉管15進行擠壓反應，繼續流經擴散管16和連接管17噴射入上部裝有安全閥9和溫度計套管10的反應器2內，由於從連接管17進入反應器2的流體產生劇烈的湍流，使超臨界萃取反應繼續進行，並隨之分離；超臨界水萃取劑與分離出的汽態燃料油的混合物同殘煤經重力分離後，穿過濾片8從上部的混合汽出口管11進入分離器；在打開反應器2下面的球閥3排放殘煤之前，先打開裝在進汽管21上的進汽閥20向殘煤罐4內通入高壓水汽以升高罐內的壓力，使安裝在進汽管21上的壓力表19的讀數與反應器混合汽出口管11上的壓力表12讀數接近或相等時，再打開球閥3，將殘煤放入殘煤罐4內；在打開殘煤罐4下面的殘煤排放閥5排放殘煤前，先關閉球閥3，後打開減壓閥20放出殘煤罐4內的汽體，過濾片13阻擋殘煤隨汽體一起放出，罐內的壓力降低後，再打開殘煤排放閥5排放殘煤。
本實用新型體積小，但可以連續處理大量的固體煤粉，工業化生產時，可將多臺設備並聯生產。
權利要求1.煤的超臨界水連續萃取反應裝置，包括進料器(1)、連接在進料器下面的反應器(2)、連接在反應器的球閥(3)、連接在球閥下面的殘煤罐(4)、連接在殘煤罐下面的殘煤排放閥(5)，其特徵在於在進料器(1)的頂部插入有超臨界水噴射管(6)。
2.根據權利要求1所述的煤的超臨界水連續萃取反應裝置，其特徵在於進料器(1)上部為圓筒，下部為漏鬥狀的收縮管(14)，收縮管的出口連接喉管(15)，喉管下接擴散管(16)，擴散管之下為連接管(17)，並伸入反應器(2)的上部；超臨界水噴射管(6)從進料器(1)的頂部插入，錐形噴嘴靠近並正對收縮管(14)的出口；止回閥(7)連接在進料器(1)上部圓筒的中上部。
3.根據權利要求1所述的煤的超臨界水連續萃取反應裝置，其特徵在於反應器(2)上部為圓筒，下部為圓錐筒，在伸入圓筒上部的進料器(1)的連接管(17)出口之上側壁分別安裝有濾片(8)、安全閥(9)、溫度計套管(10)和混合汽出口管(11)，混合汽出口管上裝有壓力表(12)。
4.根據權利要求1所述的煤的超臨界水連續萃取反應裝置，其特徵在於殘煤罐(4)的中上部安裝有過濾片(13)，進氣管(21)與該濾片(13)連接，進氣管(21)上裝有水的超臨界流體進汽閥(18)、壓力表(19)和減壓閥(20)。
專利摘要本實用新型涉及煤的超臨界水連續萃取反應裝置，包括進料器(1)、連接在進料器下面的反應器(2)、連接在反應器的球閥(3)、連接在球閥下面的殘煤罐(4)、連接在殘煤罐下面的殘煤排放閥(5)，其特徵在於在進料器(1)的頂部插入有超臨界水噴射管(6)。本實用新型可使萃取反應連續進行，適於工業化生產；多變的噴射方式，強化了萃取反應過程，加快了反應速率。使用的萃取劑價廉易得、無毒無害、可以循環使用超臨界水，反應條件相對安全，對環境無汙染。
文檔編號C10G1/04GK2575098SQ0224447
公開日2003年9月24日 申請日期2002年10月17日 優先權日2002年10月17日
發明者王有素 申請人:王有素