專利名稱：多相物料分離裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及液氣 固(或稱氣液固)三相分離技術領域，具體涉及ー種多相物料分離裝置。
背景技術：
三相物料分離裝置用于實現將物料(或稱待分離原料)中的液體、氣體以及固體三種不同狀態的物質分離并提取出來。由物料中分離出來的液體、氣體以及固體可以分別進行利用。三相表示物質的三種存在狀態即氣態、液態以及固態。傳統的三相物料分離裝置主要為重力沉降罐，使用重力沉降罐分離物料的過程中，先將物料輸入至重力沉降罐，等待重力沉降罐內的物料自然冷卻、沉淀之后，再分別將物料中析出的液體、氣體以及固體提取出來。使用傳統的重力沉降罐分離物料不僅工作時間長、工作不連續，而且為了増大重力沉降罐的處理的物料的量，其占地面積以及體積設計的比較大。為此，現有技術中，技術人員還研發了一種如圖I所示的三相物料分離裝置(該現有的三相物料分離裝置已經被申請號為200810094026. I的中國專利文獻所公開)。如圖I所示，現有的三相物料分離裝置，包括頂端帶有對稱切向入口管I的分離筒2，分離筒2頂端面封閉，其內側面中心位置固定有ー個槌形體，槌形體包括擴張段11、折流板12以及置頂錐13，底端面封閉且開有一根排液管8、一根排氣管9以及ー根排砂管10，此分離筒2內底端由下向上依次固定連接排液段6、集液段4以及脫氣錐3，排氣管9由脫氣錐3起，貫穿脫氣錐3、集液段4以及排液段6的中心部分后引出分離筒2タト，集液段4上開設有集液孔5，排液段6的上端與集液段4連通，下端與排液管8連通；脫氣錐3、集液段4以及排液段6的中心軸線均與槌形體的中心軸線重合，且脫氣錐3的頂端面與折流板12之間不相觸。現有的三相物料分離裝置雖然也可以實現液氣固三相分離，但是至少存在以下技術問題現有的三相分離裝置僅適用于分離石油原料等處于常溫或低于常溫的物料，使用現有技術處理溫度稍高的物料時，只能等待物料自然冷卻并發生沉淀后才能進行液氣固三相分離，分離效率極為低下，所以不適用于分離溫度較高乃至超臨界氧化/氣化處理后在聞溫聞壓條件下反應廣生的液氣固二相物料等處于聞溫聞壓的物料。同時，現有的三相分離裝置中，為了避免重力作用在物料內液氣固三相分離過程中的影響，液體、氣體以及固體均采用自上而下導出的方式從三相分離裝置的底部引出，導致其內部結構比較復雜，而且在物料中固體含量較多時，用于引出液體的集液段和集液孔易被物料中分離出來的渣體(即固體)堵塞，用于引出氣體的氣體排出管道也易發生液體、固體夾帶等現象。
實用新型內容本實用新型的目的是提出一種多相物料分離裝置，解決了現有技術存在不適宜分離高溫高壓物料、內部結構復雜、從物料中分離出的液體以及氣體中均易發生固體夾帶的技術問題。為實現上述目的，本實用新型提供了以下技術方案該多相物料分離裝置，包括物料分離容器、用于降低所述物料分離容器內物料的溫度的冷卻裝置以及貫穿地設置于所述物料分離容器上的至少ー個物料輸入口、至少ー個第一物料出ロ以及至少ー個第二物料出口，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。 優選地，所述物料分離容器上還開設有至少ー個第三物料出ロ，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。優選地，所述第一物料出口位于所述物料分離容器內水處于超臨界區的位置的上方，且供處于氣態的物料排出，所述第二物料出口位于所述物料分離容器內水處于亞臨界區的位置，且供處于液態的物料排出，所述第三物料出口位于所述物料分離容器內水處于亞臨界區的位置下方；和/或，所述物料輸入口、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為開設于所述物料分離容器上的通孔；或者，所述多相物料分離裝置包括物料進入管、氣體輸出管、液體輸出管以及固體輸出管，其中所述物料進入管、所述氣體輸出管、所述液體輸出管以及所述固體輸出管均貫穿所述物料分離容器的器壁，且所述物料輸入ロ、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別為所述物料進入管、所述氣體輸出管、所述液體輸出管以及所述固體輸出管的位于所述物料分離容器內的端ロ；所述物料進入管、所述氣體輸出管、所述液體輸出管以及所述固體輸出管位于所述物料分離容器之外的端ロ依次分別為所述物料進入管的進料ロ、所述氣體輸出管的出氣ロ、所述液體輸出管的出液ロ以及所述固體輸出管的渣體出口。優選地，所述物料輸入口所在位置的高度高于所述第二物料出ロ ；和/或，所述第一物料出口與所述第二物料出ロ之間設置有用于濾除所述物料中的液體以及固體的第一過濾器；或者，所述氣體輸出管內或所述氣體輸出管位于所述物料分離容器外的端ロ即所述出氣口上設置有用于濾除所述物料中的液體以及固體的第一過濾器；和/或，所述第二物料出口與所述第一物料出ロ之間和/或所述第二物料出口與所述物料輸入口之間設置有用于濾除所述物料中固體的第二過濾器，或者，所述液體輸出管內或所述出液口上設置有用于濾除所述物料中固體的第二過濾器。優選地，所述物料進入管、所述氣體輸出管、所述液體輸出管、所述固體輸出管、所述第一過濾器以及所述第二過濾器部分或全部為耐高溫高壓材料制成；和/或，所述第一過濾器呈環形且套接于所述物料進入管之外，所述第一過濾器的周向邊沿與所述物料分離容器的內表面相抵接，且所述第一過濾器與所述物料分離容器的內表面和/或所述物料進入管固定連接；和/或，所述第二過濾器罩設在所述第二物料出口上或填充于所述第二物料出ロ內，所述第二過濾器與所述第二物料出口處的所述液體輸出管的內表面和/或外表面固定連接。優選地，所述第二過濾器和所述液體輸出管通過法蘭或者螺紋形式固定連接。優選地，所述耐高溫高壓材料為金屬或合金材料；和/或，所述第一過濾器和/或所述第二過濾器為開設有多個通孔的板狀結構或網狀結構。優選地，所述耐高溫高壓材料為鎳基合金；和/或，所述冷卻裝置包括冷卻容器以及注入于所述冷卻容器內的具有流動性的冷卻介質，其中所述冷卻容器為管件彎折而成，所述冷卻容器以管件的兩個端ロ為冷卻介質的入ロ以及冷卻介質的出口 ；所述管件的中段部分位于所述物料分離容器之內，所述冷卻介質的入口以及所述冷卻介質的出口均位于所述物料分離容器之外；或者，所述管件的中段部分、所述冷卻介質的入口以及所述冷卻介質的出口均位于所述物料分離容器之外，且所述管件的中段部分包覆于所述物料分離容器之外；或者，所述冷卻容器包括開設有冷卻介質的入口、冷卻介質的出口的筒體以及分別與所述冷卻介質的入口連通的介質輸入管、與所述冷卻介質的出ロ連通的介質輸出管；所述筒體、所述介質輸入管以及所述介質輸出管均位于所述物料分離容器之外，且所述筒體包覆于所述物料分離容器之外并與所述物料分離容器的外表面相貼合；或者，所述筒體位于所述物料分離容器之內，所述介質輸入管以及所述介質輸出管均延伸出所述物料分離容器。優選地，所述冷卻容器為管件彎折而成，且所述管件的中段部分折疊成層狀結構，所述管件的中段部分所在位置的高度介于所述物料輸入口與所述第三物料出ロ之間；和/或，所述物料進入管上接近所述物料輸入口部分的內徑大于所述物料輸入口的部分的內徑；和/或，所述固體輸出管上所在位置的高度較高的部分的內徑尺寸較大；和/或，所述物料分離容器的底部呈錐狀，且內徑較小的部分所在的位置的高度較低，所述第三物料出口位于所述物料分離容器的底部；和/或，所述物料分離容器內表面上高度介于所述物料輸入口與所述第三物料出ロ之間的部分還設置有導流槽，所述物料進入管的物料輸入口朝向所述導流槽。優選地，所述物料輸入口處的所述物料進入管為折線形或弧線形彎頭狀；和/或，所述物料輸入口處的所述物料進入管朝向所述導流槽的部分的內徑朝接近所述導流槽的方向逐漸増大；和/或，所述導流槽開設于所述物料分離容器的內表面上，所述導流槽的橫切面為弧面形、多邊形或為弧面形與多邊形的組合；和/或，所述導流槽以螺旋線形在豎直方向上延伸；和/或，所述物料分離容器包括筒狀的容器本體以及分別固設于所述容器本體位置相反的兩端上的上端蓋以及下端蓋，其中所述上端蓋所在位置的高度大于所述下端蓋所在位置的高度，所述物料進入管貫 穿所述上端蓋，所述固體輸出管貫穿所述下端蓋。優選地，所述上端蓋和/或所述下端蓋為兩個法蘭盤沿所述容器本體的軸向方向插接而成；和/或，[0041]所述容器本體的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形；和/或，所述上端蓋和/或所述下端蓋與所述容器本體之間為螺栓連接。基于上述技術方案中的任一技術方案，本實用新型實施例至少可以產生如下技術效果[0044]由于本實用新型所提供的多相物料分離裝置中設置有冷卻裝置，冷卻裝置能夠降低物料分離容器內物料的溫度，并且，第一物料出ロ所在位置的高度(高度指沿豎直方向上與水平面之間的距離)大于第二物料出ロ所在位置的高度，所以分離溫度較高乃至超臨界氧化/氣化處理后在高溫高壓條件下反應產生的液氣固三相物料等處于高溫高壓的物料的過程中，物料被冷卻裝置冷卻后，物料的狀態轉換為亞臨界狀態時，超臨界水轉變為亞臨界液體狀態，物料中的氣體、液體以及固體由于密度大小存在差異，便會在重力的作用下析出并分別上升或下降，在重力的作用下，氣體會上升至第一物料出口附近，液體會沉降并累積至第二物料出口附近，當物料分離容器上開設有第三物料出口吋，固體即渣體(由固體顆粒以及密度、粘度較大的液體構成)會沉淀至第三物料出口附近，從而物料中的氣體、液體以及固體便會分離出來；當物料分離容器上僅開設第一物料出ロ以及第二物料出ロ時，可以僅使用本多相物料分離裝置進行氣液、液固或氣固兩相分離，以氣液分離為例，氣體會上升至第一物料出ロ附近，液體會沉降并累積至第二物料出ロ附近，從而使得物料中的氣體以及液體可以被分離出來。與現有技術相比，在冷卻裝置的作用下，使用本實用新型所提供的多相物料分離裝置可以直接對處于高溫高壓的物料進行分離，無需等待物料自然冷卻之后再對其進行分離，所以具有分離效率高、耗費時間短且分離操作后分離后物料可連續進行再處理的優點；同時，由于本實用新型中多相物料分離裝置充分利用了超臨界到亞臨界物料中水的相態的變化以及重力的作用對物料中分離出來的密度不同的氣體、液體以及固體進行分離，未采用現有技術設置復雜的管道以抵消或減弱重力的作用，所以本實用新型內部結構上更為簡單，混合物料溫度從超臨界降低到亞臨界，超臨界狀態的水轉變成液態，在重力的作用下，密度較大的固體不易隨著液體流動至沿豎直方向上位置高度較高的用于輸出液體的物料出口，而會下行至本實用新型所提供的多相分離裝置的底部，氣體與固液混合體通過重力作用形成分層，氣體則與固液兩相分離上升并到達用于輸出氣體的物料出口，利用過濾裝置(例如過濾器)可以更有效的防止氣體及液體中夾帶固體的現象，所以解決了現有技術存在不適宜分離高溫高壓物料、內部結構復雜、從物料中分離出的液體以及氣體中均易發生固體夾帶的技術問題。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進ー步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖I為現有技術中液氣固三相分離裝置的透視示意圖；圖2為本實用新型實施例I所提供的多相物料分離裝置的剖視示意圖；圖3為本實用新型實施例2所提供的多相物料分離裝置的剖視示意圖；[0051]圖4為本實用新型實施例3所提供的多相物料分離裝置的剖視示意圖；圖5為本實用新型實施例4所提供的一種多相物料分離裝置的剖視示意圖；圖6為本實用新型實施例4所提供又一種的多相物料分離裝置的剖視示意圖；圖7為本實用新型實施例4所提供的再一種多相物料分離裝置的剖視示意圖；圖8為本實用新型實施例5所提供的多相物料分離裝置的剖視示意圖。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進ー步的詳細描述。本實用新型實施例提供了一種適用范圍廣，尤其適用于分離超臨界氧化/氣化處理后在高溫高壓條件下反應產生的液氣固三相物料、結構簡単，且分離出的液體以及氣體中均不易發生固體夾帶的現象的多相物料分離裝置。實施例I :如圖2所示，本實用新型實施例所提供的多相物料分離裝置，包括物料分離容器20、用于降低物料分離容器20內物料的溫度的冷卻裝置21以及開設于物料分離容器20上的物料輸入口 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。由于本實用新型所提供的多相物料分離裝置中設置有冷卻裝置21，冷卻裝置21能夠降低物料分離容器20內物料的溫度，并且，第一物料出ロ 31所在位置的高度(高度指沿豎直方向上與水平面之間的距離)大于第二物料出口 32所在位置的高度，所以分離溫度較高乃至超臨界氧化/氣化處理后在高溫高壓條件下反應產生的液氣固三相物料等處于高溫高壓的物料的過程中，物料被冷卻裝置21冷卻后，溫度降低至亞臨界狀態時，物料中水由超臨界狀態轉變為亞臨界液體狀態，物料中的氣體、液體以及固體由于密度大小存在差異，便會在重力的作用下析出并分別上升或下降，在重力的作用下，密度小的氣體會上升至第一物料出ロ 31附近，密度稍大的液體會沉降并累積至第二物料出ロ 32附近，當物料分 離容器20上開設有第三物料出ロ 33時，密度最大的固體即渣體會沉淀至第三物料出ロ 33附近，從而物料中的氣體、液體以及固體便會分離出來；當物料分離容器20上僅開設第一物料出口 31以及第二物料出口 32時，可以僅使用本實用新型所提供的多相物料分離裝置進行氣液、液固或氣固兩相分離，以氣液分離為例，氣體會上升至第一物料出口 31附近，液體會沉降至第二物料出口 32附近，從而使得物料中的氣體以及液體可以被分離出來。與現有技術相比，在冷卻裝置21的作用下，使用本實用新型所提供的多相物料分離裝置可以直接對處于高溫高壓的物料進行分離，無需等待物料自然冷卻之后再對其進行分離，所有具有分離效率高、耗費時間短且分離操作后物料可連續進行再處理的優點，由于可連續對物料進行分離，所以物料分離容器20的體積無需制作的太大；同時，由于本實用新型中多相物料分離裝置充分利用了超臨界到亞臨界物料中水的相態的變化以及重力的作用對物料中分離出來的密度不同的氣體、液體以及固體進行分離，未采用現有技術設置復雜的管道以抵消或減弱重力的作用，所以本實用新型內部結構上更為簡單，混合物料溫度從超臨界降低到亞臨界，超臨界狀態的水轉變成液態，在重力的作用下，密度較大的固體和液體下行至本實用新型所提供的多相分離裝置底部，兩者通過重力作用形成分層，氣體則與固液兩相分離上升并到達用于輸出氣體的物料出口，利用過濾裝置(例如第一過濾器61、第二過濾器62)防止氣體及液體中夾帶固體的現象，所以解決了現有技術存在不適宜分離高溫高壓物料、內部結構復雜、從物料中分離出的液體以及氣體中均易發生固體夾帶的技術問題。本實施例中多相可以理解為兩相也可以理解為三相，物料分離容器20上優選為除開設有第一物料出口 31以及第二物料出口 32之外還開設有第三物料出口 33，第一物料出口 31用于輸出由物料分離出的氣體，第ニ物料出口 32用于輸出由物料分離出的液體，第三物料出ロ 33用于輸出由物料分離出的渣體以及液體的混合物，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。超臨界水(SCW 3740C /22. IMPa以上)具有特殊的物理化學性質，例如比熱容大、傳熱系數高、擴散系數大、離子積高、粘度低、介電常數小、電離常數小、密度小且隨壓力 改變、與有機物和氣體完全互溶等，同時，由于水為最常見的溶劑，無毒、廉價，且許多待處理物料中本身就含有水，水的后處理也比較簡單，所以超臨界水廣泛應用于對廢水、污泥以及固體燃料(例如煤)等物料的超臨界氧化/氣化處理，超臨界氧化/氣化處理后在高溫高壓條件下反應產生的液氣固三相物料中包含不會污染環境的殘渣、液體(可能含有有機質)以及可燃氣體(例如甲烷)，其中高壓可燃氣體具有廣泛的應用價值，若液體產物中含有有機質需要進行進一步處理，所以使用本實用新型所提供的多相物料分離裝置對超臨界氧化/氣化處理后在高溫高壓條件下反應產生的液氣固三相物料進行三相分離非常有意義。由于超臨界氧化/氣化處理后在高溫高壓條件下反應產生的液氣固三相物料中氣體會上升至水處于超臨界區的位置，液體會下降至水處于亞臨界區的位置，渣體會沉淀至水處于亞臨界區的位置的下方，超臨界區所在的位置的高度尺寸大于亞臨界區，所以本實施例中第一物料出ロ 31優選為位干物料分離容器20內水處于超臨界區的位置的上方，第一物料出ロ 31用于供處于氣態的物料排出。第二物料出ロ 32優選為位于物料分離容器20內水處于亞臨界區的位置，第二物料出ロ 32用于供處于液態的物料排出。第三物料出ロ33優選為位干物料分離容器20內水處于亞臨界區的位置下方，第三物料出ロ 33用于供物料內析出的渣體以及液體的混合物排出。水處于亞臨界區以及超臨界區的具體位置可以檢測得到，也可以根據物料分離容器20內的溫度、壓カ等參數計算出來。物料分離容器20可以利用重力作用實現液氣固三相分離。當物料分離容器20上未開設第三物料出ロ 33，僅僅開設有第一物料出ロ 31以及第二物料出ロ 32時，本實施例所提供的物料分離容器20可以僅用于實現氣液、氣固或液固兩相分離，即使是兩相分離與現有技術相比本實用新型仍舊存在適宜分離高溫高壓物料、內部結構簡單以及分離出的液體以及氣體中不易發生固體夾帶的優點。本實施例中多相物料分離裝置包括物料進入管40、氣體輸出管41、液體輸出管42以及固體輸出管43,其中物料進入管40、氣體輸出管41、液體輸出管42以及固體輸出管43均貫穿物料分離容器20的器壁，且物料輸入口 30、第一物料出ロ 31、第二物料出ロ 32以及第三物料出ロ33依次分別為物料進入管40、氣體輸出管41、液體輸出管42以及固體輸出管43的位干物料分離容器20內的端ロ ；物料進入管40、氣體輸出管41、液體輸出管42以及固體輸出管43位干物料分離容器20之外的端ロ依次分別為物料進入管40的進料ロ、氣體輸出管41的出氣ロ、液體輸出管42的出液ロ以及固體輸出管43的渣體出口。管道對物料以及物料分離出來的氣體、液體以及渣體具有導向作用，且可延長物料以及物料分離出來的氣體、液體以及渣體流動的路徑，便于在物料、氣體、液體以及渣體流動過程中對其進行過濾等其他加工。當然，上述物料輸入口 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(即其中的ー個或幾個)乃至全部均可以為開設于物料分離容器20上的通孔，當上述物料輸入口 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(即其中的ー個或幾個)為通孔時，上述物料輸入口 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為管道位于物料分離容器20內的端 □。本實施例中物料輸入口 30所在位置的高度高于第二物料出ロ 32。上述結構中由于第三物料出口 33通常均開設于三相分離容器底部，所以從物料輸入口 30進入物料分離容器20的物料下落至冷卻裝置21以及物料分離容器20底部吋，速度不會太快，不易砸傷、損壞冷卻裝置21，而流體狀態的物料也不易濺起并粘附于物料分離容器20的內表面以及第一過濾器61、第二過濾器62上，所以冷卻裝置21的安全性、物料的利用率以及物料分離的效率均比較高。本實施例中第一物料出ロ 31與第二物料出ロ 32之間設置有用于濾除物料中的液體以及固體的第一過濾器61。第一過濾器61可以避免物料中分離出來的液體以及固體從專用于輸出氣體的第一物料出ロ 31輸出，從而可以提高從第一物料出ロ 31輸出的氣體的純度。當然，用于濾除物料中的液體以及固體的第一過濾器61也可以設置于氣體輸出管41內或出氣口上。本實施例中第二物料出ロ 32與第一物料出ロ 31之間和/或第二物料出ロ 32與物料輸入口 30之間設置有用于濾除物料中固體顆粒的第二過濾器62，優選為在第二物料出口 32上罩設有外輪廓尺寸大于第二物料出口 32 口徑尺寸的第二過濾器62。與第一過濾器61的作用相似，第二過濾器62可以濾除液體中的固體顆粒，避免物料分離出來的渣體隨液體ー并涌入專用于輸出液體的第二物料出ロ 32，從而保證從第二物料出ロ 32排出的液體的純度。本實施例中第二過濾器62與第二物料出ロ 32處的液體輸出管42的內表面和/或外表面固定連接。第二過濾器62和液體輸出管42優選為通過法蘭或者螺紋(自身開設螺紋或使用螺栓)固定連接。第二過濾器62與第二物料出ロ 32處的液體輸出管42之間的固定連接可以采用不可拆卸的固定連接形式，例如焊接。當然，本實施例中第二過濾器62也可以固設于液體輸出管42的出液口上，此時，第二過濾器62可以與出液ロ處的液體輸出管42之間固定連接。只要保證從液體輸出管42的出液ロ排出的液體流動經過第二過濾器62，既可以濾除液體中夾帶的渣體。本實施例中物料進入管40、氣體輸出管41、液體輸出管42、固體輸出管43、第一過濾器61以及第二過濾器62至少其中之ー為耐高溫高壓材料(例如金屬或合金材料，優選為含鎳合金)制成的管道，以上零部件也可以其中的部分(即其中的ー個或幾個)為耐高溫高壓材料制成，優選為全部為耐高溫高壓材料制成。第一過濾器61以及第二過濾器62為多孔耐高溫材料制造。耐高溫高壓材料制成的零部件，使得本實用新型多相分離裝置更適宜于分離處于高溫高壓狀態的物料，尤其適宜于對超臨界氧化/氣化、高溫高壓反應后產生的三相物料流進行三相分離。本實施例中第一過濾器61呈環形且套接干物料進入管40之外，第一過濾器61的周向邊沿與物料分離容器20的內表面相抵接，且第一過濾器61與物料分離容器20的內表面和/或物料進入管40固定連接。第一過濾器61與物料進入管40采用套接的方式組裝時，組裝操作簡單、容易，且第一過濾器61可以全面的過濾物料進入管40分離出來的氣體，避免液體以及固體透過第一過濾器61。本實施例中第一過濾器61和/或第二過濾器62為開設有多個通孔的板狀結構或網狀結構。這種結構不僅制造方便，而且濾除液體、渣體時各處的流速比較均勻，不易發生堵塞。本實施例中冷卻裝置21包括冷卻容器211以及注入于冷卻容器211內的具有流動性的冷卻介質，其中冷卻容器211為管件彎折而成，冷卻容器211以管件的兩個端ロ為冷卻介質的入ロ 212以及冷卻介質的出口 213，冷卻介質的入口 212以及冷卻介質的出口 213均位于物料分離容器20之外。上述結構中冷卻介質優選為采用水或其他需要加熱后再使用的流體性物質，此時，可以利用物料的熱量對各種需要加熱的流體性物質進行加熱，進而充分利用物料釋放的熱能。由于只要是溫度較低的流體性物質(包括氣體、液體以及渣體，優選為液體尤其是水)均可以作為冷卻介質來使用，并且冷卻介質也可以循環使用，故而本實用新型所提供的冷卻裝置21的使用成本比較低。本實施例中冷卻容器211優選為管件彎折而成，且管件的中段部分214折疊成層狀結構，優選為層狀螺旋結構，管件的中段部分214所在位置的高度介于物料輸入口 30與第三物料出ロ 33之間，管件的中段部分214位于物料分離容器20之內。管件的中段部分214折疊成層狀結構時，冷卻容器211可以輸入的冷卻介質的容積較大，可以吸收熱量的冷卻介質的量也比較多，冷卻效果更為理想。本實施例中管件的中段部分214位于物料分離容器20之內。此時，冷卻能力最為理想的管件的中段部分214與物料直接接觸，所以冷卻效果更為理想。當然，彎折成冷卻容器211的管件的中段部分214也可以包覆干物料分離容器20之外。此外，冷卻容器211也可以包括開設有冷卻介質的入口 212、冷卻介質的出ロ 213的筒體以及分別與冷卻介質的入口 212連通的介質輸入管、與冷卻介質的出口 213連通的介質輸出管，筒體位干物料分離容器20內，介質輸入管以及介質輸出管均延伸出物料分離容器20。本實施例中固體輸出管43上所在位置的高度較高的部分的內徑尺寸較大。此時，固體輸出管43的形狀類似漏斗狀，所以從物料中分離出來的渣體更容易從固體輸出管43排出。本實施例中物料分離容器20包括筒狀的容器本體202以及分別固設于容器本體202位置相反的兩端上的上端蓋201以及下端蓋203，其中上端蓋201所在位置的高度大于下端蓋203所在位置的高度，物料進入管40貫穿上端蓋201，固體輸出管43貫穿下端蓋203。物料分離容器20由容器本體202以及上端蓋201、下端蓋203組合而成的結構，不僅容易制造，而且可以將上端蓋201、下端蓋203其中之一與容器本體202之間的連接設置為可拆卸連接，例如螺栓連接。這樣，打開與容器本體202之間可拆卸連接的上端蓋201或下端蓋203即可更換或維修物料分離容器20內的零部件(例如第一過濾器61以及第ニ過濾器62)，維修或更換操作更為省力。本實施例中容器本體202的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形，優選為圓形。上述結構的容器本體202比較規則便于制造，當然，容器本體202的形狀也可以為其他結構，只要存在充足的空間以容納物料即可。本實施例中上端蓋201和/或下端蓋203為兩個法蘭盤沿容器本體202的軸向方向插接而成。兩個法蘭盤中遠離容器本體202的法蘭盤可以與不同的外部裝置或設備固定連接，這樣，在外部裝置或設備上安裝該物料分離容器20時沿容器本體202的軸向方向將兩個法蘭盤插接在一起便可以實現物料分離容器20與外部裝置或設備之間的組裝，組裝操作比較簡單、快接。下面就以使用本實用新型所提供的多相物料分離裝置對超臨界氧化/氣化處理后在高溫高壓條件下反應產生的液氣固三相物料進行三相分離為例，更為詳細、全面的闡述本實施例所提供的多相物料分離裝置的使用方法超/亞臨界反應或者產生氣體以及固體殘渣的高溫高壓反應后的產物從物料進入管40的進料ロ經過物料進入管40及其物料輸入ロ 30進入物料分離容器20，進入物料分離容器20后的物料分散開并經過冷卻裝置21降溫后，其內析出的氣體為高壓氣體，該氣體經過第一過濾器61，由第一物料出ロ 31排出至物料分離容器20之外，物料內的液體和固體停留在物料分離容器20的下部，液體經過第二過濾器62過濾后，由第二物料出ロ 32排出物料分離容器20，渣體沉淀至物料分離容器20的底部，最終會攜帯少量液體由第三物料出ロ 33排出物料分離容器20。當然，本實施例所提供的物料分離容器20還可以分離前文所列舉的物料之外的其他物料。實施例2 如圖3所示，本實施例與實施例I基本相同，其不同點在于本實施例中物料進入管40上接近物料輸入口 30的部分的內徑大于物料進入管40上遠離物料輸入口 30的部分的內徑。物料從物料進入管40輸送至物料分離容器20內的過程中，由于物料進入管40的內徑増大，所以物料的流速會降低，物料可以被更為充分、有效的進行三相分離，故而上述結構有助于提高物料的分離效率，進而無需將物料分離容器20高度設置太大，所以還具有節省物料分離容器20體積(尤其是高度尺寸)的優點。實施例3 如圖4所不,本實施例與實施例I基本相同,其不同點在于本實施例中冷卻容器211包括開設有冷卻介質的入口 212、冷卻介質的出ロ 213的筒體以及分別與冷卻介質的入ロ 212連通的介質輸入管、與冷卻介質的出口 213連通的介質輸出管,筒體、介質輸入管以及介質輸出管均位干物料分離容器20之外，且筒體包覆干物料分離容器20之外并與物料分離容器20的外表面相貼合。包覆于物料分離容器20之外的冷卻裝置21通過冷卻物料分離容器20的方式，也可以冷卻物料分離容器20內的物料，所以冷卻容器211也可以實現充分利用物料釋放的熱能的效果。同吋，設置于冷卻物料分離容器20之外的冷卻裝置21還具有維修、安裝方便的 優點。上述結構中冷卻介質的入口 212與冷卻介質的出口 213的位置可以互換，優選為冷卻介質的入口 212的高度低于冷卻介質的出口 213，此時，溫度較高的冷卻介質會自動上升，從冷卻介質的出ロ 213釋放已經吸熱的冷卻介質會更為省力。實施例4:如圖5、圖6和圖7所不，本實施例與實施例I基本相同，其不同點在于本實施例中物料分離容器20內表面上高度介于物料輸入口 30與第三物料出ロ 33之間的部分還設置有如圖5所示導流槽71，物料進入管40的物料輸入口 30朝向導流槽71。導流槽71可以延長物料下落的時間，從而使得物料可以更為充分的被分離為氣體、液體以及固體。本實施例中物料輸入口 30處的物料進入管40為折線形彎頭狀。當然，物料輸入ロ 30處的物料進入管40也可以為如圖6和圖7所示弧線形彎頭狀。如圖5所示，物料輸入口 30處的物料進入管40朝向導流槽71的部分的內徑朝接近導流槽71的方向逐漸増大。這種結構可以更為有效的降低物料下落的流速，進而保證物料可以更為充分的被分離為氣體、液體以及固體。本實施例中如圖5所示導流槽71優選為開設于物料分離容器20內表面上，導流槽71的橫切面(或稱橫斷面)為弧面形、多邊形，或者，導流槽71的橫切面為弧面形與多邊形的組合(即部分為弧面形、部分為多邊形)。本實施例中如圖5所示導流槽71以螺旋線形在豎直方向上延伸。這種結構的導流槽71的形狀類似內螺紋，凸棱的形狀類似外螺紋，更容易使用車床加工制造。本實施例中物料分離容器20的底部呈錐狀，且內徑較小的部分高度較低，第三物料出ロ 33位干物料分離容器20的底部。這種結構類似漏斗，從物料中分離出來的渣體更容易從固體輸出管43排出。實施例5:如圖8所示，本實施例與實施例4基本相同，其不同點在于本實施例中用于濾除物料中固體顆粒的第二過濾器62填充于液體輸出管42內。由于液體輸出管42內徑并不大，所以這種結構中第二過濾器62的體積可以制作比較小一些，這樣更節省材料。另外，第二過濾器62還可以位于裝置外部，設置為可拆卸形式(通過法蘭/螺紋形式連接液體輸出管42)，更易于過濾器的維修。[0123] 上述各實施例中，物料輸入口 30、第一物料出ロ 31、第二物料出ロ 32與第三物料出口 33等開ロ或通孔以及第一過濾器61、第二過濾器62等零部件其中任一的數目可以開設ー個，也可以開設兩個以上。以上將本實用新型所提供的諸多技術方案分為實施例I 實施例5分別進行說明僅僅是為了闡述起來更為方便、易懂，本領域技術人員完全可以將上述本實用新型實施例I 實施例5內提供的諸多技術方案以及諸多技術手段互相組合以得到其他技術方案，無論本領域技術人員將本實用新型所提供的上述技術方案或技術手段如何進行組合均屬于本實用新型原始記載的范圍之內。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
權利要求1.一種多相物料分離裝置，其特征在于，包括 物料分離容器， 用于降低所述物料分離容器內物料的溫度的冷卻裝置， 貫穿地設置于所述物料分離容器上的至少ー個物料輸入口、至少ー個第一物料出ロ以及至少ー個第二物料出ロ，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.根據權利要求I所述的多相物料分離裝置，其特征在于，所述物料分離容器上還開設有至少ー個第三物料出口，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.根據權利要求2所述的多相物料分離裝置，其特征在于，所述第一物料出ロ位于所述物料分離容器內水處于超臨界區的位置的上方，且供處于氣態的物料排出，所述第二物料出口位于所述物料分離容器內水處于亞臨界區的位置，且供處于液態的物料排出，所述第三物料出ロ位于所述物料分離容器內水處于亞臨界區的位置下方；和/或， 所述物料輸入口、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為開設于所述物料分離容器上的通孔；或者， 所述多相物料分離裝置包括物料進入管、氣體輸出管、液體輸出管以及固體輸出管，其中 所述物料進入管、所述氣體輸出管、所述液體輸出管以及所述固體輸出管均貫穿所述物料分離容器的器壁，且所述物料輸入ロ、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別為所述物料進入管、所述氣體輸出管、所述液體輸出管以及所述固體輸出管的位于所述物料分離容器內的端ロ。
4.根據權利要求3所述的多相物料分離裝置，其特征在于，所述物料輸入口所在位置的高度高于所述第二物料出ロ ；和/或， 所述第一物料出口與所述第二物料出ロ之間設置有用于濾除所述物料中的液體以及固體的第一過濾器；或者，所述氣體輸出管內或所述氣體輸出管位于所述物料分離容器外的端口上設置有用于濾除所述物料中的液體以及固體的第一過濾器；和/或， 所述第二物料出口與所述第一物料出ロ之間和/或所述第二物料出口與所述物料輸入口之間設置有用于濾除所述物料中固體的第二過濾器，或者，所述液體輸出管內或所述液體輸出管位于所述物料分離容器外的端口上設置有用于濾除所述物料中固體的第二過濾器。
5.根據權利要求4所述的多相物料分離裝置，其特征在于，所述物料進入管、所述氣體輸出管、所述液體輸出管、所述固體輸出管、所述第一過濾器以及所述第二過濾器其中的部分或全部為耐高溫高壓材料制成；和/或， 所述第一過濾器呈環形且套接于所述物料進入管之外，所述第一過濾器的周向邊沿與所述物料分離容器的內表面相抵接，且所述第一過濾器與所述物料分離容器的內表面和/或所述物料進入管固定連接； 和/或，所述第二過濾器罩設在所述第二物料出口上或填充于所述第二物料出口內，所述第二過濾器與所述第二物料出口處的所述液體輸出管的內表面和/或外表面固定連接。
6.根據權利要求5所述的多相物料分離裝置，其特征在于，所述第二過濾器和所述液體輸出管通過法蘭或者螺紋固定連接；和/或， 所述耐高溫高壓材料為金屬或合金材料；和/或， 所述第一過濾器和/或所述第二過濾器為開設有多個通孔的板狀結構或網狀結構。
7.根據權利要求6所述的多相物料分離裝置，其特征在于，所述耐高溫高壓材料為鎳基合金；和/或， 所述冷卻裝置包括冷卻容器以及注入于所述冷卻容器內的具有流動性的冷卻介質，其中所述冷卻容器為管件彎折而成，所述冷卻容器以管件的兩個端ロ為冷卻介質的入口以及冷卻介質的出ロ ；所述管件的中段部分位于所述物料分離容器之內，所述冷卻介質的入ロ以及所述冷卻介質的出口均位于所述物料分離容器之外；或者，所述管件的中段部分、所述冷卻介質的入口以及所述冷卻介質的出ロ均位于所述物料分離容器之外，且所述管件的中段部分包覆于所述物料分離容器之外；或者， 所述冷卻容器包括開設有冷卻介質的入口、冷卻介質的出口的筒體以及分別與所述冷卻介質的入口連通的介質輸入管、與所述冷卻介質的出口連通的介質輸出管；所述筒體、所述介質輸入管以及所述介質輸出管均位于所述物料分離容器之外，且所述筒體包覆于所述物料分離容器之外并與所述物料分離容器的外表面相貼合；或者，所述筒體位于所述物料分離容器之內，所述介質輸入管以及所述介質輸出管均延伸出所述物料分離容器。
8.根據權利要求7所述的多相物料分離裝置，其特征在于所述冷卻容器為管件彎折而成，且所述管件的中段部分折疊成層狀結構，所述管件的中段部分所在位置的高度介于所述物料輸入口與所述第三物料出ロ之間；和/或， 所述物料進入管上接近所述物料輸入口的部分的內徑大于所述物料進入管上遠離物料輸入口的部分的內徑；和/或， 所述固體輸出管上所在位置的高度較高的部分的內徑尺寸較大；和/或， 所述物料分離容器的底部呈錐狀，且內徑較小的部分所在的位置的高度較低，所述第三物料出ロ位于所述物料分離容器的底部； 和/或，所述物料分離容器內表面上高度介于所述物料輸入口與所述第三物料出口之間的部分還設置有導流槽，所述物料進入管的物料輸入口朝向所述導流槽。
9.根據權利要求8所述的多相物料分離裝置，其特征在于所述物料輸入口處的所述物料進入管為折線形或弧線形彎頭狀； 和/或，所述物料輸入口處的所述物料進入管朝向所述導流槽的部分的內徑朝接近所述導流槽的方向逐漸増大；和/或， 所述導流槽開設于所述物料分離容器的內表面上，所述導流槽的橫切面為弧面形、多邊形或為弧面形與多邊形的組合；和/或， 所述導流槽長度方向上以螺旋線形在豎直方向上延伸；和/或， 所述物料分離容器包括筒狀的容器本體以及分別固設于所述容器本體位置相反的兩端上的上端蓋以及下端蓋，其中 所述物料進入管貫穿所述上端蓋，所述固體輸出管貫穿所述下端蓋。
10.根據權利要求9所述的多相物料分離裝置，其特征在于所述上端蓋和/或所述下端蓋為兩個法蘭盤沿所述容器本體的軸向方向插接而成；和/或，所述容器本體的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形；和/或， 所述上端蓋和/或所述下端蓋與所述容器本體之間為螺栓連接。
專利摘要本實用新型公開了一種多相物料分離裝置，涉及液氣固三相分離技術領域，解決了現有技術存在不適宜分離高溫高壓物料、內部結構復雜、從物料中分離出的液體以及氣體中均易發生固體夾帶的技術問題。該多相物料分離裝置，包括物料分離容器、用于降低物料分離容器內物料的溫度的冷卻裝置以及貫穿設置于物料分離容器上的至少一個物料輸入口、至少一個第一物料出口以及至少一個第二物料出口，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。本實用新型用于對物料尤其是處于高溫高壓狀態物料進行液氣固三相分離。
文檔編號B01D50/00GK202398137SQ20122001050
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者張玉寶, 李成學, 杜娟, 王青, 田文堂, 程樂明, 谷俊杰, 谷蔚, 高志遠 申請人:新奧科技發展有限公司