CN107202246A - 一种外压式高温高压物料定量输送装置 - Google Patents

一种外压式高温高压物料定量输送装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种外压式高温高压物料定量输送装置，其包括：低压反应器、高压反应器、以及通过可编程逻辑控制器控制的至少一台输送柱，各台所述输送柱具有与其相连接的进气管、出气管、进料管以及出料管。所述进气管另一端分别与高压反应器的排气口、压缩空气源或者饱和/过热蒸汽源连接，所述出气管另一端分别与低压反应器的气相进气口和液相进气口连接。本发明所公开的该装置，结构简单，运行稳定可靠，制造和维护费用低廉，通过气体加压输送，可用于向高压反应器中输送温度高于沸点的、杂质多的粘稠流体。

Description

一种外压式高温高压物料定量输送装置
技术领域
本发明属于固体废弃物的处理技术领域，涉及一种外压式高温高压物料定量输送装置，尤其适合粘度大、沸点温度以上流体的高温高压物料(如污泥、餐厨垃圾等)定量输送装置。
背景技术
现今用于输送高粘度流体的输送泵主要为容积泵，容积泵主要包括螺杆泵、柱塞泵、隔膜泵等，虽然在输送粘稠液体过程中能达到较高的排出压力，但是却不能胜任高温高压，且沸点温度以上流体的输送，因为上述容积式泵，在物料吸入的过程中，存在瞬间的压力降低，进而会引起高温物料的闪蒸降压，从而导致物料温度的降低，进而增加了系统的能耗；另外，闪蒸过程会造成容积式泵吸入室的汽蚀，而且其结构复杂、成本高昂、运行维护费用较高，存在输送流体泄漏等诸多问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种外压式高温高压物料定量输送装置，以解决原有的容积泵结构复杂、成本高、且不适合沸点温度以上流体输送的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种外压式高温高压物料定量输送装置，其包括：低压反应器、高压反应器、以及通过可编程逻辑控制器控制的至少一台输送柱，各台所述输送柱具有与其相连接的进气管、出气管、进料管以及出料管，其中，所述进气管另一端分别与高压反应器的排气口、压缩空气源(或者饱和/过热蒸汽源)连接，所述出气管另一端分别与低压反应器的气相进气口和液相进气口连接，所述进料管另一端连接所述低压反应器的出料口，所述出料管的另一端连接所述高压反应器的进料口，在各个所述进气管、出气管、进料管以及出料管所在 的管道上还设有阀门。
进一步地，各个所述输送柱底部主管线分支为两路支管线，在所述两条支管线上分别设置进料阀和排料阀；所述输送柱顶部主管线分支为两路支管线，在所述两条支管线上分别设置进气阀和排气阀，所述进气阀和排气阀分别位于进气管和出气管上，在该进气管和出气管上还均分别设有至少一个程控阀；所述输送柱还设有连接所述可编程逻辑控制器的压差变送器，用于输送柱的液位监测与控制。
进一步地，所述低压反应器的液位高度高于各台所述输送柱的液位高度。
进一步地，用于物料输送的动力源为压缩空气、饱和/过热蒸汽或者泄压排放的乏气。
进一步地，在连接输送柱底部的该两路支管线上还均分别设置有止回阀，所述止回阀设于靠近所述低压反应器和高压反应器的一端。
进一步地，在所述低压反应器的液相进气口与连接输送柱顶部的排气阀之间也设有止回阀。
优选地，在连接输送柱底部的该两路支管线上还均分别设置有调节阀，用于控制装置的输送量。
优选地，所述输送柱为为两台及以上，该两台及以上的所述输送柱相互之间以并联的方式连接输送低压反应器和高压反应器，并共用该低压反应器和/或高压反应器的进气口、排气口，以及压缩空气源或者饱和/过热蒸汽源。
与现有技术相比，本发明所提供的外压式高温高压物料定量输送装置，达到了如下技术效果：
1、本发明以蒸汽或压缩空气源输送的方式取代了传统的机械增压输送，避免了机械泵增压部件磨损，可用于向高压反应器中输送温度高于沸点的、杂质多的粘稠流体。整个输送过程无跑冒滴漏现象，设备设计制造难度低，成本低廉且使用可靠。
2、如输送压力源使用蒸汽和乏汽时，输送泵兼具混合预热物料的能力。
3、可以可靠地用于沸点温度以上流体的输送，输送柱(C、D)进料时，输送柱(C、D)与低压反应器A二者压力相等，进料过程仅为重力自流，不存在闪蒸现象，因而无降温降压，输送过程无能量的损失。
4、用于输送的压力源首先来自于高压反应器B顶部，如工艺中是需要外排的，此处作为输送柱(C、D)的预升压，相当于废气再利用，减少了气源的消耗。同时，输送柱(C、D)进料前所排放的蒸汽，先进入至低压反应器A的液相，使其被低压物料充分吸收，再切换至气相进行均压。上述2种方式，都最大限度的降低了系统的能耗。
5、输送泵可以为1台至多台并联，多台之间可以共用进出口，多台联合工作更有利于实现前后容器的稳定进出料和蒸汽的连续使用，减少系统的波动。
附图说明
图1为本发明一个优选实施例所述的外压式高温高压物料定量输送装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，在本发明一个优选的实施例中，所述外压式高温高压物料定量输送装置的输送柱设有两台，且并联设置，当然，本领域技术人员应当理解的是，输送柱可以为1台、2台或多台，其中，以2台最佳，多台之间可以共用进出口，多台有利于实现前后容器的稳定进出料和气源的连续使用，减少系统的波动。具体来说，该装置包括：低压反应器A、高压反应器B、输送柱C、输送柱D。低压反应器A与输送柱C和输送柱D水平设置，输送柱A与输送柱B平行设置，自动切换交替使用。所述输送柱底部主管线分支为两路支管线，在所述两条支管线上分别设置进料阀(1、3)和出料阀(2、4)，进料阀(1、3)通过管线与低压反应器A的出料口连接，之间并设置止回阀，防止输送柱(C、D)的物料返回到低压反应器A；出料阀(2、4)通过管线与高压反应器B进料口连接，之间并设置止回 阀，防止高压反应器B的物料返回到输送柱(C、D)；在所述低压反应A器的液相进气口与连接输送柱(C、D)顶部的排气阀(5，7)之间也设有止回阀15。。所述输送柱(C、D)顶部主管线分支为两路支管线，在所述两条支管线上分别设置进气阀(6、8)和排气阀(5、7)，进气阀(6、8)通过另两台程控阀(11、12)分别与高压反应器B顶部管口以及及压缩空气源LS或者饱和/过热蒸汽气源LS连接，排气阀(5、7)通过另两台程控阀(9、10)分别与低压反应器A的气相进气口及液相进气口连接。通过这样的设置，可以可靠的输送沸点温度以上流体的输送，输送柱(C、D)进料时，输送柱(C、D)与低压反应器A二者压力相等，进料过程仅为重力自流，不存在闪蒸现象，因而无降温降压，输送过程无能量的损失。此外，用于输送的压力源首先来自于高压反应器B顶部，如工艺中是需要外排的，此处作为输送柱(C、D)的预升压，相当于废气再利用，减少了气源的消耗。同时，输送柱(C、D)进料前所排放的蒸汽，先进入至低压反应器A的液相，使其被低压物料充分吸收，再切换至气相进行均压。上述2种方式，都最大限度的降低了系统的能耗。
以单独的输送柱C为例，低压反应器A从上部CS管线进料，从底部出料，出料口管线设置止回阀16和调节阀13，顶部排气口管线设置程控阀9，高压反应器B的进料管线上设置调节阀14和止回阀17，顶部排气口管线设置程控阀11，下部进气口管线设置止回阀15和程控阀10，LS气源管线上设置程控阀12，输送柱C顶部进气管、排气管线上分别设置程控阀(6，5)，底部进、出料管线上分别设置进气阀1和出气阀2，输送柱并配备压差变送器19。用于控制装置的输送量。输送柱D与输送柱C设置基本相同，分别设置程控阀(8，7)、进料阀3、出料阀4、压差变送器19、调节阀14。压差变送器(18，19)用于输送柱的液位监测与控制。本发明的上述结构尤其适合用于沸点以上的流体输送，并且设置的管线阀门可以有利于回收高压部分的蒸汽，最大限度的节约能源并提高输送效率。
采用本发明的物料输送装置的工作原理如下：
首先，物料在低压反应器A内进行充分的预热。
通过低压反应器A与输送柱(C、D)间存在的液位差，物料自流至输 送柱中。高压反应器B顶部排气通入输送柱(C、D)预升压，使输送柱(C、D)与高压反应器B之间压差为零。更高压力的饱和/过热蒸汽、压缩空气源通入输送柱，将物料输送至高压反应器B。将余压泄放到低压反应器A进气口，当气源使用蒸汽时余压对低压反应器B内物料有混合预加热的作用。
本发明驱动物料由输送柱(C、D)至高压反应器B的动力源为饱和/过热蒸汽、压缩空气源或高压反应器B泄压排放的乏汽，使用蒸汽和乏汽时，输送泵兼具混合预热物料的能力。
该装置是通过可编程逻辑控制器的PLC时序控制的方法实现物料的输送，具体实施过程如下：
第一步，保持低压反应器A内有充足的物料，程控阀(9，5，1)打开，调节阀13以合适开度打开，程控阀(12，8，4)打开，调节阀14以适合的开度打开，其它阀门处于关闭状态，此时输送柱C处于进料状态，输送柱D处于输送状态，输送柱D物料输尽时，压差变送器19会有一个低电流反馈信号传给PLC，时序会转到下一步。
第二步，程控阀(6，11)打开进行输送柱C预升压，程控阀(7，10)打开进行余压泄放，在不进行流量调整时调节阀(13，14)在以后步骤中始终处于原开度不变，当达到设定的时间间隔时自动进入下一步。
第三步，程控阀(12，6，2)打开，输送柱C处于物料输送状态，程控阀(9，7，3)打开，输送柱D进行进料状态，输送柱C物料输尽时，压差变送器18会有一个低电流反馈信号传给PLC(可编程逻辑控制器)，时序会自动转到下一步。
第四步，程控阀(5，10)打开，输送柱C处于余压泄放状态，程控阀(8，11)打开，输送柱D处于预升压状态当达到设定的时间间隔时时序会自动转到第一步循环进行。
该装置结构简单，运行稳定可靠，制造和维护费用低廉。通过气体加压输送，可用于向中、高压反应器中输送温度高、杂质多的粘稠流体。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排 除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于包括：低压反应器、高压反应器、以及通过可编程逻辑控制器控制的至少一台输送柱，各台所述输送柱具有与其相连接的进气管、出气管、进料管以及出料管，其中，所述进气管另一端分别与高压反应器的排气口、压缩空气源连接，所述出气管另一端分别与低压反应器的气相进气口和液相进气口连接，所述进料管另一端连接所述低压反应器的出料口，所述出料管的另一端连接所述高压反应器的进料口，在各个所述进气管、出气管、进料管以及出料管所在的管道上还设有阀门。
2.如权利要求1所述的外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于，各个所述输送柱底部主管线分支为两路支管线，在所述两条支管线上分别设置进料阀和排料阀；所述输送柱顶部主管线分支为两路支管线，在所述两条支管线上分别设置进气阀和排气阀，所述进气阀和排气阀分别位于进气管和出气管上，在该进气管和出气管上还均分别设有至少一个程控阀；所述输送柱还设有连接所述可编程逻辑控制器的压差变送器，用于输送柱的液位监测与控制。
3.如权利要求1或2所述的外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于，所述低压反应器的液位高度高于各台所述输送柱的液位高度。
4.如权利要求2所述的外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于，用于物料输送的动力源为压缩空气、饱和/过热蒸汽或者泄压排放的乏气。
5.如权利要求2所述的外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于，在连接输送柱底部的该两路支管线上还均分别设置有止回阀，所述止回阀设于靠近所述低压反应器和高压反应器的一端。
6.如权利要求2所述的外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于，在所述低压反应器的液相进气口与连接输送柱顶部的排气阀之间也设有止回阀。
7.如权利要求2所述的外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于，在连接输送柱底部的该两路支管线上还均分别设置有调节阀，用于控制装置的物料过流速速。
8.如权利要求1或2所述的外压式高温高压物料定量输送装置，其特征在于，所述输送柱为两台及两台以上，该两台及两台以上的所述输送柱相互之间以并联的方式连接输送低压反应器和高压反应器，并共用该低压反应器和/或高压反应器的进气口、排气口，以及压缩空气源。
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