CN201470490U - 旋流分离器 - Google Patents

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张艳红
钱卓群
周萍
汪华林
严仲彪
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Abstract

一种旋流分离器,包括旋流分离器主体,还包括液体出料管、固体出料管和至少一个吸料管;液体出料管的一端位于旋流分离器主体内、另一端穿过旋流分离器主体的顶部并位于旋流分离器主体外;固体出料管连接于旋流分离器主体的底部并与旋流分离器主体的内部空间连通;吸料管的一端与旋流分离器主体中的旋流进料口连通、另一端朝向旋流分离器主体的底部方向;固体出料管的底部高于所述吸料管的底部。

Description

旋流分离器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及化工领域。具体地说,涉及一种用于对浆态床反应器中的液体产
物与固体催化剂进行分离的旋流分离器。 背景技术
[0002] 众所周知,作为工业血液的石油在世界上的储量是有限的。然而,随着人类社会的
不断发展,对原油的需要也越来越大,使得有限的石油资源日益减少并导致其价格不断上
涨,从而在日益增加的石油需求与有限的石油资源之间产生较大的矛盾。
[0003] 为了减小对有限的石油资源的过度依赖,人们已经开发出利用固态燃料(如煤)
或气态燃料(如天然气)制备液体燃料的技术。例如,可以利用煤或天然气获取一氧化碳
和氢气的合成气,然后通过费托合成将该合成气(包括一氧化碳和氢气)转化为液体燃料,
如各种烃类、醇类或醚类等液体燃料等。
[0004] 实现费托合成的反应器有多种类型,包括固定床反应器、浆态床反应器等,其中, 由于浆态床反应器具有结构简单、操作方便、转化率高、分散效果均匀等优点,因而较为广 泛地应用于包括费托合成反应的多种化工领域的化学反应中。
[0005] 在利用浆态床反应器进行费托反应过程中,浆态床反应器中主要含有气态的合成 气(包括一氧化碳和氢气)、固态的催化剂颗粒和液态的合成产物(如液体燃料),而固态 的催化剂颗粒与液态燃料通常掺杂在一起而成为浆液物料。因此,为了获得较高品质的液 态燃料,如何将固态催化剂颗粒与液态燃料有效地分离是非常重要的。
[0006] 目前,常用的方法是在浆态床反应器外部对上述浆液物料进行分离。例如,将浆态 床反应器中的浆液物料从该浆态床反应器中输送到外部,然后可采用重力沉降、过滤、萃取 或磁分离技术等使液态燃料与催化剂颗粒分离开,以获得液体燃料。
[0007] 然而,这种在桨态床反应器外部进行分离的作业不可避免地必须将分离后的催化 剂通过泵重新输送到浆态床反应器中,不但极大程度上延长了浆态床反应器的操作时间, 影响工作效率,而且在利用泵将分离后的催化剂颗粒重新输送到浆态床反应器中的过程 中,很容易造成催化剂颗粒的磨损,一方面使催化剂颗粒的粒径变小而增加了以后分离的 难度,还使催化剂的活性降低,使催化剂的使用寿命縮短。
[0008] 因而,需要一种能够在浆态床反应器内部对浆液物料进行分离的技术方案。 实用新型内容
[0009] 本实用新型的目的在于克服传统上在浆态床反应器外部对浆液物料进行分离的 缺陷,而提供一种适用于在浆态床反应器内部对浆液物料进行分离的旋流分离器。 [0010] 根据本实用新型的一个方面,提供了一种旋流分离器,该旋流分离器包括上部为 顶端封闭的圆柱形、下部为倒圆锥形的旋流分离器主体,其中,该旋流分离器还包括液体出 料管、固体出料管和至少一个吸料管;所述液体出料管的一端位于所述旋流分离器主体内、 另一端穿过所述旋流分离器主体的顶部并位于所述旋流分离器主体外;所述固体出料管连接于所述旋流分离器主体的底部并与所述旋流分离器主体的内部空间连通;所述吸料管的 一端与所述旋流分离器主体中的旋流进料口连通、另一端朝向所述旋流分离器主体的底部 方向;所述固体出料管的底部高于所述吸料管的底部。
[0011] 按照本实用新型所提供的旋流分离器,该旋流分离器设置有吸料管,吸料管的一 端与旋流分离器的旋流进料口连通,而另一端向下延伸而低于旋流分离器的固体出料管。 因而,该旋流分离器适于设置在浆态床反应器的内部,通过其吸料管将浆态床反应器的浆 液物料吸入该旋流分离器中以进行旋流分离,然后经过旋流分离后的相对较轻的液体通过 液体出料管输出到浆态床反应器外部,相对较重的固体(如催化剂颗粒)可以通过固体出 料管又排到浆态床反应器中。
[0012] 由此可见,利用本实用新型所提供的旋流分离器能够实现在浆态床反应器内部实 现对浆液物料的固液分离。
附图说明
[0013] 图1为根据本实用新型的旋流分离器的结构示意图;
[0014] 图2为利用根据本实用新型的旋流分离器的浆态床反应分离系统的一种实施方 式的示意图;
[0015] 图3和图4分别为利用根据本实用新型的旋流分离器的浆态床反应分离系统的另 一种优选实施方式的示意图。
[0016] 主要部件的附图标记说明
[0017] 旋流分离器主体 1
[0018] 液体出料管 2
[0019] 固体出料管 3
[0020] 吸料管 4
[0021] 旋流进料口 5
[0022] 放料阀 6
[0023] 浆态床反应器 10
[0024] 内部旋流分离器 11,
[0025] 浆态床反应器10中的浆液物料 12
[0026] 管道过滤器 13
[0027] 反冲洗管 14
[0028] 反冲洗阀 15,
[0029] 液体出料阀 16,
[0030] 储罐 17
[0031] 外部旋流分离器 18
[0032] 膜分离器 19
[0033] 气体缓冲罐 20
[0034] 加热器 21
[0035] 进气控制阀 22
[0036] 排气控制阀[0037] 第一管道 24 [0038] 第二管道 25 [0039] 泵 26 [0040] 储存器 27 [0041] 第三管道 28
具体实施方式
[0042] 下面参考附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
[0043] 如图1所示,本实用新型提供的旋流分离器包括:上部为顶端封闭的圆柱形、下部 为倒圆锥形的旋流分离器主体1 ,其中,该旋流分离器还包括液体出料管2、固体出料管3和 至少一个吸料管4 ;液体出料管2的一端位于旋流分离器主体1内、另一端穿过旋流分离器 主体1的顶部并位于旋流分离器主体外;固体出料管3连接于旋流分离器主体1的底部并 与旋流分离器主体1的内部空间连通;吸料管4的一端与旋流分离器主体1中的旋流进料 口 5连通、另一端朝向旋流分离器主体1的底部方向延伸;固体出料管3的底部高于吸料管 4的底部。
[0044] 该旋流分离器设置有至少一个吸料管4,该吸料管4位于旋流分离器主体1的外 部。而且,吸料管4的一端与旋流进料口 5连通、另一端朝向旋流分离器主体1的底部方向 延伸,且该吸料管4的端部超过固体出料管3的端部(固体出料管3的底部高度比吸料管4 的底部高度高50-500mm)。因而,具有吸料管4的旋流分离器非常适合设置在浆态床反应器 的内部,通过吸料管4吸取浆态床反应器中的浆液物料,并能够将吸取的浆液物料沿相对 于旋流分离器主体l的内壁的切向方向输送到该旋流分离器中,从而进行旋流分离。本实 用新型所提供的旋流分离器与传统的旋流分离器的主要的改进之处在于吸料管4的设置, 因而可以采用传统旋流分离器的各个结构部件,只要使吸料管4与旋流分离器的连接满足 由吸料管4吸入旋流分离器中的物料能够在该旋流分离器中进行旋流分离即可。 [0045] 在旋流分离过程中,重质物料(即密度较重的物料,如催化剂颗粒)积聚在该旋流 分离器的底部,并能够通过固体出料管3连续或间歇地排放出去,而轻质物料(即密度较轻 的物料,如作为反应产物的液体燃料)则会位于沉积的重质物料的上方,并能够通过液体 出料管2排放出去,由此实现重质物料和轻质物料的分离。
[0046] 吸料管4至少为一个,优选为多个,如两个,从而能够提高将待分离物料输送到旋 流分离器的输送效率。吸料管4可以与旋流分离器主体1整体制成,也可以是独立于旋流 分离器主体1并能够装配于该旋流分离器主体1的部件。
[0047] 优选地,固体出料管3的底部(端口)高度比吸料管4的底部(端口)高度高 50-500mm,如图l和图2所示,固体出料管3的底部(端口 )与吸料管4的底部(端口 )之 间的间距为H。由于固体出料管3的底部(端口)高度比吸料管4的底部(端口)高度高, 因而会产生压力差,当在旋流分离器主体内产生负压以通过吸料管4吸取浆液物料时,便 于通过位于较低位置的该吸料管4的端口吸取浆液物料。
[0048] 优选地,固体出料管3的端口高于浆态床反应器的浆液物料12,如图2所示,以便 于排放分离后的固体物料。
[0049] 为了便于旋流分离后获得的轻质物料(如液体燃料)通过液体出料管2排放到旋流分离器主体外部,优选地,液体出料管2在旋流分离器内的长度应该满足:在进行旋流分 离过程中,该液体出料管2的端口插入分离获得的轻质物料层(如液体燃料层)中。而且, 优选地,液体出料管2的端口不位于分离后的重质物料层(如催化剂颗粒层)中。因而, 优选地,液体出料管2在旋流分离器内的长度为旋流分离器主体1的圆柱形部分的直径的 1/4-1/2。
[0050] 旋流分离后获得的重质物料(如催化剂颗粒)通过固体出料管3排放出来。为了 便于对固体出料进行控制,优选地,在固体出料管3上连接有放料阀6,如隔膜阀。 [0051] 在进行旋流分离时,能够利用该放料阀6实现间歇放料。具体来说,当刚刚进行旋 流分离时,放料阀6关闭。随着旋流分离的进行,分离获得的较重物料(如催化剂颗粒)会 积聚在旋流分离器主体的下部。当较重物料积聚的需要释放的程度时,可以将放料阀6打 开,从而允许较重物料通过该放料阀6排放出去。在完成较重物料的排放后,再将放料阀6 关闭,使分离后的较重物料积累。不断重复上述过程,从而在旋流分离的过程中,间歇地排 放分离获得的较重物料(如催化剂颗粒)。
[0052] 通过以上对旋流分离器的部件、结构及其运行过程的描述,可以知道该旋流分离 器适用于设置在浆态床反应器中,并在该浆态床反应器的内部对浆态床反应器中的浆液物 料进行旋流分离,从而克服了传统上必须在浆态床反应器的外部对浆液物料进行分离而带 来的技术缺陷。
[0053] 为了便于本领域技术人员更为清楚地理解本实用新型的技术方案,下面将对利用
本实用新型提供的旋流分离器的浆态床分离系统和分离方法进行详细地描述。
[0054] 如图2所示,利用本实用新型提供的旋流分离器的浆态床反应分离系统包括:浆
态床反应器IO和固液分离装置,该固液分离装置包括设置在所述浆态床反应器10内的内
部旋流分离器ll,该内部旋流分离器11包括至少一个吸料管4,该吸料管4能够将所述浆
态床反应器10中的浆液物料吸入到所述内部旋流分离器11内进行固液旋流分离。
[0055] 与传统的浆态床反应分离系统相比,该浆态床反应分离系统主要的改进之处在
于:在浆态床反应器10(在图2中虚线示意性地表示)的内部设置了适用于在该浆态床反
应器10内部进行分离作用的内部旋流分离器ll,从而能够在该浆态床反应器10的内部对
浆态床反应器10中的浆液物料进行分离作用。
[0056] 位于浆态床反应器10中的内部旋流分离器11通过至少一个吸料管4将浆液物料 吸入该内部旋流分离器11的内部,以进行旋流分离。内部旋流分离器11可以通过任意合 适的方式利用吸料管4吸取浆态床反应器10中的浆液物料。例如,可以利用内部旋流分离 器11内部和外部的压力差,还可以通过泵在内部旋流分离器11的内部形成负压。 [0057] 设置在浆态床反应器10中的内部旋流分离器11为本实用新型所提供的上述旋流 分离器。关于本实用新型所提供的旋流分离器的上述特征都能够以任意合适的方式单独地 和/或组合地与这里的内部旋流分离器11结合在一起。
[0058] 例如,优选地,内部旋流分离器11包括上部为顶端封闭的圆柱形、下部为倒圆锥 形的旋流分离器主体1,吸料管4的上端与旋流分离器主体1中的旋流进料口 5连通,吸料 管4的下端能够伸入到浆态床反应器10中的浆液物料12中,内部旋流分离器主体1的底 部设置有固体出料管3,该固体出料管3上连接有放料阀6,固液分离装置还包括液体出料 管2,液体出料管2的一端位于旋流分离器主体1内,液体出料管2的另一端穿过旋流分离器主体1的顶部并位于浆态床反应器10的外部,从而能够将内部旋流分离得到的液体输送 至反应器外部。
[0059] 再如,优选地,固体出料管3的底部高度比吸料管4的底部高度高50-500mm,以便 于在固体出料管3和吸料管4都插入浆液物料时,在固体出料管3的底部和吸料管4的底 部之间形成压力差。
[0060] 根据内部旋流分离器11设置在所述浆态床反应器10的实施方式,在进行旋流分 离时,需要进行内部固液旋流分离步骤,该内部固液旋流分离步骤包括将浆态床反应器10 内的由反应产生的浆液物料通过至少一个吸料管4吸入到内部旋流分离器11中,在该内部 旋流分离器11中对输送来的浆液物料进行内部固液旋流分离。
[0061] 浆态床反应器10内的浆液物料通常包括固体催化剂颗粒和液体燃料。将该浆液 物料通过至少一个吸料管4吸入内部旋流分离器11后,在该内部旋流分离器中进行旋流分 离,从而使固体催化剂颗粒(当然,在该固体催化剂颗粒中也可能仍然会掺杂有少量的液 体残余)沉积在内部旋流分离器ll的底部,进而能够通过固体出料管3排出浆态床反应器 10中,以继续发挥其催化作用;分离获得的液体燃料则会在内部旋流器11的上部(位于固 体催化剂颗粒之上),能够通过液体出料管2排到外部。
[0062] 由此可见,上述浆态床反应分离系统,以及利用该分离系统进行的用于浆态床反 应的物料分离方法能够实现在浆态床反应器的内部实现对浆液物料的分离,从而克服了传 统上必须在浆态床反应器的外部进行分离作用而带来的缺陷。
[0063] 优选地,内部固液旋流分离步骤还包括将固液旋流分离获得的固体物料间歇地排 放到所述浆态床反应器10中(这可以通过固体出料管3上连接的放料阀6来实现),将固 液旋流分离获得的液体物料输送到浆态床反应器10的外部,从而实现催化剂颗粒与液体 燃料产物的分离。
[0064] 为了进一步提高经内部旋流分离步骤获得的液体物料的纯净度,并使尽可能多的 催化剂能够直接返回反应器中循环使用,优选地,如图2所示,在液体出料管2上设置有管 道过滤器13。因而,利用管道过滤器13还能够对经所述内部固液旋流分离获得的液体物料 进行过滤步骤,以进一步实现固液分离。
[0065] 当分离后获得的液体物料通过管道输送而经过该管道过滤器13时,掺杂在该液 体物料中的细小固体颗粒就由该管道过滤器13保留下来,但液体仍然允许通过,从而使通 过后的液体的纯净度更高。当然,如果经过内部固液旋流分离后获得的液体物料的纯净度 已经达到所需的要求,就无需另外设置管道过滤器13,也不需要在分离后通过该管道过滤 器13进行过滤步骤。
[0066] 管道过滤器13可以采用常用的实现固液分离的过滤器,例如,篮式过滤器、L型过 滤器或Y型过滤器。通常,过滤器的过滤精度(允许通过该过滤器的颗粒的最大粒径)约 为5-10微米。
[0067] 当过滤进行了一段时间后,由于细小固体颗粒的积聚,会造成过滤性能的下降。因 而,如图2所示,管道过滤器13连接有反冲洗管14,即反冲洗管4与管道过滤器13相连,从 而能够利用通过反冲洗管14的反冲介质对管道过滤器13进行反冲。上述分离方法还包括 利用反冲介质对管道过滤器13进行反冲处理的反冲步骤。
[0068] 反冲洗管14用于向浆态床反应器10的内部输送反冲介质,反冲介质经过管道过滤器13的方向与分离后的液体物料经过管道过滤器13的方向恰好是相反的,因而能够利 用反冲介质对管道过滤器13的反冲作用,将积聚在管道过滤器13的细小颗粒又反冲到浆 态床反应器10中,从而使管道过滤器13的过滤性能得以恢复。
[0069] 反冲介质可以是不影响浆态床反应器10内反应进行的气体或液体,例如,反冲介 质可以是氮气或惰性气体中的任意一种;反冲介质还可以是分离后获得的较为纯净的液体 物料的一部分。
[0070] 为了避免内部固液旋流分离步骤与反冲步骤之间的干涉,对于同一内部旋流分离 器11来说,内部固液旋流分离步骤与反冲步骤不同时进行,即反冲步骤与内部固液旋流分 离步骤交替进行。
[0071] 具体来说,如图2所示,在反冲洗管14设置有反冲洗阀15,在输送液体物料的管道 中设置有液体出料阀16。
[0072] 当进行内部固液旋流分离步骤时,需要将分离获得的液体物料输送到外部,此时 反冲洗阀15关闭,而液体出料阀16打开。
[0073] 而当需要进行反冲步骤时,反冲洗阀15打开,通入相对高压的反冲介质,同时将 液体出料阀16关闭,以防止反冲介质直接通过液体出料阀16流走。此时,反冲介质只能通 过管道过滤器13并对该过滤器进行冲洗。
[0074] 如图4所示,为了向反冲洗管14提供气态的反冲介质,设置了气源(未显示)和与 该气源连通并储存气体的气体缓冲罐20,在气源与气体缓冲罐20之间的管道中还设置有 加热器21和进气控制阀22。由于浆态床反应器中环境温度相对较高,约为20(TC至300°C , 在气体由加热器21加热到与浆态床反应器内环境温度相近的温度后,再利用该气体进行 反冲,从而不会影响浆态床反应器内反应的正常进行。气体缓冲罐20通过管路与反冲洗管 14相通,以向反冲洗管14供应气态的反冲介质。
[0075] 气体缓冲罐20还设置有排气控制阀23,可以控制将气体缓冲罐20中的相对高压
气体排放到大气或其他容器中。通过进气控制阀22和排气控制阀23,可以对气体缓冲罐
20中的气体压力进行调节,以使气体缓冲罐20中的气体适用于反冲步骤。
[0076] 由于对于同一内部旋流分离器来说,内部固液旋流分离步骤与反冲步骤不能同时
进行,因此为了确保能够持续地获得分离后的液体物料,优选地,所述固液分离装置包括二
个能够交替使用的所述内部旋流分离器11和ir,每个所述内部旋流分离器均设置有管道
过滤器和反冲洗管,如图3所示。
[0077] 也就是说,设置在浆态床反应器10内的内部旋流分离器11和ll'为两个,从而使 得其中一个进行所述反冲步骤时,另一个进行所述内部固液旋流分离步骤。即,这两个内部
旋流分离器ii和ir不存在同时处于进行反冲步骤的阶段。
[0078] 参考图3,一个内部旋流分离器11进行内部固液旋流分离步骤时,液体出料阀16 打开,反冲洗阀15关闭。工作一段时间后(如10-15分钟),液体出料阀16关闭,同时反冲 洗阀15打开,另一反冲洗阀15'关闭,另一液体出料阀16'打开,此时,内部旋流分离器ll 进行反冲步骤,而另一内部旋流分离器ll'进行内部固液旋流分离步骤。在内部旋流分离 器11的反冲步骤进行一段时间后(如5秒钟-3分钟,进行反冲步骤的时间相对于进行内 部固液旋流分离步骤的时间较短),反冲洗阀15关闭。此时,内部旋流分离器11既不进行 反冲步骤,也不进行内部固液旋流分离步骤。当另一内部旋流分离器ll'进行内部固液旋流分离步骤一段时间后(如io-i5分钟),再对该另一内部旋流分离器ir进行反冲步骤。
如此不断重复这个过程,交替使用两个内部旋流分离器ii和ir。
[0079] 当然,也可以调整反冲步骤的时间,以使两个内部旋流分离器ii和ir不存在停
止工作的情形。
[0080] 为了储存输送到浆态床反应器外部的液体物料,优选地,所述浆态床反应分离系 统还包括位于浆态床反应器10外部的储罐17,该储罐与液体出料管2的所述另一端连通。 因而,在分离后的液体物料从浆态床反应器10内输出后,可以将该液体物料储存到位于所 述浆态床反应器10外部的储罐17中。
[0081] 通常情况下,在进行反应过程中,浆态床反应器10中的操作压力为2. 0-5. 0Mpa。 为了便于分离获得的液体物料进入储罐中,优选地,该储罐17中的压力稍低于浆态床反应 器10中的操作压力,进一步优选地,储罐17中的压力比浆态床反应器10中的操作压力低 0. 2-0. 5Mpa。而且,为了使浆态床反应器内部的气体在完成反应后及时排出,还可以通过管 路进行驰放气(如图4所示),以控制浆态床反应器10内部的压力。
[0082] 此外,为了确保储存在储罐17中液体物料的质量,优选地,储罐17的温度与浆态 床反应器10中的温度基本保持一致。这可以通过在储罐17中设置加热器来实现。 [0083] 为了使浆态床反应器10中的浆液物料通过吸料管4进入内部旋流分离器11中, 以进行旋流分离,优选地,在液体出料管2上设置有泵,所述泵的运行使得浆态床反应器10 内的浆液物料12能够进入内部旋流分离器11内进行固液旋流分离并使分离出的液体物料 能够导出浆态床反应器10。因而,在内部旋流分离器11进行内部固液旋流分离步骤时,可 以启动该泵,能够在内部旋流分离器11内部形成负压,从而使浆态床反应器10内的浆液 物料12能够进入内部旋流分离器11内,也能够将分离获得的液体物料从内部旋流分离器 11中泵压到浆态床反应器10的外部,或者将该液体物料输送到储存液体物料的储罐17中 (如果所述分离系统设置有储罐17的话)。
[0084] 在将液体物料输送到储罐17的实施方式中,还可以不利用泵产生的负压来实现
浆液物料被吸取到内部旋流分离器11中。具体来说,可以将储罐17的位置设置为使得该
储罐17内液体物料的液面低于浆态床反应器10中浆液物料12的液面,从而使浆态床反应
器10内的浆液物料12能够在浆态床反应器10内外压差的作用下进入内部旋流分离器11
进行固液旋流分离,并使分离出的液体物料能够导出浆态床反应器10。
[0085] 在该情形中,由于省略了泵的设置,因而既能节省能源,也能够降低分离系统的维
护成本。
[0086] 当然,还可以采用各种常用的技术手段来实现储罐17中的压力略低于内部旋流 分离器17中的压力。
[0087] 为了进一步提高输送到浆态床反应器10外部的液体物料的纯净度,优选地,所述 固液分离装置还包括位于浆态床反应器10外的外部旋流分离器18,由该外部旋流分离器 18进行外部固液旋流分离步骤。
[0088] 例如,该外部旋流分离器18的进料口可以与液体出料管2的所述另一端连通,以 将经内部旋流分离器11分离的液体物料进行进一步的固液旋流分离。此情况中,所述外部 固液旋流分离步骤包括利用位于浆态床反应器IO外的外部旋流分离器18对分离出的液体 物料进行进一步的固液旋流分离。因而,经过内部旋流分离步骤分离获得的液体物料又被输入到外部旋流分离器18中,并由该外部旋流分离器18进行外部旋流分离步骤,从而进一 步清除掺杂在经过内部旋流分离步骤分离获得的液体物料中的杂质,能够进一步提高其纯 净度。
[0089] 如果在液体出料管2中设置有管道过滤器13的话,则上述外部固液旋流分离步骤 包括利用位于浆态床反应器10外的外部旋流分离器18对经过滤步骤分离后的液体物料进 行进一步的固液旋流分离。在该实施方式中,由于经过内部旋流分离步骤分离获得的液体 物料在经过管道过滤器13时,已经经过过滤处理,从而外部旋流分离器18分离后的液体材 料能够获得更好的纯净度。
[0090] 再如,在分离系统设置有储罐17的情况中,外部旋流分离器18的进料口可以与储 罐17连通,以将储罐17中的物料进行进一步的固液旋流分离。该情况下,所述外部固液旋 流分离步骤包括利用位于浆态床反应器10外的外部旋流分离器18对储罐17中的液体物 料进行进一步的固液旋流分离。
[0091] 上述外部旋流分离器18可以有一个或多个,可以根据具体的工作场合的要求以
及分离精度的要求而加以选择。在经过外部旋流分离器18分离获得的液体物料具有相对
较高的纯净度,该液体物料也作为反冲介质,用于对管道过滤器13进行上述反冲步骤。而
经过外部旋流分离器18分离获得的固体颗粒(较小的催化剂颗粒,通常也可能会掺杂有液
体而成为淤浆状)则可以重新输送到浆态床反应器10中,继续发挥其催化作用。如图4所
示,由泵26将该淤浆状物质通过第一管道24输送到浆态床反应器10中。
[0092] 为了再进一步获得纯净度更高的液体燃料产品,优选地,所述固液分离装置还包
括位于所述浆态床反应器10外的膜分离器19,所述分离方法还包括膜分离步骤。
[0093] 根据分离系统不同的组合方式,该膜分离器19也可以具有多种不同的设置方式。
例如,所述膜分离器19的进料口可以与液体出料管2的所述另一端连通,以将经所述内部
旋流分离器分离的液体物料进行进一步的固液分离,因而所述膜分离步骤包括利用位于浆
态床反应器10外的膜分离器19对分离出的液体物料进行进一步的固液分离。在该情况下,
没有设置上述储罐17和外部旋流分离器18,而是将膜分离器19直接与内部旋流分离器11
的液体出料管2的端口相连通。因而,该实施方式能够节省分离系统的成本,但对液体出料
管2流出的液体物料的纯净度要求相对较高。
[0094] 如果在液体出料管2中设置有管道过滤器13的话,则上述膜分离步骤包括利用位 于浆态床反应器10外的膜分离器19对经过滤步骤分离后的液体物料进行进一步的固液分 离。在该实施方式中,由于经过内部旋流分离步骤分离获得的液体物料在经过管道过滤器 13时,已经经过过滤处理,从而膜分离器19分离后的液体材料能够获得更好的纯净度。 [0095] 再如,膜分离器19的进料口与储罐17连通,以将储罐17中的物料进行进一步的 固液分离,则所述膜分离步骤包括利用位于浆态床反应器10外的膜分离器19对储罐17中 的液体物料进行进一步的固液分离。
[0096] 又如,在分离系统设置有外部旋流分离器18的情况下,所述膜分离器19可以位于 外部旋流分离器18的下游,用于对经所述外部旋流分离器18分离的液体物料进行进一步 的固液分离。则所述膜分离步骤包括利用位于浆态床反应器10外的膜分离器19对经外部 旋流分离器18分离后的液体物料进行进一步的固液分离。
[0097] 在设置有储罐17和外部旋流分离器18的情况下,储罐17也可以与膜分离器19连通。例如,通过图4所示的第三管道28。膜分离器19分离后获得较为纯净的液体物料的 一部分还可以作为反冲介质,而用于对管道过滤器13进行反冲处理。例如,通过图4所示 的第二管道25。如图4所示,来自气体缓冲罐20的气体和来自膜分离器19的液体物料都 与反冲洗管14相通。但优选地,可以在管路中分别设置控制气体的阀门(未显示)和控制 液体物料的阀门,从而避免来自气体缓冲罐20的气体和来自膜分离器19的液体物料同时 进入反冲洗管14,也就是分别单独使用液体或气体的反冲介质进行反冲步骤。 [0098] 当然,在完成对液体物料的处理后,可以将满足要求的液体物料输送到储存器27 中。膜分离器19分离后获得的固体颗粒(如催化剂颗粒)可以返回到反应器中继续使用, 但通常来说,由于此时获得的固体颗粒粒径较小,如果再重新输送到浆态床反应器10中的 话,会使随后的分离更为困难,因此可以将其排掉,而不应重新再输送到浆态床反应器10 中。
[0099] 根据分离系统的不同组合方式,该储存器27还可用于接收来自内部旋流分离器 11的液体出料管2的液体物料、来自储罐17的液体物料、来自外部旋流分离器18的液体物 料,只要该液体物料满足储存在储存器27的条件即可。
[0100] 以上描述了本实用新型所提供的旋流分离器,以及利用该旋流分离器的浆态床反 应分离系统的具体实施方式,并结合该浆态床反应分离系统对用于浆态床反应的物料分离 方法一并进行了详细地描述。但是,本领域技术人员应该明白,以上对本实用新型主题的详 细说明为描述性的,而不是用于限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围应由权利 要求来加以限定。而且,在不脱离本实用新型保护范围的前提下,能够对本实用新型的上 述描述做出各种改进、添加、删除和替换等。因此,上述浆态床反应分离系统中涉及的部件 (如管道过滤器13、储罐17、外部旋流分离器18、膜分离器19等),以及上述分离方法中所 涉及的步骤(如反冲步骤、过滤步骤、外部固液旋流分离步骤、膜分离步骤等)都能够以任 意方式单独地和/或组合地结合在本实用新型中。
[0101] 另外,虽然上述描述主要结合浆态床反应器的使用进行描述,但本实用新型并不 限于此。在以上说明书的描述的启示之下,本实用新型所提供的技术方案也可应用于任何 适合使用本实用新型的技术方案的工作场合。但,优选地,在浆态床反应器10中进行的反 应为费托合成反应,所述由反应产生的浆液物料含有反应产生的液体产物和反应所使用的 固体催化剂。

Claims (4)

  1. 一种旋流分离器,该旋流分离器包括上部为顶端封闭的圆柱形、下部为倒圆锥形的旋流分离器主体(1),其特征在于,该旋流分离器还包括液体出料管(2)、固体出料管(3)和至少一个吸料管(4);所述液体出料管(2)的一端位于所述旋流分离器主体(1)内、另一端穿过所述旋流分离器主体(1)的顶部并位于所述旋流分离器主体外;所述固体出料管(3)连接于所述旋流分离器主体(1)的底部并与所述旋流分离器主体(1)的内部空间连通;所述吸料管(4)的一端与所述旋流分离器主体(1)中的旋流进料口(5)连通、另一端朝向所述旋流分离器主体(1)的底部方向延伸;所述固体出料管(3)的底部高于所述吸料管(4)的底部。
  2. 2. 根据权利要求l所述的旋流分离器,其特征在于,所述固体出料管(3)的底部高度比 所述吸料管(4)的底部高度高50-500mm。
  3. 3. 根据权利要求l所述的旋流分离器,其特征在于,所述液体出料管(2)在旋流分离器 内的长度为所述旋流分离器主体(1)柱段直径的1/4-1/2。
  4. 4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的旋流分离器,其特征在于,在所述固体出料管 (3)上连接有放料阀(6)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102009003B (zh) * 2009-09-07 2013-02-06 中国石油化工股份有限公司 浆态床反应分离系统和方法及其在费托合成工艺中的应用
CN103785208A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 罗伯特·博世有限公司 带有过滤分离层的过滤装置
CN104157319A (zh) * 2014-09-05 2014-11-19 上海华畅环保设备发展有限公司 核反应堆一回路冷却剂水质旋流净化方法与装置

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