CN216825957U - 一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置 - Google Patents

Abstract

一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，包括物料混合釜，所述物料混合釜顶部设有法兰盖，物料混合釜底部设有混合物料出口，液相物料进口管道、固相物料进料单元、超声振发单元及搅拌系统分别穿过法兰盖进入物料混合釜内腔，物料混合釜内壁中下段竖直设置有多个竖向扰流筋柱；通过程序控制系统及比例控制器控制固相和液相物料按比例自动进料，同时，分别控制变频换能器所发出的超声频率和作用时长以及搅拌电机搅拌的速度和时长，实现超声空化效应及搅拌作用交替进行和共同作用方式的灵活切换，以适应不同特性的油品和固相粉体物料，达到物料充分、均匀、快速溶合的目的；从而为下游反应转化率的提高提供支持；具有结构合理、实用高效、低成本高收益的优点。

Description

一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置

技术领域

本实用新型涉及煤--油共炼技术领域，特别涉及一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置。

背景技术

煤-油共炼是煤化工方向的一支，煤-油共炼技术也是碳氢研究中心的一项保密技术，该技术可将煤和炼厂渣油等重油转化成为石脑油、柴油等轻质油品。目前有一项问题直接影响了加工负荷及投资成本，就是原料预处理过程。目前技术在原料准备过程中需要较长时间，主要包含了煤粉的烘干、油品的加热液化以及煤与油的溶合程度。烘干和搅拌的时间无法缩短，只能提高单位时间搅拌的物料量，则势必要扩大溶合搅拌设备尺寸，从而增加投资成本，传统的搅拌方式也很难让油品进入固相物料内部孔径非常细小的介孔、微孔，且过大的搅拌设备更容易出现搅拌不均，甚至可能出现煤粉团外层被油品包裹，内部煤粉无法与油品接触的情况，如此，将大大制约了单位时间的加工负荷，效益也将下降。况且，即使搅拌时间延长，依然会有煤粉与重质溶剂油溶合不均，两者界面不能接触的情况出现，直接影响反应速率和转化率。

发明内容

为了解决以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，通过超声振发单元的空化效应及搅拌单元搅拌的共同作用，使得进入容器的固相多孔隙物料和液相油品物料能够快速充分溶合，从而为下游反应转化率的提高提供支持；具有结构合理、实用高效、低成本高收益的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，包括物料混合釜1，所述物料混合釜1顶部设有法兰盖12，物料混合釜1底部设有混合物料出口6，液相物料进口管道2、固相物料进料单元3、超声振发单元4及搅拌单元5分别穿过法兰盖12进入物料混合釜1内腔，物料混合釜1内壁中下段竖直设置有多个竖向扰流筋柱13。

所述扰流筋柱13数量为3-8个，在物料混合釜1内壁中下段等高等距布置。

所述液相物料进口管道2近入口端设有液相物料流量计22，液相物料进口管道2近出口端设有液相物料进料调节阀门21，液相物料进口管道2外周设有伴热保温装置。

所述物料混合釜1外壁设有伴热保温套11。

所述固相物料进料单元3包括固相物料料斗31，固相物料料斗 31出口端与固相物料出口阀门32的入口端为直接硬连接，固相物料料斗31固定置于电子秤33上，固相物料出口阀门32的出口端通过软连接管线与物料混合釜1内腔连通。

所述超声振发单元4包括换能器41，换能器41频率为20-40kHz，换能器41底端与变幅杆42的一端相连接，变幅杆42的另一端穿过法兰盖12正中伸入至物料混合釜1内腔中下段。

所述搅拌单元5包括电机51，电机51的动力输出端与搅拌杆52 的动力输入端相连接，搅拌杆52的动力输入端穿过法兰盖12伸入至近物料混合釜1底部，搅拌杆52中下段至少设置有两组搅拌桨叶53。

所述液相物料进料调节阀门21及固相物料出口阀门32为电磁阀；所述混合物料出口6设置有混合物料出口阀门61控制物料的外送。

所述物料混合釜1的法兰盖12上设有红外料位探测器7，红外料位探测器7通过法兰盖12上的探测孔发射红外线探测物料混合釜内的物料料位。

所述红外料位探测器7、液相物料流量计22及电子秤33采集的数据传至程序控制系统8，对数据计算处理后，通过集成控制系统 (DCS)分别控制变频换能器41所发出的超声频率和作用时长、搅拌电机51搅拌的速度和时长以及通过比例控制器9分别控制液相物料进料调节阀门21和固相物料出口阀32的开度，从而调整物料比例。

所述变频换能器41和搅拌电机51由程序控制系统8控制同时作用或者交替作用。

本实用新型的有益效果在于：

1、按比例配置的固相和液相物料进入物料混合釜1内，多孔隙固相物料的粉末颗粒会被液相油品快速浸入并溶合，通过超声振发单元4作用，超声波在液相油品内传递，并由物料混合釜1内壁和反射，再次作用于物料，经过在油品内的空化作用，油品会快速包裹固相粉末颗粒，并浸入其空隙，如此达到固相煤粉、催化剂粉末与液相油品快速溶合的效果。

2、通过搅拌单元5的搅拌杆52深入物料混合釜1底部作用，搅拌桨叶53在不同高度搅拌物料，当整体平推旋转的物料到达扰流筋柱13处，物料撞击扰流筋柱13后发生回旋，从而发生局部涡旋和扰动，破化了角速度相同相对静止的各质点状态，使得物料各质点发生相对运动，所形成的小漩涡会被搅拌桨叶53打散，从而使得两相物料浓度均一相比于传统物料混合釜而言大大提高了两相物料界面接触率和搅拌效率，从而为下游反应转化率的提高提供支持。

3、通过程序控制系统8通过比例控制器9控制固相和液相物料按比例自动进料，同时，可分别控制变频换能器41所发出的超声频率和作用时长、搅拌电机51搅拌的速度和时长，实现超声空化效应及搅拌作用交替进行和共同作用方式的灵活切换，以适应不同特性的油品和固相粉体物料。

综上，本实用新型能够使固相物料液相油品快速充分溶合，混合效率高且提高反应转化率，具有结构合理、实用高效、低成本高收益的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型的横截面图。

图中：1、物料混合釜，2、液相物料进口管道，3、固相物料进料单元，4、超声振发单元，5、搅拌单元，6、混合物料出口，7、红外料位探测器，8、程序控制系统，9、比例控制器，11、伴热保温套，12、法兰盖，13、扰流筋柱，21、液相物料进料调节阀门，22、液相物料流量计，31、固相物料料斗，32、固相物料出口阀门，33、电子秤，41、变频换能器，4、变幅杆，51、搅拌器电机，52、搅拌连杆， 53、搅拌桨叶，61、混合物料出口阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，包括物料混合釜1，所述物料混合釜1顶部设有法兰盖12，物料混合釜1底部设有混合物料出口6，液相物料进口管道2、固相物料进料单元3、超声振发单元4及搅拌单元5分别穿过法兰盖12进入物料混合釜1内腔，物料混合釜1内壁中下段竖直设置有多个竖向扰流筋柱13。

所述物料混合釜1外壁设有伴热保温套11。

所述扰流筋柱13数量为3-8个，优选为6个，在物料混合釜1 内壁中下段等高等距布置。

所述液相物料进口管道2近入口端设有液相物料流量计22，液相物料进口管道2近出口端设有液相物料进料调节阀门21，液相物料进口管道2外周设有伴热保温装置。

所述固相物料进料单元3包括固相物料料斗31，固相物料料斗 31出口端与固相物料出口阀门32的入口端为直接硬连接，固相物料料斗31固定置于电子秤33上，固相物料出口阀门32的出口端通过软连接管线与物料混合釜1内腔连通，以消除对电子秤33称量结果的影响。

所述超声振发单元4包括换能器41，换能器41底端与变幅杆42 的一端相连接，变幅杆42的另一端穿过法兰盖12正中伸入至物料混合釜1内腔中下段。

所述换能器41频率为20-40kHz。

所述搅拌单元5包括电机51，电机51的动力输出端与搅拌杆52 的动力输入端相连接，搅拌杆52的动力输入端穿过法兰盖12伸入至近物料混合釜1底部，搅拌杆52中下段至少设置有两组搅拌桨叶53。

所述混合物料出口6设置有混合物料出口阀门61，通过混合物料出口阀门61可控制物料的外送。

所述物料混合釜1的法兰盖12上设有红外料位探测器7，红外料位探测器7通过法兰盖12上的探测孔发射红外线探测物料混合釜内的物料料位。

所述液相物料进料调节阀门21、固相物料出口阀32为电磁阀。

所述红外料位探测器7、液相物料流量计22及电子秤33采集的数据传至程序控制系统8对数据计算处理后，通过集成控制系统 (DCS)分别控制变频换能器41所发出的超声频率和作用时长、搅拌电机51搅拌的速度和时长以及通过比例控制器9分别控制液相物料进料调节阀门21和固相物料出口阀门32的开度，从而调整物料比例。

所述变频换能器41和搅拌电机51由程序控制系统8控制同时作用或者交替作用；达到物料充分、均匀、快速溶合的目的。

所述搅拌单元5的电机51转速为0-1200rpm。

所述物料混合釜1允许调配物料条件为：固相颗粒粒径为≤ 0.2mm；重质油品的运动粘度：≤70mm2/s(100℃)；

本实用新型的工作原理：

将物料按比例配置分别从液相物料进口管道2、固相物料进料单元3加入物料混合釜1内，在超声振发单元4空化和搅拌单元5共同作用后，使固相-液相两相物料充分溶合后再混合均一。

当物料按比例进入物料混合釜1内，含有大量孔隙的固相多孔物料与液相油品物料接触混合，超声波在液相油品物料内传递，并由物料混合釜1内壁和反射，再次作用于物料，经过在液相油品物料内的空化作用，液相油品物料会快速包裹固相多孔物料，并浸入其孔隙，如此达到固相的煤粉、催化剂粉末等固相多孔物料与液相油品物料快速溶合的效果。

搅拌单元5电机51安装于顶部法兰盖12上，通过搅拌杆52深入物料混合釜1底部，在搅拌杆52的搅拌桨叶53，在不同高度搅拌物料，当整体平推旋转的物料到达扰流筋柱13处，物料撞击扰流筋柱13后发生回旋，从而发生局部涡旋和扰动，破化了角速度相同相对静止的各质点状态，使得物料各质点发生相对运动，所形成的小漩涡会被搅拌桨叶53打散，从而使得两相物料浓度均一。

空化效应和搅拌作用可以相互促进，通过程序控制系统8控制超声振发单元4变频换能器41所发出的超声频率和作用时长以及搅拌单元5搅拌电机51搅拌的速度和时长，程序控制系统8还通过比例控制器9分别控制液相物料进料调节阀门21和固相物料出口阀32的开度，从而调整物料比例，在超声空化效应和搅拌作用同时作用或者交替作用下以达到物料充分、均匀、快速溶合的目的。

显然，以上具体实施方式仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述具体实施方式对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，包括物料混合釜(1)，所述物料混合釜(1)顶部设有法兰盖(12)，物料混合釜(1)底部设有混合物料出口(6)，其特征在于：液相物料进口管道(2)、固相物料进料单元(3)、超声振发单元(4)及搅拌单元(5)分别穿过法兰盖(12)进入物料混合釜(1)内腔，物料混合釜(1)内壁中下段竖直设置有多个竖向扰流筋柱(13)。

2.根据权利要求1所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述扰流筋柱(13)数量为3-8个，在物料混合釜(1)内壁中下段等高等距布置。

3.根据权利要求1所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述液相物料进口管道(2)近入口端设有液相物料流量计(22)，液相物料进口管道(2)近出口端设有液相物料进料调节阀门(21)，液相物料进口管道(2)外周设有伴热保温装置；所述物料混合釜(1)外壁设有伴热保温套(11)。

4.根据权利要求1所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述固相物料进料单元(3)包括固相物料料斗(31)，固相物料料斗(31)出口端与固相物料出口阀门(32)的入口端为直接硬连接，固相物料料斗(31)固定置于电子秤(33)上，固相物料出口阀门(32)的出口端通过软连接管线与物料混合釜(1)内腔连通。

5.根据权利要求1所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述超声振发单元(4)包括换能器(41)，换能器(41)频率为20-40kHz，换能器(41)底端与变幅杆(42)的一端相连接，变幅杆(42)的另一端穿过法兰盖(12)正中伸入至物料混合釜(1)内腔中下段。

6.根据权利要求1所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述搅拌单元(5)包括电机(51)，电机(51)的动力输出端与搅拌杆(52)的动力输入端相连接，搅拌杆(52)的动力输入端穿过法兰盖(12)伸入至近物料混合釜(1)底部，搅拌杆(52)中下段至少设置有两组搅拌桨叶(53)。

7.根据权利要求3所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述液相物料进料调节阀门(21)及固相物料出口阀门(32)为电磁阀；所述混合物料出口(6)设置有混合物料出口阀门(61)控制物料的外送。

8.根据权利要求1所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述物料混合釜(1)的法兰盖(12)上设有红外料位探测器(7)，红外料位探测器(7)通过法兰盖(12)上的探测孔发射红外线探测物料混合釜内的物料料位。

9.根据权利要求8所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述红外料位探测器(7)、液相物料流量计(22)及电子秤(33)采集的数据传至程序控制系统(8)对数据计算处理后，通过集成控制系统DCS分别控制变频换能器(41)所发出的超声频率和作用时长、搅拌电机(51)搅拌的速度和时长以及通过比例控制器(9)分别控制液相物料进料调节阀门(21)和固相物料出口阀门(32)的开度，从而调整物料比例。

10.根据权利要求9所述的一种多孔固体材料与液相重质油品快速溶合的装置，其特征在于：所述变频换能器(41)和搅拌电机(51)由程序控制系统(8)控制同时作用或者交替作用。

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