[發明專利]通過液體及蒸汽兩相混合物對稀釋固體進行分離的裝置和方法

在審

• 申請號: 201711110449.3
• 申請日: 2017-11-12
• 公開（公告）號: CN109775784A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 賽巴斯蒂安·維拉·阿拉孔
• 申請（專利權）人: 印迪克姆生活有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/14;C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張小琴

本發明涉及一種通過液體及蒸汽兩相混合物對稀釋固體進行分離的裝置和方法，包括罐(1)，該罐容納帶有稀釋固體的流體，在其出口具有雜質過濾器(2)；泵(3)，其連接到罐(1)的出口并且構造為提升帶有稀釋固體的所述流體的壓力和溫度；以及帶有稀釋固體的流體的加熱區(4)，其包括與載熱流體接觸的多個管；并且還包括在加熱區(4)的出口處連接的會聚及擴散噴嘴(5)，該會聚及擴散噴嘴構造為提高蒸汽及液體兩相流體的速度，使得溶解在加熱流體中的固體沉淀在固體罐(6)中，同時流體進入冷凝器(7)，然后進入凈化流體罐(8)中并且處于液體形式。

技術領域

本發明涉及一種用于分離液體中的稀釋固體的方法，允許通過聲速附近的流體速度的加速來分離溶解的固體。

背景技術

固體與氣體的分離是已知的，向固體和氣體的混合物提供旋轉運動，使其在固體氣體混合物中旋轉運動，使其基本上水平地并切向地進入垂直圓柱體(例如旋風分離器)中，氣體通過上端從該圓柱體排出，固體通過底部從該圓柱體排出。

為了實現小的固體顆粒(例如催化劑的細固體)的基本上完全的分離，根據需要，例如在催化裂化的過程中，通常需要各種旋流器，即使大部分固體已經在之前的分離階段(例如通過導向葉片或旋風分離器)被移除。由于其水平進料入口的裝置從每個旋風體切向延伸，所以需要一個具有相當大尺寸的外殼(例如反應器容器)來容納一定數量的旋風分離器。

另外，這些旋風分離器能夠放置在反應堆容器的外面，因此它們需要一些復雜的支架來抵抗在相對高的工作溫度(例如在旋風分離器內部從400到600℃)存在的壓力差。

另外，在這兩種情況下，在不同的死區空間中，在保留在這樣大的裝置中的大量時間內，在所提到的高溫下可能發生不希望的焦炭和氫的形成(即，后裂化)，例如含有烴并與重質烴蒸汽分離的催化劑顆粒。

使用具有向下軸向入口的圓柱形旋風分離器用于從氣體中分離固體也是已知的。在多個旋風分離器的經典設計中，包含固體的進料流從一側水平或相對于水平面以小角度(例如小于45度)進入旋風分離器組，如果將該組放置在DED反應器容器內，則需要額外的空間，如上面針對具有切向進料入口的旋流器所評論的那樣。此外，這樣的布置會導致進料入口和下游旋風分離器之間的壓力差，這將導致在不同旋風分離器中含有固體的流體的不均勻分布。

在專利US 3969096的公開中，第一次描述了多入口旋風分離器。所引用專利的公開文件描述了一種旋風分離器，其具有帶有多個葉片的氣體入口端口，該旋風分離器用于分離懸浮在(汽車)內燃機的廢氣中的固體顆粒。

盡管如此，專利US 3969096沒有提供能夠解釋多端口旋風分離器在低壓降下具有良好收集效率的原因的理論。根據其假設，入口導向葉片將沿著旋風分離器殼體的內壁進入旋風分離器的氣流引導成片狀氣流，從而被拖曳的粒子在分離之前必須行進較短的距離。此外，發明人假定這些片狀流在向下和向上螺旋的入口流之間形成更清晰的質量邊界，從而使得流動具有形成渦流的較小傾向。如在本申請中所解釋的那樣，減少渦流的形成降低了使得入口流的速度降低的阻力，從而提高了分離效率。

文獻WO-A-9925459揭示了一種用于在流化催化過程中從氣流中分離固體的裝置。在一個實現中，使用具有多個級聯端口的一系列旋風器。在實施方式中，旋風分離器同軸地堆疊在壓力殼體的內部。

文獻GB-A-1401331公開了一種用于細粒級材料的分級機，其包括同軸放置在單端口旋風分離器內部的多端口旋風分離器。

在上述程序中，固體不溶解在流體中，基于速度的分離程序與離心所用的分離程序類似；然而，在所提出的發明中，實現了溶解即形成均勻溶液的固體的分離，在極端壓力和溫度條件下將液體的溫度升高到其沸點。這使得能夠在不進行任何類型的化學處理的情況下純化液體，并且沒有大量的能量消耗，另外由于清潔能源能夠得到這些能量。

發明內容