專利名稱：煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煤的直接液化設(shè)備，特別涉及一種煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置。
技術(shù)背景煤在一定溫度和壓力條件下，可以進行超臨界氣體萃取直接得到燃料油。國內(nèi)外的科學研究人員先后進行了大量的研究，取得了一些實驗成果。1975年英國的科學家首先以甲苯為萃取劑，在350℃和10Mpa壓力的超臨界狀態(tài)下進行煤的萃取試驗。1992年7月1日，中國專利公報公開了專利申請?zhí)枮?7102560。4、審定公告號為1017251、名稱為“煤的超臨界氣體連續(xù)抽提方法及其裝置”的發(fā)明專利說明書；該專利技術(shù)雖然解決了連續(xù)萃取的問題，但是，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不完善，反應(yīng)物從反應(yīng)器中并流而下，分子間有效碰撞率不高，因而反應(yīng)效果較差，速率低；使用該方法還需與煤漿制備設(shè)備和高壓泵輸送設(shè)備配套，故投資大，耗能高。此外，使用的萃取劑為易燃易爆、有毒害、污染環(huán)境且價格高昂的有機溶劑，在溫度、壓力較高的反應(yīng)條件下，容易發(fā)生事故，因而增大了實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的難度。
發(fā)明的內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供一種反應(yīng)效率高、速率高，對環(huán)境無污染、安全可靠、投資少、能耗低，適于工業(yè)化生產(chǎn)的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置。
本實用新型所述的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，包括進料器、連接在進料器下面的反應(yīng)器、連接在反應(yīng)器的球閥、連接在球閥下面的殘煤罐、連接在殘煤罐下面的殘煤排放閥，其特征在于在進料器的頂部插入有超臨界水噴射管。
所述的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，其特征在于進料器上部為圓筒，下部為漏斗狀的收縮管，收縮管的出口連接喉管，喉管下接擴散管，擴散管之下為連接管，并伸入反應(yīng)器的上部；超臨界水噴射管從進料器的頂部插入，錐形噴嘴靠近并正對收縮管的出口；止回閥連接在進料器上部圓筒的中上部。超臨界水從噴射管的錐形噴嘴噴出與煤粉混合，增大了反應(yīng)物分子間的有效碰撞，從而強化了反應(yīng)過程，加快了反應(yīng)速率。
所述的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，其反應(yīng)器上部為圓筒，下部為圓錐筒，在伸入圓筒上部的進料器的連接管出口之上側(cè)壁分別安裝有不銹鋼粉末成型的濾片、安全閥、溫度計套管和混合汽出口管，混合汽出口管上裝有壓力表。濾片的作用是阻擋煤粉從混合汽出口管排出。安全閥是當反應(yīng)器壓力超高時起保護作用。溫度計套管用于插入溫度計指示反應(yīng)器內(nèi)的溫度。
所述的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，其殘煤罐的中上部安裝有不銹鋼粉末成型的過濾片進氣管與該濾片連接，進氣管上裝有水的超臨界流體進汽閥、壓力表和減壓閥。在打開反應(yīng)器下面的球閥排放殘煤之前，先打開進汽閥向殘煤罐內(nèi)通入水的超臨界流體升高罐內(nèi)的壓力，使其與反應(yīng)器內(nèi)的壓力接近或相等，再打開球閥讓反應(yīng)器中的殘煤落入殘煤罐內(nèi)；在打開殘煤罐下面的殘煤排放閥排放殘煤前，先關(guān)閉球閥，后打開減壓閥放出殘煤罐內(nèi)的汽體，過濾片阻擋殘煤隨汽體一起放出，罐內(nèi)的壓力降低后，再打開殘煤排放閥排放殘煤。
本實用新型可使萃取反應(yīng)連續(xù)進行，適于工業(yè)化生產(chǎn)；多變的噴射方式，強化了萃取反應(yīng)過程，加快了反應(yīng)速率。使用的萃取劑價廉易得、無毒無害、可以循環(huán)使用超臨界水，反應(yīng)條件相對安全，對環(huán)境無污染；本實用新型勿需煤漿制備設(shè)備和高壓泵輸送裝置配套，投資少、能耗低。


圖1是本實用新型的構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
參見圖1，高壓高速的超臨界水流體從裝在進料器1頂部的超臨界水噴射管6的錐形噴嘴噴出，在收縮管14處與從止回閥7自動吸入80-100目的煤粉進行有效混合反應(yīng)，并高速通過喉管15進行擠壓反應(yīng)，繼續(xù)流經(jīng)擴散管16和連接管17噴射入上部裝有安全閥9和溫度計套管10的反應(yīng)器2內(nèi)，由于從連接管17進入反應(yīng)器2的流體產(chǎn)生劇烈的湍流，使超臨界萃取反應(yīng)繼續(xù)進行，并隨之分離；超臨界水萃取劑與分離出的汽態(tài)燃料油的混合物同殘煤經(jīng)重力分離后，穿過濾片8從上部的混合汽出口管11進入分離器；在打開反應(yīng)器2下面的球閥3排放殘煤之前，先打開裝在進汽管21上的進汽閥20向殘煤罐4內(nèi)通入高壓水汽以升高罐內(nèi)的壓力，使安裝在進汽管21上的壓力表19的讀數(shù)與反應(yīng)器混合汽出口管11上的壓力表12讀數(shù)接近或相等時，再打開球閥3，將殘煤放入殘煤罐4內(nèi)；在打開殘煤罐4下面的殘煤排放閥5排放殘煤前，先關(guān)閉球閥3，后打開減壓閥20放出殘煤罐4內(nèi)的汽體，過濾片13阻擋殘煤隨汽體一起放出，罐內(nèi)的壓力降低后，再打開殘煤排放閥5排放殘煤。
本實用新型體積小，但可以連續(xù)處理大量的固體煤粉，工業(yè)化生產(chǎn)時，可將多臺設(shè)備并聯(lián)生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，包括進料器(1)、連接在進料器下面的反應(yīng)器(2)、連接在反應(yīng)器的球閥(3)、連接在球閥下面的殘煤罐(4)、連接在殘煤罐下面的殘煤排放閥(5)，其特征在于在進料器(1)的頂部插入有超臨界水噴射管(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，其特征在于進料器(1)上部為圓筒，下部為漏斗狀的收縮管(14)，收縮管的出口連接喉管(15)，喉管下接擴散管(16)，擴散管之下為連接管(17)，并伸入反應(yīng)器(2)的上部；超臨界水噴射管(6)從進料器(1)的頂部插入，錐形噴嘴靠近并正對收縮管(14)的出口；止回閥(7)連接在進料器(1)上部圓筒的中上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，其特征在于反應(yīng)器(2)上部為圓筒，下部為圓錐筒，在伸入圓筒上部的進料器(1)的連接管(17)出口之上側(cè)壁分別安裝有濾片(8)、安全閥(9)、溫度計套管(10)和混合汽出口管(11)，混合汽出口管上裝有壓力表(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，其特征在于殘煤罐(4)的中上部安裝有過濾片(13)，進氣管(21)與該濾片(13)連接，進氣管(21)上裝有水的超臨界流體進汽閥(18)、壓力表(19)和減壓閥(20)。
專利摘要本實用新型涉及煤的超臨界水連續(xù)萃取反應(yīng)裝置，包括進料器(1)、連接在進料器下面的反應(yīng)器(2)、連接在反應(yīng)器的球閥(3)、連接在球閥下面的殘煤罐(4)、連接在殘煤罐下面的殘煤排放閥(5)，其特征在于在進料器(1)的頂部插入有超臨界水噴射管(6)。本實用新型可使萃取反應(yīng)連續(xù)進行，適于工業(yè)化生產(chǎn)；多變的噴射方式，強化了萃取反應(yīng)過程，加快了反應(yīng)速率。使用的萃取劑價廉易得、無毒無害、可以循環(huán)使用超臨界水，反應(yīng)條件相對安全，對環(huán)境無污染。
文檔編號C10G1/04GK2575098SQ0224447
公開日2003年9月24日 申請日期2002年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者王有素 申請人:王有素