气体/液体切换进料装置及重质有机质热解装置的制造方法
专利名称:气体/液体切换进料装置及重质有机质热解装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气体/液体切换进料装置及重质有机质热解装置，该进料装置包括液体储罐和一端用于连接供气装置、另一端用于连接用料设备的进口管路，进口管路上设有具有至少四个管口的切换阀装置，其中两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，出液口在液体储罐内部设有深入底部的出液管；切换阀装置用于切换使气体沿进口管路直接进入用料设备或使气体进入液体储罐将其内部液体沿进口管路压入用料设备。该进料装置采用同一条进口管路实现气体和液体进料，设备更紧凑；省去了液体进料的驱动装置，气体本身不损失；调节切换阀装置即可实现气体/液体进料的切换，当用料设备需要连续或多次交替重复进料时，操作简单，易于实现自动化控制。
【专利说明】
气体/液体切换进料装置及重质有机质热解装置
技术领域
[0001]本实用新型属于重质有机质热解技术领域，具体涉及一种气体/液体切换进料装置，同时还涉及一种采用上述进料装置的重质有机质热解装置。
【背景技术】
[0002]重质有机质是地球上重要的资源，包括煤、生物质、重油、沥青及有机固体废弃物等。这些重质有机质的主体是有机大分子，具有高度的非均相性，常温下难溶于常规溶剂，基本的利用途径是通过热解聚和各类分离技术，使其大分子转化为制备各种化工产品的小分子中间体，相关的工艺研发涉及热解、热萃取、热滤及分馏等技术元素，相关的设备涉及各类高压反应釜、萃取装置及蒸馏装置。
[0003]重质有机质的热解产物是气液固三相混合物，在反应温度下粘度低、易于溶解、萃取和过滤，但在常温下三相混合固化或半固化在一起，难于分离，且产生的挥发性组分，降温到常温下再进行蒸馏，各个单元技术分开实施，效率低且效果差。
[0004]现有技术中，CN204544144U公开了一种带有微孔过滤装置的热溶釜，包括热溶釜釜体，设置于热溶釜釜体中的冷却盘管和蒸汽加热管;所述热溶釜釜体中设置有搅拌转轴，搅拌转轴上设置有3个搅拌叶浆;所述热溶釜釜体底部增加有用于过滤活性炭的微孔过滤装置，微孔过滤装置与热溶釜釜体内壁相配合。该装置将微孔过滤装置设置在热溶釜内，用于过滤活性炭，设备投入小，占地面积小，一定程度上实现了有机质的热解。
[0005]但是，由于重质有机质的热解及分离过程比较复杂，期间需要或连续或间断或多次重复交替的向反应釜内注入气体或液体，气体一般用于维持反应体系的压力或曝气混合，液体可以是溶剂、萃取剂、清洗剂等。
[0006]现有技术中，CN104877697A公开了一种分离化产焦油废料固液成分的设备，包括萃取釜、蒸馏釜、物料釜、缓冲罐、固化焦油罐、轻质焦油罐、萃取剂罐、一号冷凝器、二号冷凝器、真空栗和空气压缩机，所述物料罐的物料出口与萃取釜的物料进口由物料管路相连，所述萃取剂罐的萃取剂出口与萃取釜的萃取剂入口由萃取剂供应管路相连，所述萃取釜的压缩空气入口与空气压缩机由压缩空气供应管路相连。从上述公开的设备可以看出，传统的反应釜进料装置都是物料、气体与液体分开设置单独的管道，造成用料设备管口多，连接管路多，不够紧凑;液体进料需要专门的驱动设备，成本高；如反应釜连续工作中需要多次交替重复气体、液体进料，则需要控制和调节的设备及阀门较多，不易实现连续自动化操作。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种气体/液体切换进料装置，液体进料不需额外的驱动装置，切换方便，易于实现连续生产。
[0008]本实用新型的第二个目的是提供一种采用上述进料装置的重质有机质热解装置。
[0009]为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0010]气体/液体切换进料装置，包括液体储罐和一端用于连接供气装置、另一端用于连接用料设备的进口管路，所述进口管路上设有切换阀装置，所述切换阀装置具有至少四个管口，其中两个管口连接在进口管路上，另两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，该出液口在液体储罐内部设有深入底部的出液管;切换阀装置用于切换使气体沿进口管路直接进入用料设备，或使气体进入液体储罐将其内部液体沿进口管路压入用料设备。
[0011]优选的，所述切换阀装置为四通阀。所述切换阀装置还可以为本领域中其他可实现切换功能的阀组件。
[0012]所述液体储罐上设有液位计，或液体储罐下方设有称重装置，用于监测液体的进料量。
[0013]沿气体流动方向，所述进口管路上在四通阀的上游设有气体流量计;所述进口管路上在气体流量计的上游还设有减压阀和单向阀。
[0014]本实用新型的气体/液体切换进料装置，在进口管路上设置具有至少四个管口的切换阀装置，其中两个管口连接在进口管路上，使来自供气装置的气体沿进口管路进入用料设备;切换阀装置的另两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，切换后使来自供气装置的气体进入液体储罐，将液体储罐内的液体压入伸入底部的出液管中，沿进口管路进入用料设备。
[0015]本实用新型的气体/液体切换进料装置，采用同一条进口管路即可实现气体和液体进料，不需要分别设置气体、液体进口管路和进口管口，设备更紧凑;采用气体将液体储罐中的液体压入用料设备，省去了液体进料的驱动装置，而此处所用的只是气体的压力，气体本身并不损失；只调节切换阀装置即可实现气体/液体进料的切换，当用料设备需要连续或多次交替重复进料时，操作简单，易于实现自动化控制。
[0016]重质有机质热解装置，包括热解反应釜和上述的气体/液体切换进料装置，该进料装置中的进口管路一端用于连接供气装置、另一端与热解反应釜的进料口相连接。
[0017]所述热解反应釜的釜体内衬有石英内衬。所述石英内衬为石英衬管;石英内衬耐腐蚀。
[0018]所述热解反应釜的釜体上连接有液体收集管，所述液体收集管的一端伸入釜底，液体收集管上设有用于固液分离的过滤装置。在热态下釜体内的液体在釜内压力的作用下，经过液体收集管上的过滤装置过滤后从液体收集管排出热解反应爸，实现爸内液体与固体的热态分离；固体物质由于重力作用沉降至釜底，不易堵塞过滤装置，过滤精度高;过滤装置与固液分离管可拆卸连接，堵塞时只需更换过滤装置即可。
[0019]所述过滤装置为设置在液体收集管伸入釜底一端末端的过滤头。所述过滤头与固液分离管可拆卸连接，安装与更换更加方便。所述过滤头为金属材料，耐高压、耐腐蚀。
[0020]热解反应爸爸体内设有用于放置热电偶的热电偶套管，爸体外围设有加热套。在热电偶套管中插入热电偶，用来测定和控制釜体内物料的温度。
[0021]热解反应爸爸体包括爸体本体和爸盖，爸体本体与爸盖可拆卸连接。爸体本体与釜盖连接处采用开环式密封，耐高压和高温。液体收集管及热电偶套管连接在釜盖上;釜盖上还设有物料进口和排空口，用于物料的加入和气体的排空;工作条件下的气态产物，即挥发分产物，从釜体上部排出。与釜盖上设置的管口相连接的管道上，在靠近釜体处均设有开关阀。釜盖上还设有用于测量釜体内压力的压力表。
[0022]热解反应釜釜体设有搅拌装置;搅拌装置的搅拌浆上安装有三个搅拌叶轮，适合于高径比大的釜体。优选的，该热解反应釜为不锈钢2520材料制成。
[0023]所述液体收集管远离热解反应釜釜体的一端连接有液体收集罐。液体收集罐用于收集固液分离后的液体产物。
[0024]所述热解反应釜上还设有气体出口，所述气体出口连接冷凝管路，所述冷凝管路依次串接有一级冷凝器和二级冷凝器。
[0025]热解反应釜的气体出口依次连接一级、二级冷凝器，热解反应釜内产生的气体经气体出口依次进入两级冷凝器进行冷凝，两级冷凝的温度无级可调，即可得到具有不同沸点范围的馏分;该热解装置实现了重质有机质产物混合物在反应温度下的气液分离、固液分离及液体产物的收集、气体产物的级冷分馏收集，集成度高，占地面积小，使用方便。
[0026]所述冷凝管路的末端连接有冷阱。所述冷凝管路上在冷阱之前连接有检测支路，检测支路的末端可连接检测装置，如气相色谱仪、质谱仪或光谱仪等，用于在反应条件下实现气体产物的在线分析。所述检测支路上设有取样阀。
[0027]所述一级冷凝器和二级冷凝器的液体出口分别连接有冷凝收集罐。冷凝收集罐用于收集气体产物冷凝部分。冷凝管路上在二级冷凝器之后设有背压阀，与进口管路上的减压阀配合，可以实现一定压力条件下的间歇式或连续式操作。与进口管路连接的供气装置可形成高压流动气路，实现高压连续流动反应体系的运行。
[0028]本实用新型的重质有机质热解装置，为耦合热解聚、热萃取、热溶滤、分馏多种技术元素的成套装置，其中热解反应釜集热解聚、热萃取及热溶滤的功能于一体，均在反应温度下进行;采用气体/液体切换进料装置，使解热反应釜结构更紧凑，切换方便，易于实现连续自动生产;反应温度下的挥发分产物用较少的设备直接实现多级冷却分馏，不需要降到常温就可直接进行分离;挥发分产物直接级冷分离为不同温度段的馏分，且通过级冷温度调节得到不同温度段的馏分进而进行各馏分组成的调控。
[0029]该热解装置可以对煤/沥青/生物质及由煤/沥青/生物质衍生的固体有机质混合物进行热溶萃取、热态过滤、解聚合、级冷分离等多个单元技术的耦合进行操作，可以进行重质有机质利用方面的生产和利用相关方面的热力学、动力学、工艺等的实验研究工作，减少相关操作的工作量，提高了效率。该装置集成度高，具有结构简单、占地面积小、控温好、反应及分离充分、重复性好等优点，适合推广使用。
【附图说明】
[0030]图1为实施例1的气体/液体切换进料装置的结构示意图；
[0031 ]图2为图1的气体/液体切换进料装置切换状态示意图；
[0032]图3为实施例2的重质有机质热解装置的结构示意图；
[0033]图4为图3中的热解反应釜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
[0035]实施例1
[0036]本实施例的气体/液体切换进料装置，如图1所示，包括液体储罐34和一端用于连接供气装置、另一端用于连接热解反应釜(用料设备)的进口管路40，所述进口管路40上设有四通阀33，该四通阀33的两个管口连接在所述进口管道40上，另两个管口分别连接液体储罐34的进气口 34-1和出液口 34-2，该出液口 34_2在液体储罐34内部设有深入底部的出液管41;四通阀33用于切换使气体沿进口管路直接进入热解反应釜，或使气体进入液体储罐34将其内部液体沿进口管路压入热解反应釜;所述液体储罐34下方设有称重装置35，用于监测液体的进料量；
[0037]沿气体流动方向，所述进口管路40上在四通阀33的上游设有气体流量计36，气体流量计36设有旁路，旁路上设有第五开关阀37;所述气体管路40在气体流量计36的上游还设有减压阀39和单向阀38。
[0038]本实施例的气体/液体切换进料装置，在进口管路40上设置四通阀33，四通阀33的两个管口连接在进口管路40上，使来自供气装置的气体沿进口管路40进入热解反应釜，如图1所示，为气体进料；四通阀33的另两个管口分别连接液体储罐34的进气口 34-1和出液口34-2，调节四通阀进行切换后(如图2所示)，使来自供气装置的气体进入液体储罐34，将液体储罐34内的液体压入伸入底部的出液管41中，沿进口管路40进入热解反应器，完成液体进料。
[0039]本实用新型的气体/液体切换进料装置，采用同一条进口管路即可实现气体和液体进料，不需要分别设置气体、液体进口管路和进口管口，设备更紧凑;采用气体将液体储罐中的液体压入用料设备，省去了液体进料的驱动装置，而此处所用的只是气体的压力，气体本身并不损失；只调节四通阀即可实现气体/液体进料的切换，当用料设备需要连续或多次交替重复进料时，操作简单，易于实现自动化控制。
[0040]实施例2
[0041]本实施例的重质有机质热解装置，如图3所示，包括热解反应釜I和实施例1所述的气体/液体切换进料装置，该进料装置中的进口管路40—端连接供气装置(气体钢瓶)、另一端与热解反应釜I的进料口 17相连接;进口管路40的一端伸入热解反应釜的釜体内的中部以下，进口管路40上在热解反应釜釜体外靠近釜体设有第二开关阀22;
[0042]如图4所示，所述热解反应爸1的爸体包括爸体本体1-1和爸盖1-2，爸体本体1-1与釜盖1-2可拆卸连接，即将U型开环13套在法兰边上并采用密封螺钉15与垫片14紧固，实现开环密封;热解反应釜的进料口 17设置在釜盖1-2上，所述釜盖1-2上连接有液体收集管2，所述液体收集管2的一端伸入釜底并连接有用于固液分离的过滤头3，液体收集管2的另一端伸出釜体外连接有液体收集罐23，用于收集固液分离后的液体产物;液体收集管2上靠近釜体设有第一开关阀19;液体收集罐23的顶部设有泄压阀24;
[0043]所述釜体本体1-1内衬有石英内衬4，所述石英内衬4采用石英衬管的形式，耐高温并耐腐蚀;釜体本体1-1外围设有加热套5;所述热解反应釜I的釜体内设有用于放置热电偶的热电偶套管7，热电偶套管7安装在釜盖1-2上，用于放置热电偶测定和控制釜体内物料的温度；
[0044]所述釜盖1-2上还设有气体出口 18和排空口 16，排空口 16处设有第三开关阀21;气体出口 18连接冷凝管路，冷凝管路上靠近釜体设有第四开关阀20;冷凝管路上沿气体流动方向，依次串接有一级冷凝器25和二级冷凝器26，在二级冷凝器26的后方设有背压阀31，冷凝管路的末端用于连接玻璃冷阱;冷凝管路上，在二级冷凝器26与背压阀3之间设有检测支路，检测支路上设有取样阀32，检测支路的末端用于连接检测装置，如气相色谱仪、质谱仪或光谱仪等，用于在反应条件下实现气体产物的在线分析；
[0045]所述一级冷凝器25和二级冷凝器26的液体出口分别连接有第一冷凝收集罐27、第二冷凝收集罐28，用于收集气体产物冷凝部分;一级、二级冷凝器与冷凝收集管连接的管路上均设有开关阀；一级冷凝器25和二级冷凝器26分别设有第一控温仪29、第二控温仪30，两级冷凝的温度无极可调；
[0046]热解反应釜的釜体还设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机10、旋转轴8和搅拌轴6，所述电机10与旋转轴8通过皮带11传动，搅拌轴6位于釜体内，间隔设置有三个搅拌叶轮9 ；旋转轴8与搅拌轴6在釜体外的连接处设有用于冷却的冷却槽12;
[0047]还热解反应釜为不锈钢2520材料制成，所述过滤头为金属材料;该热解反应釜，反应压力在O-1OMPa，可调;温度在室温-600 °C，可调，可程序控制；釜体容积(石英衬管体积)为1L;搅拌装置的搅拌速度为0-1000r/min，可调。
[0048]本实施例的重质有机质热解装置中，一级冷凝器的温度为200-500°C(最大温度600 0C) ； 二级冷凝器的温度为100-500 °C (最大温度600 °C)；溶剂罐体积1000ml，液体收集罐体积500ml，一级冷凝器体积500ml，二级冷凝器体积500ml，第一冷凝收集罐体积500ml，第二冷凝收集罐体积500ml;天平称重量程0_5kg，精度为0.1g。
[0049]本实施例的重质有机质热解装置，还配备有智能控制装置，对气体流量、搅拌转速。釜体内反应温度及两级冷凝器温度等参数进行实时控制，具有精确度高、操作简便等特点。
[0050]本实施例的重质有机质热解装置，使用时的操作过程如下:
[0051](I)准备工作:
[0052]1.气路初始状态:关闭靠近釜体的四个开关阀(第一开关阀19、第二开关阀22、第三开关阀21、第四开关阀20)，旋松减压阀39，关闭气体流量计36旁路的第五开关阀37，并将四通阀33的状态切换至气路不经过溶剂罐34，直接连接热解反应釜I的釜体；关死背压阀31，并关闭取样阀32，同时关闭一级冷凝器25、二级冷凝器26分别与冷凝收集罐连接管路上的开关阀；
[0053]i1.准备反应物料:热解反应爸的爸体本体1-1内添加反应物料，包括煤(沥青或其他重质有机质)、容积、催化剂等，盖上釜盖1-2，拧紧密封螺钉15实现开环密封；
[0054]ii1.充气:打开供气装置(钢瓶)，旋转减压阀39至供气装置出口压力达到要求的反应压力;打开靠近釜体的第二开关阀22，至釜体内压力达到反应压力为止，关闭第二开关阀22;在充气过程中，也可以将热解反应釜的进口压力增大，这样有利于气体更快的进入釜体内；
[0055](2)以煤的热溶热解为例，打开控制装置，控制搅拌装置的搅拌速率，同时设置热解反应釜的温度程序，至达到最终的反应温度；
[0056](3)设置一级冷凝器25和二级冷凝器26的温度，使冷凝温度达到设定温度；
[0057](4)气体产物的冷凝与分离:当设定的热溶/解聚合/萃取时间到达后，打开第四开关阀20，缓慢旋转背压阀31至背压阀出口有一定流量的气体逸出(10-100ml/min)，气体产物在两级冷凝器中进行冷凝;随着反应压力的降低，逐渐旋松背压阀31，保证出口气体流量大致相同；当反应压力下降至常压时，完全旋松背压阀31，一段时间后，关闭第四开关阀20;
[0058](5)气体产物冷凝后的液体收集:打开一级冷凝器25和二级冷凝器26分别与冷凝收集罐连接的开关阀，即可得到具有不同沸点范围的液体馏分，在收集完全后关闭所述开关阀;通过调整两级冷凝的温度可得到实验温度范围内任意温度段的馏分产品。
[0059](6)液体产物的收集:在液体气体产物前，要先将热解反应釜进行充压，该过程可参考反应前的充压过程，即打开第二开关阀22，待热解反应釜内压力达到一定压力后再关闭第二开关阀22;打开第一开关阀19，在热解反应釜内高压气体的作用下，液体将通过液体收集管2末端的过滤头3压入到液体收集罐内，留下固体残留物，后关闭第一开关阀19;待大部分液体进入液体收集罐后，打开液体收集罐上的泄压阀24进行泄压，有利于产物的取出；
[0060](7)补充溶剂:在补充溶剂前，需要将热解反应釜内压力卸去，保证安全操作，即打开釜体上方的第三开关阀21进行泄压后再关上该第三开关阀21;打开进口管路上的第二开关阀22，同时将四通阀33的状态切换至气路经过溶剂罐34，在压力作用下将溶剂罐34内的溶剂压入热解反应釜I的釜体中，并通过天平35测量出补充的溶剂量;待溶剂补充完毕后切换四通阀33的状态至气路不经过溶剂罐34;
[0061](8)溶剂清洗釜内残留物:在搅拌装置的作用下，进一步的将釜体内的固体残留物和剩下得液体产物进行清洗；
[0062](9)重复液体产物的收集步骤，将液体产物进行进一步收集，多次溶剂清洗和液体产物收集后，即可将固体残留物清洗干净，并得到尽可能多的液体产物;对于煤/沥青/生物质及由煤/沥青/生物质衍生的固体有机质混合物的热溶热滤和热解聚，最终可得到无灰分或低灰分的半焦溶液，反应温度下为溶液，降温后看而进一步处理得到无灰分或低灰分的半焦。最后釜体内得残渣是反应温度下也不溶解的灰分、矿物质和少量残碳。
[0063]本实施例的重质有机质热解装置中，在冷凝管路的末端，在背压阀31后用玻璃冷阱冷凝到室温收集剩余馏分。如需实现连续流动反应过程，将减压阀39和背压阀31均调节到一定的开度，设计气体流量计36为一定流量，并关闭气体流量计旁路的第五开关阀；例如当反应压力要设置为2MPa，将减压阀39出口压力调节至比反应压力略大，如2.1MPa，调节背压阀31至反应压力保持不变(不增大也不减小)，同时流量计36示数保持稳定，这时气体将经过热解反应Il实现连续流动。
[0064]本实施例的重质有机质热解装置，为耦合热解聚、热萃取、热溶滤、分馏多种技术元素的成套装置，其中热解反应釜集热解聚、热萃取及热溶滤的功能于一体，均在反应温度下进行;采用气体/液体切换进料装置，使解热反应釜结构更紧凑，切换方便，易于实现连续自动生产;反应温度下的挥发分产物用较少的设备直接实现多级冷却分馏，不需要降到常温就可直接进行分离;挥发分产物直接级冷分离为不同温度段的馏分，且通过级冷温度调节得到不同温度段的馏分进而进行各馏分组成的调控。该热解装置可以对煤/沥青/生物质及由煤/沥青/生物质衍生的固体有机质混合物进行热溶萃取剂热态过滤、解聚合、级冷分离等多个单元技术耦合进行操作，可以进行重质有机质利用方面的生产和利用相关方面的热力学、动力学、工艺等的实验研究工作，减少相关操作的工作量，提高了效率;可以实现一定压力条件下的间歇式或连续式操作，供气装置可形成高压流动气路，实现高压连续流动反应体系的运行，使用方便。该装置集成度高，具有结构简单、占地面积小、控温好、反应及分离充分、重复性好等优点，适合推广使用。
[0065]采用实施例2所述的重质有机质热解装置进行重质有机质的热解，具体如下:
[0066]实验例1:煤的热态解聚、萃取及过滤
[0067]气肥煤破碎研磨至过200目筛，室温下真空干燥24h以上，作为实验用的重质有机质原料，称取该重质有机质原料100g、与质量配比为1:1的洗油和脱晶一蒽油混和溶剂500g加入热解反应釜中，反应釜温度为500 0C、压力5MPa、反应时间45min，进行2次试验的级冷温度分别控制为350°C、150°C和250°C、100°C，按照实施例2的操作过程，实验结果扣除回收的溶剂，再结合差减计算获得各部分产率如下:半焦收率57.34%，其中干基灰分产含量
0.24%；剩余残渣14.2 %，其中碳含量4.0%；液态产物收率24.89 %，其中> 350 °C、350-250°(:、250-150°(:、150-100°(:、100°(:以下馏分的收率5.10%、5.31%、4.30%、5.54%、4.64%。
[0068]实验例2:沥青的热态解聚、萃取及过滤
[0069]高温沥青破碎研磨至过200目筛，室温下真空干燥24h以上，作为实验用的重质有机质原料，称取该重质有机质原料100g、与质量配比为1:1的洗油和脱晶一蒽油混和溶剂500g加入热解反应釜中，反应釜温度为500°C、压力5MPa、反应时间45min，进行2次试验的级冷温度分别控制为400 0C、2000C和350 °C、150 °C，按照实施例2的操作过程，实验结果扣除回收的溶剂，再结合差减计算获得各部分产率如下:沥青质收率21.34%，其中干基灰分产含量0.10 % ;剩余残渣2.20 %，其中碳含量4.0%；液态产物收率74.39 %，其中> 400 °C、400-350。(:、350-200。(:、250-150。(:、100。(:以下馏分的收率23.10%、27.31%、14.30%、4.54%、5.14%。
[0070]实施例3:生物质的热态解聚、萃取及过滤
[0071 ]提取大豆蛋白和多糖后的大豆纤维残渣，空气干燥，破碎研磨至过200目筛，室温下真空干燥24h以上，作为实验用的重质有机质原料，称取该重质有机质原料50g、与质量配比为1:1的洗油和脱晶一蒽油混和溶剂50(^，反应釜温度为450°(:、压力510^、反应时间45min，进行2次试验的级冷温度分别控制为350°C、150 °C和250 °C、100 °C，按照实施例2的操作过程，实验结果扣除回收的溶剂，再结合差减计算获得各部分产率如下:半焦收率27.34 %，其中干基灰分产含量0.10%；剩余残渣7.2 %，其中碳含量6.0%；液态产物收率60.89%，其中>350°(:、350-250°(:、250-150°(:、150-100°(:、100°(:以下馏分的收率11.10%、15.31 %、14.30%、15.54%、4.64%。
[0072]在本实用新型的其他实施例中，所述切换阀装置还可以为本领域中其他可实现相同切换功能的阀组件。
【主权项】
1.气体/液体切换进料装置，其特征在于:包括液体储罐和一端用于连接供气装置、另一端用于连接用料设备的进口管路，所述进口管路上设有切换阀装置，所述切换阀装置具有至少四个管口，其中两个管口连接在进口管路上，另两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，该出液口在液体储罐内部设有深入底部的出液管;切换阀装置用于切换使气体沿进口管路直接进入用料设备，或使气体进入液体储罐将其内部液体沿进口管路压入用料设备。2.根据权利要求1所述的气体/液体切换进料装置，其特征在于:所述切换阀装置为四通阀。3.根据权利要求1所述的气体/液体切换进料装置，其特征在于:所述液体储罐上设有液位计，或液体储罐下方设有称重装置，用于监测液体的进料量。4.根据权利要求1所述的气体/液体切换进料装置，其特征在于:沿气体流动方向，所述进口管路上在四通阀的上游设有气体流量计;所述进口管路上在气体流量计的上游还设有减压阀和单向阀。5.重质有机质热解装置，包括热解反应釜，其特征在于:还包括权利要求1-4中任一项所述的气体/液体切换进料装置，该进料装置中的进口管路一端用于连接供气装置、另一端与热解反应釜的进料口相连接。6.根据权利要求5所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述热解反应釜的釜体内衬有石英内衬。7.根据权利要求5或6所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述热解反应釜的釜体上连接有液体收集管，所述液体收集管的一端伸入釜底，液体收集管上设有用于固液分离的过滤装置。8.根据权利要求7所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述液体收集管远离热解反应釜的釜体一端连接有液体收集罐。9.根据权利要求5所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述热解反应釜上还设有气体出口，所述气体出口连接冷凝管路，所述冷凝管路依次串接有一级冷凝器和二级冷凝器。10.根据权利要求9所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述一级冷凝器和二级冷凝器的液体出口分别连接有冷凝收集罐。
【文档编号】B01J3/04GK205700468SQ201620338338
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】丁明洁, 陈湘, 王要令, 王宁, 董英英, 张代林, 田大民, 王健, 赵梦迪
【申请人】河南城建学院
【专利摘要】本实用新型公开了一种气体/液体切换进料装置及重质有机质热解装置，该进料装置包括液体储罐和一端用于连接供气装置、另一端用于连接用料设备的进口管路，进口管路上设有具有至少四个管口的切换阀装置，其中两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，出液口在液体储罐内部设有深入底部的出液管；切换阀装置用于切换使气体沿进口管路直接进入用料设备或使气体进入液体储罐将其内部液体沿进口管路压入用料设备。该进料装置采用同一条进口管路实现气体和液体进料，设备更紧凑；省去了液体进料的驱动装置，气体本身不损失；调节切换阀装置即可实现气体/液体进料的切换，当用料设备需要连续或多次交替重复进料时，操作简单，易于实现自动化控制。
【专利说明】
气体/液体切换进料装置及重质有机质热解装置
技术领域
[0001]本实用新型属于重质有机质热解技术领域，具体涉及一种气体/液体切换进料装置，同时还涉及一种采用上述进料装置的重质有机质热解装置。
【背景技术】
[0002]重质有机质是地球上重要的资源，包括煤、生物质、重油、沥青及有机固体废弃物等。这些重质有机质的主体是有机大分子，具有高度的非均相性，常温下难溶于常规溶剂，基本的利用途径是通过热解聚和各类分离技术，使其大分子转化为制备各种化工产品的小分子中间体，相关的工艺研发涉及热解、热萃取、热滤及分馏等技术元素，相关的设备涉及各类高压反应釜、萃取装置及蒸馏装置。
[0003]重质有机质的热解产物是气液固三相混合物，在反应温度下粘度低、易于溶解、萃取和过滤，但在常温下三相混合固化或半固化在一起，难于分离，且产生的挥发性组分，降温到常温下再进行蒸馏，各个单元技术分开实施，效率低且效果差。
[0004]现有技术中，CN204544144U公开了一种带有微孔过滤装置的热溶釜，包括热溶釜釜体，设置于热溶釜釜体中的冷却盘管和蒸汽加热管;所述热溶釜釜体中设置有搅拌转轴，搅拌转轴上设置有3个搅拌叶浆;所述热溶釜釜体底部增加有用于过滤活性炭的微孔过滤装置，微孔过滤装置与热溶釜釜体内壁相配合。该装置将微孔过滤装置设置在热溶釜内，用于过滤活性炭，设备投入小，占地面积小，一定程度上实现了有机质的热解。
[0005]但是，由于重质有机质的热解及分离过程比较复杂，期间需要或连续或间断或多次重复交替的向反应釜内注入气体或液体，气体一般用于维持反应体系的压力或曝气混合，液体可以是溶剂、萃取剂、清洗剂等。
[0006]现有技术中，CN104877697A公开了一种分离化产焦油废料固液成分的设备，包括萃取釜、蒸馏釜、物料釜、缓冲罐、固化焦油罐、轻质焦油罐、萃取剂罐、一号冷凝器、二号冷凝器、真空栗和空气压缩机，所述物料罐的物料出口与萃取釜的物料进口由物料管路相连，所述萃取剂罐的萃取剂出口与萃取釜的萃取剂入口由萃取剂供应管路相连，所述萃取釜的压缩空气入口与空气压缩机由压缩空气供应管路相连。从上述公开的设备可以看出，传统的反应釜进料装置都是物料、气体与液体分开设置单独的管道，造成用料设备管口多，连接管路多，不够紧凑;液体进料需要专门的驱动设备，成本高；如反应釜连续工作中需要多次交替重复气体、液体进料，则需要控制和调节的设备及阀门较多，不易实现连续自动化操作。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种气体/液体切换进料装置，液体进料不需额外的驱动装置，切换方便，易于实现连续生产。
[0008]本实用新型的第二个目的是提供一种采用上述进料装置的重质有机质热解装置。
[0009]为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0010]气体/液体切换进料装置，包括液体储罐和一端用于连接供气装置、另一端用于连接用料设备的进口管路，所述进口管路上设有切换阀装置，所述切换阀装置具有至少四个管口，其中两个管口连接在进口管路上，另两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，该出液口在液体储罐内部设有深入底部的出液管;切换阀装置用于切换使气体沿进口管路直接进入用料设备，或使气体进入液体储罐将其内部液体沿进口管路压入用料设备。
[0011]优选的，所述切换阀装置为四通阀。所述切换阀装置还可以为本领域中其他可实现切换功能的阀组件。
[0012]所述液体储罐上设有液位计，或液体储罐下方设有称重装置，用于监测液体的进料量。
[0013]沿气体流动方向，所述进口管路上在四通阀的上游设有气体流量计;所述进口管路上在气体流量计的上游还设有减压阀和单向阀。
[0014]本实用新型的气体/液体切换进料装置，在进口管路上设置具有至少四个管口的切换阀装置，其中两个管口连接在进口管路上，使来自供气装置的气体沿进口管路进入用料设备;切换阀装置的另两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，切换后使来自供气装置的气体进入液体储罐，将液体储罐内的液体压入伸入底部的出液管中，沿进口管路进入用料设备。
[0015]本实用新型的气体/液体切换进料装置，采用同一条进口管路即可实现气体和液体进料，不需要分别设置气体、液体进口管路和进口管口，设备更紧凑;采用气体将液体储罐中的液体压入用料设备，省去了液体进料的驱动装置，而此处所用的只是气体的压力，气体本身并不损失；只调节切换阀装置即可实现气体/液体进料的切换，当用料设备需要连续或多次交替重复进料时，操作简单，易于实现自动化控制。
[0016]重质有机质热解装置，包括热解反应釜和上述的气体/液体切换进料装置，该进料装置中的进口管路一端用于连接供气装置、另一端与热解反应釜的进料口相连接。
[0017]所述热解反应釜的釜体内衬有石英内衬。所述石英内衬为石英衬管;石英内衬耐腐蚀。
[0018]所述热解反应釜的釜体上连接有液体收集管，所述液体收集管的一端伸入釜底，液体收集管上设有用于固液分离的过滤装置。在热态下釜体内的液体在釜内压力的作用下，经过液体收集管上的过滤装置过滤后从液体收集管排出热解反应爸，实现爸内液体与固体的热态分离；固体物质由于重力作用沉降至釜底，不易堵塞过滤装置，过滤精度高;过滤装置与固液分离管可拆卸连接，堵塞时只需更换过滤装置即可。
[0019]所述过滤装置为设置在液体收集管伸入釜底一端末端的过滤头。所述过滤头与固液分离管可拆卸连接，安装与更换更加方便。所述过滤头为金属材料，耐高压、耐腐蚀。
[0020]热解反应爸爸体内设有用于放置热电偶的热电偶套管，爸体外围设有加热套。在热电偶套管中插入热电偶，用来测定和控制釜体内物料的温度。
[0021]热解反应爸爸体包括爸体本体和爸盖，爸体本体与爸盖可拆卸连接。爸体本体与釜盖连接处采用开环式密封，耐高压和高温。液体收集管及热电偶套管连接在釜盖上;釜盖上还设有物料进口和排空口，用于物料的加入和气体的排空;工作条件下的气态产物，即挥发分产物，从釜体上部排出。与釜盖上设置的管口相连接的管道上，在靠近釜体处均设有开关阀。釜盖上还设有用于测量釜体内压力的压力表。
[0022]热解反应釜釜体设有搅拌装置;搅拌装置的搅拌浆上安装有三个搅拌叶轮，适合于高径比大的釜体。优选的，该热解反应釜为不锈钢2520材料制成。
[0023]所述液体收集管远离热解反应釜釜体的一端连接有液体收集罐。液体收集罐用于收集固液分离后的液体产物。
[0024]所述热解反应釜上还设有气体出口，所述气体出口连接冷凝管路，所述冷凝管路依次串接有一级冷凝器和二级冷凝器。
[0025]热解反应釜的气体出口依次连接一级、二级冷凝器，热解反应釜内产生的气体经气体出口依次进入两级冷凝器进行冷凝，两级冷凝的温度无级可调，即可得到具有不同沸点范围的馏分;该热解装置实现了重质有机质产物混合物在反应温度下的气液分离、固液分离及液体产物的收集、气体产物的级冷分馏收集，集成度高，占地面积小，使用方便。
[0026]所述冷凝管路的末端连接有冷阱。所述冷凝管路上在冷阱之前连接有检测支路，检测支路的末端可连接检测装置，如气相色谱仪、质谱仪或光谱仪等，用于在反应条件下实现气体产物的在线分析。所述检测支路上设有取样阀。
[0027]所述一级冷凝器和二级冷凝器的液体出口分别连接有冷凝收集罐。冷凝收集罐用于收集气体产物冷凝部分。冷凝管路上在二级冷凝器之后设有背压阀，与进口管路上的减压阀配合，可以实现一定压力条件下的间歇式或连续式操作。与进口管路连接的供气装置可形成高压流动气路，实现高压连续流动反应体系的运行。
[0028]本实用新型的重质有机质热解装置，为耦合热解聚、热萃取、热溶滤、分馏多种技术元素的成套装置，其中热解反应釜集热解聚、热萃取及热溶滤的功能于一体，均在反应温度下进行;采用气体/液体切换进料装置，使解热反应釜结构更紧凑，切换方便，易于实现连续自动生产;反应温度下的挥发分产物用较少的设备直接实现多级冷却分馏，不需要降到常温就可直接进行分离;挥发分产物直接级冷分离为不同温度段的馏分，且通过级冷温度调节得到不同温度段的馏分进而进行各馏分组成的调控。
[0029]该热解装置可以对煤/沥青/生物质及由煤/沥青/生物质衍生的固体有机质混合物进行热溶萃取、热态过滤、解聚合、级冷分离等多个单元技术的耦合进行操作，可以进行重质有机质利用方面的生产和利用相关方面的热力学、动力学、工艺等的实验研究工作，减少相关操作的工作量，提高了效率。该装置集成度高，具有结构简单、占地面积小、控温好、反应及分离充分、重复性好等优点，适合推广使用。
【附图说明】
[0030]图1为实施例1的气体/液体切换进料装置的结构示意图；
[0031 ]图2为图1的气体/液体切换进料装置切换状态示意图；
[0032]图3为实施例2的重质有机质热解装置的结构示意图；
[0033]图4为图3中的热解反应釜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
[0035]实施例1
[0036]本实施例的气体/液体切换进料装置，如图1所示，包括液体储罐34和一端用于连接供气装置、另一端用于连接热解反应釜(用料设备)的进口管路40，所述进口管路40上设有四通阀33，该四通阀33的两个管口连接在所述进口管道40上，另两个管口分别连接液体储罐34的进气口 34-1和出液口 34-2，该出液口 34_2在液体储罐34内部设有深入底部的出液管41;四通阀33用于切换使气体沿进口管路直接进入热解反应釜，或使气体进入液体储罐34将其内部液体沿进口管路压入热解反应釜;所述液体储罐34下方设有称重装置35，用于监测液体的进料量；
[0037]沿气体流动方向，所述进口管路40上在四通阀33的上游设有气体流量计36，气体流量计36设有旁路，旁路上设有第五开关阀37;所述气体管路40在气体流量计36的上游还设有减压阀39和单向阀38。
[0038]本实施例的气体/液体切换进料装置，在进口管路40上设置四通阀33，四通阀33的两个管口连接在进口管路40上，使来自供气装置的气体沿进口管路40进入热解反应釜，如图1所示，为气体进料；四通阀33的另两个管口分别连接液体储罐34的进气口 34-1和出液口34-2，调节四通阀进行切换后(如图2所示)，使来自供气装置的气体进入液体储罐34，将液体储罐34内的液体压入伸入底部的出液管41中，沿进口管路40进入热解反应器，完成液体进料。
[0039]本实用新型的气体/液体切换进料装置，采用同一条进口管路即可实现气体和液体进料，不需要分别设置气体、液体进口管路和进口管口，设备更紧凑;采用气体将液体储罐中的液体压入用料设备，省去了液体进料的驱动装置，而此处所用的只是气体的压力，气体本身并不损失；只调节四通阀即可实现气体/液体进料的切换，当用料设备需要连续或多次交替重复进料时，操作简单，易于实现自动化控制。
[0040]实施例2
[0041]本实施例的重质有机质热解装置，如图3所示，包括热解反应釜I和实施例1所述的气体/液体切换进料装置，该进料装置中的进口管路40—端连接供气装置(气体钢瓶)、另一端与热解反应釜I的进料口 17相连接;进口管路40的一端伸入热解反应釜的釜体内的中部以下，进口管路40上在热解反应釜釜体外靠近釜体设有第二开关阀22;
[0042]如图4所示，所述热解反应爸1的爸体包括爸体本体1-1和爸盖1-2，爸体本体1-1与釜盖1-2可拆卸连接，即将U型开环13套在法兰边上并采用密封螺钉15与垫片14紧固，实现开环密封;热解反应釜的进料口 17设置在釜盖1-2上，所述釜盖1-2上连接有液体收集管2，所述液体收集管2的一端伸入釜底并连接有用于固液分离的过滤头3，液体收集管2的另一端伸出釜体外连接有液体收集罐23，用于收集固液分离后的液体产物;液体收集管2上靠近釜体设有第一开关阀19;液体收集罐23的顶部设有泄压阀24;
[0043]所述釜体本体1-1内衬有石英内衬4，所述石英内衬4采用石英衬管的形式，耐高温并耐腐蚀;釜体本体1-1外围设有加热套5;所述热解反应釜I的釜体内设有用于放置热电偶的热电偶套管7，热电偶套管7安装在釜盖1-2上，用于放置热电偶测定和控制釜体内物料的温度；
[0044]所述釜盖1-2上还设有气体出口 18和排空口 16，排空口 16处设有第三开关阀21;气体出口 18连接冷凝管路，冷凝管路上靠近釜体设有第四开关阀20;冷凝管路上沿气体流动方向，依次串接有一级冷凝器25和二级冷凝器26，在二级冷凝器26的后方设有背压阀31，冷凝管路的末端用于连接玻璃冷阱;冷凝管路上，在二级冷凝器26与背压阀3之间设有检测支路，检测支路上设有取样阀32，检测支路的末端用于连接检测装置，如气相色谱仪、质谱仪或光谱仪等，用于在反应条件下实现气体产物的在线分析；
[0045]所述一级冷凝器25和二级冷凝器26的液体出口分别连接有第一冷凝收集罐27、第二冷凝收集罐28，用于收集气体产物冷凝部分;一级、二级冷凝器与冷凝收集管连接的管路上均设有开关阀；一级冷凝器25和二级冷凝器26分别设有第一控温仪29、第二控温仪30，两级冷凝的温度无极可调；
[0046]热解反应釜的釜体还设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机10、旋转轴8和搅拌轴6，所述电机10与旋转轴8通过皮带11传动，搅拌轴6位于釜体内，间隔设置有三个搅拌叶轮9 ；旋转轴8与搅拌轴6在釜体外的连接处设有用于冷却的冷却槽12;
[0047]还热解反应釜为不锈钢2520材料制成，所述过滤头为金属材料;该热解反应釜，反应压力在O-1OMPa，可调;温度在室温-600 °C，可调，可程序控制；釜体容积(石英衬管体积)为1L;搅拌装置的搅拌速度为0-1000r/min，可调。
[0048]本实施例的重质有机质热解装置中，一级冷凝器的温度为200-500°C(最大温度600 0C) ； 二级冷凝器的温度为100-500 °C (最大温度600 °C)；溶剂罐体积1000ml，液体收集罐体积500ml，一级冷凝器体积500ml，二级冷凝器体积500ml，第一冷凝收集罐体积500ml，第二冷凝收集罐体积500ml;天平称重量程0_5kg，精度为0.1g。
[0049]本实施例的重质有机质热解装置，还配备有智能控制装置，对气体流量、搅拌转速。釜体内反应温度及两级冷凝器温度等参数进行实时控制，具有精确度高、操作简便等特点。
[0050]本实施例的重质有机质热解装置，使用时的操作过程如下:
[0051](I)准备工作:
[0052]1.气路初始状态:关闭靠近釜体的四个开关阀(第一开关阀19、第二开关阀22、第三开关阀21、第四开关阀20)，旋松减压阀39，关闭气体流量计36旁路的第五开关阀37，并将四通阀33的状态切换至气路不经过溶剂罐34，直接连接热解反应釜I的釜体；关死背压阀31，并关闭取样阀32，同时关闭一级冷凝器25、二级冷凝器26分别与冷凝收集罐连接管路上的开关阀；
[0053]i1.准备反应物料:热解反应爸的爸体本体1-1内添加反应物料，包括煤(沥青或其他重质有机质)、容积、催化剂等，盖上釜盖1-2，拧紧密封螺钉15实现开环密封；
[0054]ii1.充气:打开供气装置(钢瓶)，旋转减压阀39至供气装置出口压力达到要求的反应压力;打开靠近釜体的第二开关阀22，至釜体内压力达到反应压力为止，关闭第二开关阀22;在充气过程中，也可以将热解反应釜的进口压力增大，这样有利于气体更快的进入釜体内；
[0055](2)以煤的热溶热解为例，打开控制装置，控制搅拌装置的搅拌速率，同时设置热解反应釜的温度程序，至达到最终的反应温度；
[0056](3)设置一级冷凝器25和二级冷凝器26的温度，使冷凝温度达到设定温度；
[0057](4)气体产物的冷凝与分离:当设定的热溶/解聚合/萃取时间到达后，打开第四开关阀20，缓慢旋转背压阀31至背压阀出口有一定流量的气体逸出(10-100ml/min)，气体产物在两级冷凝器中进行冷凝;随着反应压力的降低，逐渐旋松背压阀31，保证出口气体流量大致相同；当反应压力下降至常压时，完全旋松背压阀31，一段时间后，关闭第四开关阀20;
[0058](5)气体产物冷凝后的液体收集:打开一级冷凝器25和二级冷凝器26分别与冷凝收集罐连接的开关阀，即可得到具有不同沸点范围的液体馏分，在收集完全后关闭所述开关阀;通过调整两级冷凝的温度可得到实验温度范围内任意温度段的馏分产品。
[0059](6)液体产物的收集:在液体气体产物前，要先将热解反应釜进行充压，该过程可参考反应前的充压过程，即打开第二开关阀22，待热解反应釜内压力达到一定压力后再关闭第二开关阀22;打开第一开关阀19，在热解反应釜内高压气体的作用下，液体将通过液体收集管2末端的过滤头3压入到液体收集罐内，留下固体残留物，后关闭第一开关阀19;待大部分液体进入液体收集罐后，打开液体收集罐上的泄压阀24进行泄压，有利于产物的取出；
[0060](7)补充溶剂:在补充溶剂前，需要将热解反应釜内压力卸去，保证安全操作，即打开釜体上方的第三开关阀21进行泄压后再关上该第三开关阀21;打开进口管路上的第二开关阀22，同时将四通阀33的状态切换至气路经过溶剂罐34，在压力作用下将溶剂罐34内的溶剂压入热解反应釜I的釜体中，并通过天平35测量出补充的溶剂量;待溶剂补充完毕后切换四通阀33的状态至气路不经过溶剂罐34;
[0061](8)溶剂清洗釜内残留物:在搅拌装置的作用下，进一步的将釜体内的固体残留物和剩下得液体产物进行清洗；
[0062](9)重复液体产物的收集步骤，将液体产物进行进一步收集，多次溶剂清洗和液体产物收集后，即可将固体残留物清洗干净，并得到尽可能多的液体产物;对于煤/沥青/生物质及由煤/沥青/生物质衍生的固体有机质混合物的热溶热滤和热解聚，最终可得到无灰分或低灰分的半焦溶液，反应温度下为溶液，降温后看而进一步处理得到无灰分或低灰分的半焦。最后釜体内得残渣是反应温度下也不溶解的灰分、矿物质和少量残碳。
[0063]本实施例的重质有机质热解装置中，在冷凝管路的末端，在背压阀31后用玻璃冷阱冷凝到室温收集剩余馏分。如需实现连续流动反应过程，将减压阀39和背压阀31均调节到一定的开度，设计气体流量计36为一定流量，并关闭气体流量计旁路的第五开关阀；例如当反应压力要设置为2MPa，将减压阀39出口压力调节至比反应压力略大，如2.1MPa，调节背压阀31至反应压力保持不变(不增大也不减小)，同时流量计36示数保持稳定，这时气体将经过热解反应Il实现连续流动。
[0064]本实施例的重质有机质热解装置，为耦合热解聚、热萃取、热溶滤、分馏多种技术元素的成套装置，其中热解反应釜集热解聚、热萃取及热溶滤的功能于一体，均在反应温度下进行;采用气体/液体切换进料装置，使解热反应釜结构更紧凑，切换方便，易于实现连续自动生产;反应温度下的挥发分产物用较少的设备直接实现多级冷却分馏，不需要降到常温就可直接进行分离;挥发分产物直接级冷分离为不同温度段的馏分，且通过级冷温度调节得到不同温度段的馏分进而进行各馏分组成的调控。该热解装置可以对煤/沥青/生物质及由煤/沥青/生物质衍生的固体有机质混合物进行热溶萃取剂热态过滤、解聚合、级冷分离等多个单元技术耦合进行操作，可以进行重质有机质利用方面的生产和利用相关方面的热力学、动力学、工艺等的实验研究工作，减少相关操作的工作量，提高了效率;可以实现一定压力条件下的间歇式或连续式操作，供气装置可形成高压流动气路，实现高压连续流动反应体系的运行，使用方便。该装置集成度高，具有结构简单、占地面积小、控温好、反应及分离充分、重复性好等优点，适合推广使用。
[0065]采用实施例2所述的重质有机质热解装置进行重质有机质的热解，具体如下:
[0066]实验例1:煤的热态解聚、萃取及过滤
[0067]气肥煤破碎研磨至过200目筛，室温下真空干燥24h以上，作为实验用的重质有机质原料，称取该重质有机质原料100g、与质量配比为1:1的洗油和脱晶一蒽油混和溶剂500g加入热解反应釜中，反应釜温度为500 0C、压力5MPa、反应时间45min，进行2次试验的级冷温度分别控制为350°C、150°C和250°C、100°C，按照实施例2的操作过程，实验结果扣除回收的溶剂，再结合差减计算获得各部分产率如下:半焦收率57.34%，其中干基灰分产含量
0.24%；剩余残渣14.2 %，其中碳含量4.0%；液态产物收率24.89 %，其中> 350 °C、350-250°(:、250-150°(:、150-100°(:、100°(:以下馏分的收率5.10%、5.31%、4.30%、5.54%、4.64%。
[0068]实验例2:沥青的热态解聚、萃取及过滤
[0069]高温沥青破碎研磨至过200目筛，室温下真空干燥24h以上，作为实验用的重质有机质原料，称取该重质有机质原料100g、与质量配比为1:1的洗油和脱晶一蒽油混和溶剂500g加入热解反应釜中，反应釜温度为500°C、压力5MPa、反应时间45min，进行2次试验的级冷温度分别控制为400 0C、2000C和350 °C、150 °C，按照实施例2的操作过程，实验结果扣除回收的溶剂，再结合差减计算获得各部分产率如下:沥青质收率21.34%，其中干基灰分产含量0.10 % ;剩余残渣2.20 %，其中碳含量4.0%；液态产物收率74.39 %，其中> 400 °C、400-350。(:、350-200。(:、250-150。(:、100。(:以下馏分的收率23.10%、27.31%、14.30%、4.54%、5.14%。
[0070]实施例3:生物质的热态解聚、萃取及过滤
[0071 ]提取大豆蛋白和多糖后的大豆纤维残渣，空气干燥，破碎研磨至过200目筛，室温下真空干燥24h以上，作为实验用的重质有机质原料，称取该重质有机质原料50g、与质量配比为1:1的洗油和脱晶一蒽油混和溶剂50(^，反应釜温度为450°(:、压力510^、反应时间45min，进行2次试验的级冷温度分别控制为350°C、150 °C和250 °C、100 °C，按照实施例2的操作过程，实验结果扣除回收的溶剂，再结合差减计算获得各部分产率如下:半焦收率27.34 %，其中干基灰分产含量0.10%；剩余残渣7.2 %，其中碳含量6.0%；液态产物收率60.89%，其中>350°(:、350-250°(:、250-150°(:、150-100°(:、100°(:以下馏分的收率11.10%、15.31 %、14.30%、15.54%、4.64%。
[0072]在本实用新型的其他实施例中，所述切换阀装置还可以为本领域中其他可实现相同切换功能的阀组件。
【主权项】
1.气体/液体切换进料装置，其特征在于:包括液体储罐和一端用于连接供气装置、另一端用于连接用料设备的进口管路，所述进口管路上设有切换阀装置，所述切换阀装置具有至少四个管口，其中两个管口连接在进口管路上，另两个管口分别连接液体储罐的进气口和出液口，该出液口在液体储罐内部设有深入底部的出液管;切换阀装置用于切换使气体沿进口管路直接进入用料设备，或使气体进入液体储罐将其内部液体沿进口管路压入用料设备。2.根据权利要求1所述的气体/液体切换进料装置，其特征在于:所述切换阀装置为四通阀。3.根据权利要求1所述的气体/液体切换进料装置，其特征在于:所述液体储罐上设有液位计，或液体储罐下方设有称重装置，用于监测液体的进料量。4.根据权利要求1所述的气体/液体切换进料装置，其特征在于:沿气体流动方向，所述进口管路上在四通阀的上游设有气体流量计;所述进口管路上在气体流量计的上游还设有减压阀和单向阀。5.重质有机质热解装置，包括热解反应釜，其特征在于:还包括权利要求1-4中任一项所述的气体/液体切换进料装置，该进料装置中的进口管路一端用于连接供气装置、另一端与热解反应釜的进料口相连接。6.根据权利要求5所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述热解反应釜的釜体内衬有石英内衬。7.根据权利要求5或6所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述热解反应釜的釜体上连接有液体收集管，所述液体收集管的一端伸入釜底，液体收集管上设有用于固液分离的过滤装置。8.根据权利要求7所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述液体收集管远离热解反应釜的釜体一端连接有液体收集罐。9.根据权利要求5所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述热解反应釜上还设有气体出口，所述气体出口连接冷凝管路，所述冷凝管路依次串接有一级冷凝器和二级冷凝器。10.根据权利要求9所述的重质有机质热解装置，其特征在于:所述一级冷凝器和二级冷凝器的液体出口分别连接有冷凝收集罐。
【文档编号】B01J3/04GK205700468SQ201620338338
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】丁明洁, 陈湘, 王要令, 王宁, 董英英, 张代林, 田大民, 王健, 赵梦迪
【申请人】河南城建学院
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1