一种海藻多糖气浮设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种海藻多糖气浮设备，包括：压力溶气罐和压缩空气罐，所述压缩空气罐通过管道与所述压力溶气罐上部连接；所述压力溶气罐上部设置有海藻多糖溶液入料口；所述压力溶气罐底部设置有溶气海藻多糖溶液出料口，所述出料口用于经释放器与气浮池相连。本实用新型采用压力溶气气浮法，在海藻多糖溶液固液气浮分离过程中的溶气量高、处理量大、设备动力消耗低。
【专利说明】
一种海藻多糖气浮设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种海藻多糖生产中海藻多糖溶液的提纯工艺设备，尤其是海藻多糖溶气气浮工艺设备。
【背景技术】
[0002]海藻是海洋植物的主体，约有2万多种，以其种类多，产量大和用途广而受到人们广泛关注，具有很高的经济价值。海藻多糖广泛应用于食品、纺织、橡胶、医药等领域，是生产过程中不可缺少的重要助剂。
[0003]在提取海藻多糖的工艺生产中，海藻在经过前工序处理后，得到海藻多糖溶液。海藻多糖溶液中混合有固体杂质，为了实现固液分离，采取了溶气气浮工艺。传统的溶气气浮工艺是把海藻多糖溶液利用栗抽进普通的45A粉碎机中，利用粉碎机动齿盘的高速运转产生气泡，把海藻多糖溶液中的杂质浮上来的原理。传统工艺存在以下缺点:
[0004]第一，溶气量低，处理量小。除了周围空气进入外，无其他气体补充，溶气量较低，产生的气泡少，海藻多糖溶液中的杂质浮上来的速度就慢，效果比较差；
[0005]第二，能量消耗高。根据工艺设计的要求，需要这种粉碎机10-16台同时工作，能源消耗高。
[0006]此外，10-16台设备同时操作，不能保证每台之间的工作压力、溶气量的相对均匀。【实用新型内容】
[0007]针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于海藻多糖溶液固液分离的溶气量高且处理量大的气浮设备。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种海藻多糖气浮设备，包括:压力溶气罐和压缩空气罐，所述压缩空气罐通过管道与所述压力溶气罐上部连接;所述压力溶气罐上部设置有海藻多糖溶液入料口；所述压力溶气罐底部设置有溶气海藻多糖溶液出料口，所述出料口用于经释放器与气浮池相连。
[0009]在上述海藻多糖气浮设备中，海藻多糖溶液物料加压后经压力溶气罐上部的物料入口打入压力溶气罐，压缩空气由压缩空气罐持续、稳定的进入压力溶气罐，在溶气罐内形成高压，由于溶气罐内的压力大小直接影响溶气量的大小，压力值越大则溶气量的理论值越大，因此空气在高压下迅速溶解于海藻多糖溶液中形成溶气海藻多糖溶液，之后经高压溶气的海藻多糖溶液在压力的作用下经压力溶气罐底部的出料口流出溶气罐。经高压溶气的溶气海藻多糖溶液经过释放器后由于压力的迅速降低会释放出大量的、均匀的微气泡，此时物料进入气浮池后气泡将带着大量的物料杂质，快速的上浮，从而达到最佳效果。本实用新型采用加压溶气法增加海藻多糖溶液的溶气量和溶气效率，可以使海藻多糖溶液在气浮池中更快速更有效的将固体杂质上浮去除;设备连续运行，处理量大，无需采用多台粉碎机动齿盘高速运转产生气泡，设备能源消耗低；同时设备中压力可控，可以使海藻多糖溶液中溶气量可控且稳定均匀。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述海藻多糖气浮设备还包括控制系统;所述压力溶气罐上还设置有压力变送器和远传磁翻板液位计;所述压力变送器和所述远传磁翻板液位计与所述控制系统通信连接，所述控制系统用于根据所述压力溶气罐的液位和压力控制压缩空气进气量、海藻多糖溶液的进入量和溶气海藻多糖溶液的出料量。压力变送器测定压力溶气罐内部压力参数，并将压力参数转变成标准电信号传输给控制系统；而远传磁翻板液位计测定压力溶气罐中海藻多糖溶液物料液位参数，并将液位参数转变为电流信号传输给控制系统;控制系统根据接收压力溶气罐的液位和压力控制压缩空气进气量、海藻多糖溶液的进入量和溶气海藻多糖溶液的出料量，也确保压力溶气罐中溶气的效率和溶气量。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述压力溶气罐内部设置有填料。由于海藻多糖溶液从物料入口进入压力溶气罐后落在填料上，而填料表面几何形状不规则，溶液在填料上形成液膜，增加溶液的表面积，从而增加气水接触面积;同时液膜沿着填料表面不规则运动，大大增加了液膜的停留时间，从而延长溶气时间；填料不规则集合形状使液滴分散，液膜减薄，增强液膜的湍流和加速表面更新。因此在压力溶气罐内部设置填料，可以提高溶气的效率。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述填料包括多孔板和阶梯环;所述阶梯环堆积于所述多孔板上方;所述多孔板设置于所述压力溶气罐内的下部，用于支撑所述阶梯环并使所述阶梯环处于液面之上。填料的主要作用是增加气液接触表面积，若填料浸入在液体中，那么将无法起到该作用，因此在压力溶气罐内的下部设置多孔板，阶梯环填料堆积于多孔板之上，使阶梯环填料处于液面之上。阶梯环填料的侧端增加了锥形翻边，不但可以增加填料环的机械强度，而且由于破坏了填料结构的对称性，因而增加了填料投放时的定向几率，又由于翻边的影响，使得填料在堆积时填料环隙之间的接触由此线性接触为主变为以点接触为主，既增大了空隙率、减少了压降，而且又构成了液体沿填料表面流动的汇集或分散点，促进液膜表面更新和液体混合作用，使气液分布均匀，增加了气液接触表面而提高了传质效率，不但增加了填料之间的空隙，减少了气体穿过填料层的阻力，而且这些接触点还可以为液体沿填料表面流动的汇聚分散点，从而促进了液膜的表面更新，有利于填料传质效率的提尚。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述压力溶气罐侧壁还设置有第一人孔和第二人孔，所述第一人孔位于所述压力溶气罐侧壁的上方，用于添加所述阶梯环填料，所述第二人孔位于所述压力溶气罐侧壁的下方多孔板的上方附近，用于取出所述阶梯环填料。设置人孔可方便对压力溶气罐内部填料的添加、更换和取出。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述压力溶气罐还设置有反冲口和排渣口，所述反冲口位于所述压力溶气罐下部，所述反冲口通过管道分别与所述压缩空气罐和反冲水管连接，所述排渣口位于所述压力溶气罐上部。由于压力溶气罐内部填料的形状不规则，海藻多糖溶液中的固体杂质很可能在压力溶气罐内富集造成填料堵塞，最终影响到整个气浮装置顺行。当压力溶气罐内发生堵塞时，关闭物料入口和压缩空气进气调节阀，打开排渣口，并从反冲口通入压缩空气和反冲水进行反冲，使填料缝隙中堵塞的固体杂质上浮，并通过排渣口排出，使填料的缝隙通畅，保证设备的顺行。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述压力溶气罐下部还设置有回流口。在本实用新型海藻多糖气浮设备开机运行初期，以及反吹重新运行初期，由于压力溶气罐中压力低，或液位较低，导致运行初期海藻多糖溶液物料中溶气效率较低，溶气量少，此时若直接经释放器释放到气浮池，无法实现固液较好的分离，因此，此时的物料通过回流口回流到物料池中，重新通过物料入口进入，直到设备正常运行。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述压缩空气罐与所述压力溶气罐间管道上设有单座气动调节阀。单座气动调节阀是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力等各种工艺参数。单座气动调节阀控制简单，反应快速，且本质安全，操作稳定，具有可靠的动作特性，结构紧凑，装校简便，流道通畅。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述压力溶气罐还设置有压力溶气罐报警阀。当压力溶气罐中压力过大时，压力溶气罐报警阀输出报警信号，并对罐体内部压力进行释放，使压力溶气罐内压力不超过允许值，从而保证设备不因压力过高而发生事故。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述压缩空气罐还设置有压力罐进气阀、压力表和放空阀，所述压力罐进气阀和所述压力表设置于所述压缩空气罐上方，所述放空阀设置于所述压缩空气罐底部。压缩空气机产生的压缩空气经压力罐进气阀进入压缩空气罐，压力表对压缩空气罐中压力实时监测，保证输出压缩空气的稳定。放空阀排放压缩空气罐中析出的积液，如水分和润滑油等，减少设备的堵塞和锈蚀。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型海藻多糖气浮设备实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]图1为本实用新型海藻多糖气浮设备的实施例，该设备包括:压力溶气罐1，压缩空气罐2，压缩空气罐2经通过管道与压力溶气罐I上部连接，压力溶气罐I上部设置有海藻多糖溶液入料口 101，压力溶气罐底部设置有溶气海藻多糖溶液出料口 102，出料口 102用于经释放器与气浮池相连。
[0022]在上述海藻多糖气浮设备中，海藻多糖溶液物料加压后经压力溶气罐上部的物料入口打入压力溶气罐，压缩空气由压缩空气罐持续、稳定的进入压力溶气罐，在溶气罐内形成高压，由于溶气罐内的压力大小直接影响溶气量的大小，压力值越大则溶气量的理论值越大，因此空气在高压下迅速溶解于海藻多糖溶液中形成溶气海藻多糖溶液，之后经高压溶气的海藻多糖溶液在压力的作用下经压力溶气罐底部的出料口流出溶气罐。经高压溶气的溶气海藻多糖溶液经过释放器后由于压力的迅速降低会释放出大量的、均匀的微气泡，此时物料进入气浮池后气泡将带着大量的物料杂质，快速的上浮，从而达到最佳效果。本实用新型采用加压溶气法增加海藻多糖溶液的溶气量和溶气效率，可以使海藻多糖溶液在气浮池中更快速更有效的将固体杂质上浮去除;设备连续运行，处理量大，无需采用多台粉碎机动齿盘高速运转产生气泡，设备能源消耗低；同时设备中压力可控，可以使海藻多糖溶液中溶气量可控且稳定均匀。
[0023]本实施例中，压力溶气罐I内的压力为0.6MPa。由亨利定律可知吸收质在液相中的溶解度与其在气相中的平衡分压成正比。溶气罐内的压力大小直接影响溶气量的大小，压力值越大则溶气量的理论值越大。虽然增加溶气罐内压力可以提高溶气量，但同时也会提高溶气罐、管道和释放器的制造难度和成本、增加能耗降低经济效益。经过大量试验研究，当压力溶气罐内压力为0.6MPa?0.65MPa时，海藻多糖溶液中溶解的空气量较大，释放后气泡直径约为30μπι?120μπι左右，能够取得较好的固液分离效果，且设备制造难度和成本及能耗等较为适合。
[0024]作为本实用新型实施例的进一步改进，海藻多糖气浮设备还包括控制系统;压力溶气罐I上还设置有压力变送器103和远传磁翻板液位计104，压力变送器103和液位远传磁翻板液位计104与DCS控制系统通信连接，DCS控制系统用于根据压力溶气罐的液位和压力控制压缩空气进气阀201、物料的进入量和物料的出料量。压力变送器103测定压力溶气罐内部压力参数，并将压力参数转变成标准电信号传输给DCS控制系统;而远传磁翻板液位计104测定压力溶气罐中海藻多糖溶液物料液位参数，并将液位参数转变为电流信号传输给DCS控制系统;DCS控制系统根据接收压力溶气罐的液位和压力控制压缩空气进气阀201、物料的进入量和物料的出料量，也确保压力溶气罐中溶气的效率和溶气量。本实用新型中所述的控制系统并不仅限于DCS控制系统，计算机集中控制系统、现场总线控制系统等其他工业控制系统亦可实现本实用新型的目的。本实用新型中检测压力和液位的装置并不仅限于压力变送器和液位传磁翻板液位计，其他可检测压力和液位的并且能输出信号的装置也在本实用新型的保护范围内。
[0025]作为本实用新型实施例的进一步改进，压力溶气罐I内设置有多孔板和阶梯环填料，多孔板设置于多孔板设置于压力溶气罐内的下部距离罐底1000mm，阶梯环堆积于多孔板上方高2000mm。
[0026]压力溶气罐I内部设置有填料。由于海藻多糖溶液从物料入口进入压力溶气罐后落在填料上，而填料表面几何形状不规则，溶液在填料上形成液膜，增加溶液的表面积，从而增加气水接触面积；同时液膜沿着填料表面不规则运动，大大增加了液膜的停留时间，从而延长溶气时间;填料不规则集合形状使液滴分散，液膜减薄，增强液膜的湍流和加速表面更新。因此在压力溶气罐内部设置填料，可以提高溶气的效率。
[0027]填料的主要作用是增加气液接触表面积，若填料浸入在液体中，那么将无法起到该作用，因此在压力溶气罐内的下部设置多孔板，阶梯环填料堆积于多孔板之上，使阶梯环填料处于液面之上。阶梯环填料的侧端增加了锥形翻边，不但可以增加填料环的机械强度，而且由于破坏了填料结构的对称性，因而增加了填料投放时的定向几率，又由于翻边的影响，使得填料在堆积时填料环隙之间的接触由此线性接触为主变为以点接触为主，既增大了空隙率、减少了压降，而且又构成了液体沿填料表面流动的汇集或分散点，促进液膜表面更新和液体混合作用，使气液分布均匀，增加了气液接触表面而提高了传质效率，不但增加了填料之间的空隙，减少了气体穿过填料层的阻力，而且这些接触点还可以为液体沿填料表面流动的汇聚分散点，从而促进了液膜的表面更新，有利于填料传质效率的提高。本实施例中，压力溶气罐I内液位高度600?1300mm(从罐底计)，多孔板设置于液面附近，距离罐底800mm?1300mm，阶梯环堆积于多孔板上方高1000?2100mm，经过大量试验研究，阶梯环高度在此范围内海藻多糖溶液的溶气效果较好。填料的种类并不限于本实施例中采用的多孔板和阶梯环填料，环形板、拉西环等其他填料亦可。
[0028]作为本实用新型实施例的进一步改进，压力溶气罐侧壁还设置有第一人孔105和第二人孔106，第一人孔105位于压力溶气罐侧壁的上方，用于添加阶梯环填料，第二人孔106位于压力溶气罐侧壁的下方多孔板的上方附近，用于取出阶梯环填料。设置人孔可方便对压力溶气罐内部填料的添加、更换和取出。
[0029]作为本实用新型实施例的进一步改进，压力溶气罐还设置有反冲口107和排渣口108，反冲口 107位于压力溶气罐I下部，反冲口 107通过管道分别与压缩空气罐2和反冲水管连接，排渣口 108位于压力溶气罐上部。由于压力溶气罐I内部填料的形状不规则，海藻多糖溶液中的固体杂质很可能在压力溶气罐I内富集造成填料堵塞，最终影响到整个气浮装置顺行。当压力溶气罐I内发生堵塞时，关闭物料入口和压缩空气进气调节阀201，打开排渣口108，并从反冲口 107通入压缩空气和反冲水进行反冲，使填料缝隙中堵塞的固体杂质上浮，并通过排渣口 108排出，使填料的缝隙通畅，保证设备的顺行。
[0030]作为本实用新型实施例的进一步改进，压力溶气罐I下部还设置有回流口109。在本实用新型海藻多糖气浮设备开机运行初期，以及反吹重新运行初期，由于压力溶气罐中压力低，或液位较低，导致运行初期海藻多糖溶液物料中溶气效率较低，溶气量少，此时若直接经释放器释放到气浮池，无法实现固液较好的分离，因此，此时的物料通过回流口 109回流到物料池中，重新通过物料入口进入，直到设备正常运行。
[0031]作为本实用新型实施例的进一步改进，压缩空气罐2与压力溶气罐I间管道上设有单座气动调节阀201。单座气动调节阀是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力等各种工艺参数。单座气动调节阀控制简单，反应快速，且本质安全，操作稳定，具有可靠的动作特性，结构紧凑，装校简便，流道通畅。本实用新型实施例中压缩空气进气调节阀并不仅限于单座气动调节阀，其他种类的进气调节阀亦可。
[0032]作为本实用新型实施例的进一步改进，压力溶气罐I还设置有压力溶气罐报警阀110。当压力溶气罐I中压力过大时，压力溶气罐报警阀110输出报警信号，并对罐体内部压力进行释放，使压力溶气罐I内压力不超过允许值，从而保证设备不因压力过高而发生事故。
[0033]作为本实用新型实施例的进一步改进，压缩空气罐2还设置有压力罐进气阀202、压力表203和放空阀204，压力罐进气阀202和压力表203设置于压缩空气罐2上方，放空阀204设置于压缩空气罐2底部。压缩空气机产生的压缩空气经压力罐进气阀202进入压缩空气罐2，压力表203对压缩空气罐2中压力实时监测，保证输出压缩空气的稳定。放空阀204排放压缩空气罐中析出的积液，如水分和润滑油等，减少设备的堵塞和锈蚀。
[0034]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
【主权项】
1.一种海藻多糖气浮设备，其特征在于，包括:压力溶气罐和压缩空气罐， 所述压缩空气罐通过管道与所述压力溶气罐上部连接； 所述压力溶气罐上部设置有海藻多糖溶液入料口 ； 所述压力溶气罐底部设置有溶气海藻多糖溶液出料口，所述出料口用于经释放器与气浮池相连。2.根据权利要求1所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述海藻多糖气浮设备还包括控制系统； 所述压力溶气罐上还设置有压力变送器和远传磁翻板液位计； 所述压力变送器和所述远传磁翻板液位计与所述控制系统通信连接，所述控制系统用于根据所述压力溶气罐的液位和压力控制压缩空气进气量、海藻多糖溶液的进入量和溶气海藻多糖溶液的出料量。3.根据权利要求1所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述压力溶气罐内部设置有填料。4.根据权利要求3所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述填料包括多孔板和阶梯环； 所述阶梯环堆积于所述多孔板上方； 所述多孔板设置于所述压力溶气罐内的下部，用于支撑所述阶梯环并使所述阶梯环处于液面之上。5.根据权利要求4所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述压力溶气罐侧壁还设置有第一人孔和第二人孔，所述第一人孔位于所述压力溶气罐侧壁的上方，用于添加所述阶梯环填料，所述第二人孔位于所述压力溶气罐侧壁的下方多孔板的上方附近，用于取出所述阶梯环填料。6.根据权利要求5所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述压力溶气罐还设置有反冲口和排渣口 ； 所述反冲口位于所述压力溶气罐下部； 所述反冲口通过管道分别与所述压缩空气罐和反冲水管连接； 所述排渣口位于所述压力溶气罐上部。7.根据权利要求1所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述压力溶气罐下部还设置有回流口。8.根据权利要求1所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述压缩空气罐与所述压力溶气罐间管道上设有单座气动调节阀。9.根据权利要求1所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述压力溶气罐还设置有压力溶气罐报警阀。10.根据权利要求1所述的海藻多糖气浮设备，其特征在于， 所述压缩空气罐还设置有压力罐进气阀、压力表和放空阀， 所述压力罐进气阀和所述压力表设置于所述压缩空气罐上方，所述放空阀设置于所述压缩空气罐底部。
【文档编号】C08B37/04GK205528542SQ201620140658
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】刘新国, 陈淑龙, 秦泗春, 王文明
【申请人】山东港源海洋生物工程有限公司