专利名称：一种煤的超临界co的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤的直接液化设备，具体涉及一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置。
技术背景在一定的温度和压力条件下，对煤进行超临界气体萃取可以直接得到燃料油，国内外的科学研究人员先后进行了大量的研究，取得了一些实验成果。1975年英国的科学家首先以甲苯为萃取剂，在350℃和10Mpa压力的超临界状态下进行煤的萃取试验。1984年华东石油学院学报编辑部出版的《油页岩科学研究论文集》，刊登了题为“煤及油页岩超临界气体抽提器研究”的论文，记载了温度在360℃-420℃、压力在10-18Mpa的条件下，用苯、甲苯、二甲苯作为抽提溶剂，在半连续的小型实验装置上对褐煤及油页岩进行超临界气体抽提分离燃料油的实验过程。即将一定粒度的煤装填在管状抽提中，用超临界气体溶剂进行连续抽提，分离出燃料油后又循环使用。但是，该实验装置只能用于煤的评价，而不能在工业上应用。1992年7月1日，中国专利公报公开了专利申请号为87102560.4、审定公告号为1017251、名称为“煤的超临界气体连续抽提方法及其装置”的发明专利说明书；该专利技术虽然解决了连续萃取的问题，但是，反应器结构不完善，反应物从反应器中并流而下，分子间有效碰撞率不高，因而反应效果较差，速率低；使用该方法还需与煤浆制备设备和高压泵输送设备配套，故投资大，耗能高。此外，使用的萃取剂为易燃易爆、有毒害、污染环境且价格高昂的有机溶剂，在温度、压力较高的反应条件下，容易发生事故，因而增大了实现工业化生产的难度。
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种反应效率高、速率高，对环境污染小、安全可靠，投资少、能耗低，适于工业化生产的煤的超临界CO2连续萃取反应装置。
发明创造的内容一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，包括进料器、连接在进料器下面的反应器、连接在反应器下面的球阀、连接在球阀下面的残煤罐、连接在残煤罐下面的残煤排放阀，其特征在于在进料器的顶部插入有超临界CO2喷射管。
所述的一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，其进料器的上部为圆筒，下部为漏斗状的收缩管，收缩管的出口连接喉管和扩散管，并伸入反应器的上部；超临界CO2喷射管从进料器的顶部插入，锥形喷嘴靠近并正对收缩管的出口；止回阀连接在进料器上部圆筒的中下部。超临界CO2从喷射管的锥形喷嘴喷出与煤粉混合，增大了反应物分子间的有效碰撞，从而强化了反应过程，加快了反应速率。
所述的一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，其特征在于反应器上部为圆筒，下部为圆锥筒，在伸入圆筒上部的进料器的扩散管出口之上安装有滤网(8)，在滤网之上装有安全阀、温度计套管和混合气/汽出口管，混合气/汽出口管上装有压力表。滤网的作用是阻挡煤粉从混合气/汽出口管排出。安全阀是当反应器压力超高时起保护作用。温度计套管用于插入温度计指示反应器内的温度。
所述的一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，其特征在于残煤罐的中部安装有过滤器，四通接头通过进气管与过滤器连接，四通接头上装有CO2进气阀、压力表和减压阀。在打开反应器下面的球阀排放残煤之前，先打开CO2进气阀向残煤罐内通入CO2升高罐内的压力，使其与反应器内压力接近或相等，再打开球阀，防止混合气/汽体进入残煤罐内；在打开残煤罐下面的残煤排放阀排放残煤前，先关闭球阀，后打开减压阀放出残煤罐内CO2，过滤器阻挡残煤随CO2一起放出，罐内的压力降低后，再打开残煤排放阀排放残煤。
本实用新型可使萃取反应连续进行，适于工业化生产；多变的喷射方式，强化了萃取反应过程，加快了反应速率。使用的萃取剂为价廉易得、无毒无害，可以循环使用的CO2，反应条件相对温和安全，对环境污染小；本实用新型勿需煤浆制备设备和高压泵输送装置，投资少、能耗低。
图1为本实用新型的构造示意图。
图2为反应器A-A断面图。
具体实施方式
参见图1，高压高速的超临界CO2流体从装在进料器1顶部的超临界CO2喷射管6的锥形喷嘴喷出，在收缩管14处与从止回阀7自动吸入80-100目的煤粉进行有效混合反应，并高速通过喉管17进行挤压反应，继续流经扩散管16喷射入上部装有安全阀9和温度计套管10的反应器2内，由于从扩散管16进入反应器2的流体产生剧烈的湍流，使超临界萃取反应继续进行，并随之分离；超临界CO2萃取剂与分离出的汽态燃料油的混合物同残煤经重力分离后，穿过滤网8从上部的混合气/汽出口管11进入分离器；在打开反应器2下面的球阀3排放残煤之前，先打开装在四通接头17上的CO2进气阀20向残煤罐4内通入CO2以升高罐内的压力，使安装在四通接头17上的压力表19的读数与反应器混合气/汽出口管11上的压力表12读数接近或相等时，再打开球阀3，将残煤放入残煤罐4内；在打开残煤罐4下面的残煤排放阀5排放残煤前，先关闭球阀3，后打开减压阀20放出残煤罐4内的CO2，过滤器13阻挡残煤随CO2一起放出，罐内的压力降低后，再打开残煤排放阀5排放残煤。
本实用新型体积小，但可以连续处理大量的固体煤粉，工业化时，可将多台设备并联生产。本实用新型还可用于超临界CO2对银杏黄酮、茶多酚、大豆磷脂、丹参酮、人参甙、甘草酸和蜂胶等生物活性物质的萃取。
权利要求1.一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，包括进料器(1)、连接在进料器下面的反应器(2)、连接在反应器下面的球阀(3)、连接在球阀下面的残煤罐(4)、连接在残煤罐下面的残煤排放阀(5)，其特征在于在进料器(1)的顶部插入有超临界CO2喷射管(6)。
2.根据权利要求1所述的一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，其特征在于进料器(1)上部为圆筒，下部为漏斗状的收缩管(14)，收缩管的出口连接喉管(15)和扩散管(16)，并伸入反应器(2)的上部；超临界CO2喷射管(6)从进料器(1)的顶部插入，锥形喷嘴靠近并正对收缩管的出口；止回阀(7)连接在进料器(1)上部圆筒的中下部。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，其特征在于反应器(2)上部为圆筒，下部为圆锥筒，在伸入圆筒上部的进料器(1)的扩散管(16)出口之上安装有滤网(8)，在滤网之上装有安全阀(9)、温度计套管(10)和混合气/汽出口管(11)，混合气/汽出口管上装有压力表(12)。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种煤的超临界CO2连续萃取反应装置，其特征在于残煤罐(4)的中部安装有过滤器(13)，四通接头(17)进气管与过滤器连接，四通接头(17)上装有CO2进气阀(18)、压力表(19)和减压阀(20)。
专利摘要本实用新型涉及一种煤的超临界CO
文档编号B01D11/02GK2516218SQ01256970
公开日2002年10月16日 申请日期2001年12月18日 优先权日2001年12月18日
发明者王有素 申请人:王有素