一种非均相混合物的分离装置及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混合物的分离装置及其操作方法，具体涉及的是非均相混合物的分离装置及操作方法。
【背景技术】
[0002]物系内部有隔开两相的界面，界面两侧的物料性质截然不同的混合物称为非均相混合物。非均相混合物的分离对化工及其它许多工业都有重要意义。一般情况下，非均相混合物中的连续相与分散相具有不同的物理性质，如密度不同。对于密度不同的非均相混合物进行分离，可使分散相(固粒、液滴或气泡)与连续相之间发生相对运动，即用机械的方法进行分离。重力沉降和离心沉降操作是实现上述分离的一种有效方法。
[0003]目前人们已经开发出利用重力沉降或离心沉降的工业化生产装置，如多层重力沉降器，带有转动耙的连续沉降槽、旋风分离器、旋液分离器。已有的非均相分离装置或应用场合受限，或投资较高，或分离效率不高，或处理能力不足。
[0004]开发一种结构简单、设备投资低、分离效率高、能量消耗少、处理能力和操作弹性大且操作简单的均相混合物分离装置，对于改进和强化非均相混合物分离操作具有很好的实用意义。
【发明内容】
[0005]本发明提出的非均相混合物分离装置无运动构件，其工作原理利用重力沉降和离心沉降相结合，处理能力和分离效率明显优于已有的旋风分离器或旋液分离器，且具极高操作弹性。
[0006]本发明的技术方案如下:
一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，包括以下结构的装置和操作方法:
A.所用的分离装置包括:壳体、混合物料入口、混合物料分配器、螺旋管、重相出口、轻相出口、混合物料分配阀及各种附件。壳体至少包括筒体和下封头；螺旋管截面为圆形、方形、矩形截面并不限于前述截面形状；螺旋管多根组合使用或单根使用；螺旋管多根组合使用时，不同螺旋管的旋转半径相同或不同；多根螺旋管采用同一旋转中心轴(如筒体中心轴)布置或采用不同旋转中心轴布置；螺旋管的出口与壳体横截面的同心圆相切或成一定角度布置。
[0007]B.所用的操作方法包括:
a.混合物料经混合物料入口进入混合物料分配器分配至螺旋管；
b.混合物料在螺旋管内经重力沉降分离和离心分离使重相向下和向外侧移动，轻相向上和向内侧移动；
c.混合物料在螺旋管内经一定的停留时间后初步形成重相富集区和轻相富集区，实现初步分离；
d.经初步分离的物料由螺旋管出口流出； e.出螺旋管的重相继续沿壳体的切线方向移动与壳体接触慢慢向下移动，完成第二次重力沉降和离心分离而集聚在下封头内；
f.出螺旋管的轻相改变方向向上移动，在壳体的上部由轻相出口流出；
所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其混合物料分配器设置在壳体内或壳体外；混合物料分配器与螺旋管间可不设置混合物料分配阀。
[0008]所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其螺旋管单根使用时，可不设置混合物料分配器。
[0009]所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其螺旋管可由上向下旋或由下向上旋。
[0010]所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其螺旋管的出口位于筒体内或封头内。
[0011]所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，适用于液-液、液-固、气-固、气-液混合物的分离。
【附图说明】
[0012]图1是混合物料分配器位于壳体外，混合物料分配器与螺旋管间设置混合物料分配阀，多根旋转半径相同的螺旋管由上向下旋转，采用同一旋转轴布置，螺旋管出口位于筒体内的非均相混合物分离装置简图。
[0013]图2是混合物料分配器位于壳体内，混合物料分配器与螺旋管间不设置混合物料分配阀，多根旋转半径相同的螺旋管由上向下旋转，采用同一旋转中心轴布置，螺旋管出口位于筒体内的非均相混合物分离装置简图。
[0014]图3是混合物料分配器位于壳体内，多根旋转半径相同的螺旋管由上向下旋转，采用同一旋转中心轴布置，螺旋管出口位于下封头内的非均相混合物分离装置简图。
[0015]图4是混合物料分配器位于壳体内，多根旋转半径相同的螺旋管由上向下旋转，采用不同旋转轴布置的非均相混合物分离装置简图。
[0016]图5是混合物料分配器位于壳体内，多根旋转半径相同的螺旋管由下向上旋转，采用同一旋转轴布置的非均相混合物分离装置简图。
[0017]图6是无混合物料分配器的单根螺旋管向下旋转的非均相混合物分离装置简图。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]实施例1
所用的设备结构包括采用圆形截面筒体配置锥形下封头和凸型上封头的壳体(I)、混合物料入口(2)、环形混合物料分配器(3)、多根圆形截面的螺旋管(4)、重相出口(5)、轻相出口( 6 )、混合物料分配阀(7 )及液位计、视镜、备用口等各种附件，混合物料分配器(3 )位于壳体(I)外，如图1。
[0020]实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于混合物料分配器(3)位于壳体(I)内，混合物料分配器(3)与螺旋管(4)间不设置混合物料分配阀(7)，如图2。
[0021]实施例3
实施例3与实施例2基本相同，不同之处在于螺旋管(4)出口位于下封头内，如图3。
[0022]实施例4
实施例4与实施例2基本相同，不同之处在于多根螺旋管(4)采用不同旋转轴布置，如图4。
[0023]实施例5
实施例5与实施例2基本相同，不同之处在于所用螺旋管(4)为由下向上旋转，如图5。
[0024]实施例6
实施例6与实施例2基本相同，不同之处在于该实例无混合物料分配器(3)，混合物料入口( 2 )与单根螺旋管(4 )直接相连，如图6。
【主权项】
1.一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其特征在于: A、所用的分离装置包括:壳体(I)、混合物料入口(2)、混合物料分配器(3)、螺旋管(4)、重相出口(5)、轻相出口(6)、混合物料分配阀(7)及各种附件；壳体(I)至少包括筒体和下封头；螺旋管(4)截面为圆形、方形、矩形截面并不限于前述截面形状；螺旋管(4)多根组合使用或单根使用；螺旋管(4)多根组合使用时，不同螺旋管(4)的旋转半径相同或不同；多根螺旋管(4)采用同一旋转中心轴(如筒体中心轴)布置或采用不同旋转中心轴布置；螺旋管(4)的出口与壳体横截面的同心圆相切或成一定角度布置； B、所用的操作方法包括: a.混合物料经混合物料入口(2)进入混合物料分配器(3)分配至螺旋管(4)； b.混合物料在螺旋管(4)内经重力沉降分离和离心分离使重相向下和向外侧移动，轻相向上和向内侧移动； c.混合物料在螺旋管(4)内经一定的停留时间后初步形成重相富集区和轻相富集区，实现初步分离； d.经初步分离的物料由螺旋管(4)出口流出； e.出螺旋管(4)的重相继续沿壳体(I)的切线方向移动与壳体(I)接触慢慢向下移动，完成第二次重力沉降和离心分离而集聚在下封头内； f.出螺旋管(4)的轻相改变方向向上移动，在壳体的上部由轻相出口(6)流出。
2.根据权利要求1所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其特征在于混合物料分配器(3)设置在壳体(I)内或壳体(I)外；混合物料分配器(3)与螺旋管(4)间可不设置混合物料分配阀(7)。
3.根据权利要求1所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其特征在于螺旋管(4)单根使用时，可不设置混合物料分配器。
4.根据权利要求1所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其特征在于螺旋管(4)可由上向下旋或由下向上旋。
5.根据权利要求1所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其特征在于螺旋管(4)的出口位于筒体内或封头内。
6.根据权利要求1所述的一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，其特征在于所述的分离装置和分离方法适用于液-液、液-固、气-固、气-液混合物的分离。
【专利摘要】一种非均相混合物的分离装置及其操作方法，涉及一种化工设备及其操作方法，所用装置主要包括壳体（1）、混合物料入口（2）、混合物料分配器（3）、螺旋管（4）、重相出口（5）、轻相出口（6）、混合物料分配阀（7）及各种附件。混合物料在螺旋管内通过离心分离与重力沉降分离形成初次分离后在壳体内实现离心分离与重力沉降分离二次分离。其分离效果好，处理能力大，能量消耗少，生产过程稳定，操作弹性大。所用设备无运动构件，结构简单，投资少。
【IPC分类】B01D17-038, B01D17-025, B01D21-26, B01D45-02, B01D45-12, B01D19-00
【公开号】CN104587711
【申请号】CN201510015708
【发明人】吴剑华
【申请人】沈阳化工大学, 吴剑华
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月13日