一种压力容器带压流体的连续出料系统及方法与流程

本发明是关于一种压力容器带压流体的连续出料系统及方法，属于化工或压力容器技术领域。

背景技术

压力容器是指盛装气体或液体，承载一定压力的密闭容器。压力容器的用途广泛，以在化学工业与石油化学工业领域中的应用最多，主要用于传热、传质和反应等工艺过程。

目前，现有的压力容器均采用间歇操作实现流体物料的进料、反应、泄压和出料等一系列过程，但是在实际生产过程中存在诸多缺陷：1)由于压力容器的内部或外部存在一定的压力，在某些应用领域，为保障使用过程中的安全性，压力容器需要在泄压后才可以将物料排出，即物料的处理过程需要经过一个进料、充压、反应和出料的完整工作周期，周而复始循环操作，导致整个工艺的生产周期较长且物料处理效率偏低。2)压力容器的升压过程需消耗大量的气源，若压力容器每完成一次物料的处理过程，均需要重新提供气源或能量介质保证反应容器的压力和温度，则需要大量的能源供给，能耗和运行成本高。3)压力容器每次排料前的泄压过程中释放的热量得不到及时有效的二次利用，造成严重的资源浪费。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种物料处理效率高且能耗和运行成本低的压力容器带压流体的连续出料系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种压力容器带压流体的连续出料系统，其特征在于，该连续出料系统包括第一～第四压力容器、第一～第二搅拌装置、接收池和气源装置；所述第一压力容器内设置有所述第一搅拌装置，所述第一压力容器的出料口通过物料进料泵连接所述第二压力容器的进料口，所述第二压力容器内设置有所述第二搅拌装置，所述第二压力容器的出料口并联连接所述第三压力容器和第四压力容器的进料口，所述第三压力容器和第四压力容器的出料口并联连接所述接收池；所述气源装置的出气口并联连接所述第二压力容器、第三压力容器和第四压力容器的进气口，所述第三压力容器和第四压力容器的出气口并联连接所述第一压力容器的进气口；所述第一～第四压力容器内均设置有温度传感器，所述第二～第四压力容器内均设置有压力传感器以及液位计或物位计。

进一步地，所述第二压力容器的进料口和进气口均设置在所述第二压力容器的底部，所述第二压力容器的出料口设置在所述第二压力容器的上部。

进一步地，所述第二压力容器顶部设置有安全阀。

进一步地，所述第二～第四压力容器上均开设有用于投入对应所述液位计或物位计的开口。

一种压力容器带压流体的连续出料方法，其特征在于包括以下内容：将物料输送至第一压力容器，启动第一搅拌装置，将第一压力容器内的物料与后续处理产生的余压气体搅拌混合，温度传感器实时监测第一压力容器内的温度；启动物料进料泵，将第一压力容器内的物料通过物料进料泵输送至第二压力容器；启动第二搅拌装置，并将气源装置内的压力气体通入第二压力容器，温度传感器、压力传感器以及液位计或物位计实时监测第二压力容器内的温度、压力以及物料的液位或物位，第二搅拌装置将物料和压力气体搅拌混合，使得物料完成反应；当第二压力容器内的物料达到预设的液位或物位时，向第三压力容器内通入压力气体，并保持第二压力容器和第三压力容器内的压力相同；当第二压力容器达到预设的温度和压力时，将物料从第二压力容器输送至第三压力容器；温度传感器、压力传感器以及液位计或物位计实时监测第三压力容器内的温度、压力以及物料的液位或物位；当第三压力容器内的物料达到预设的液位或物位时，保持第三压力容器内压力的稳定，释放出的余压气体输送至第一压力容器；同时，向第四压力容器内通入压力气体，并保持第三压力容器和第四压力容器内的压力相同；当第三压力容器达到预设的温度和压力时，第三压力容器停止进料开始泄压，将物料从第二压力容器输送至第四压力容器，第三压力容器内的物料排出至接收池；温度传感器、压力传感器以及液位计或物位计实时监测第四压力容器内的温度、压力以及物料的液位或物位；当第四压力容器内的物料达到预设的液位或物位时，保持第四压力容器内压力的稳定，释放出的余压气体输送至第一压力容器；同时，向第三压力容器内通入压力气体，并保持第三压力容器和第四压力容器内的压力相同；当第四压力容器达到预设的温度和压力时，第四压力容器停止进料开始泄压，物料从第二压力容器输送至第三压力容器，第四压力容器内的物料排出至接收池，第三压力容器与第四压力容器交替使用，实现物料的连续自流出料。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在主压力容器第二压力容器后设置两个副压力容器第三压力容器和第四压力容器，通过第一调节阀和第二调节阀控制主压力容器和副压力容器内气压相同且稳定，从而实现主压力容器内带压流体物料的连续出料，减少了主压力容器的组成数量的同时极大地提高了物料的处理效率，缩短处理周期，降低运行成本，对需要进行一定压力环境条件下反应物料的应用领域在进出料方式和处理效率上起到很大地提升作用。2、本发明的第二压力容器采用低进高出的形式，能够避免物料快速流出第二压力容器，由于压力气体从底部进入第二压力容器，使得第二压力容器底部的物料先受热，再通过第二搅拌装置将第二压力容器内的物料与压力气体搅拌混合，使得物料在第二压力容器内快速受热且搅拌均匀。3、本发明将反应过程中的余压气体再次通入第一压力容器内进行二次利用，物料在第二压力容器内完成相关反应后，利用阀门开闭控制各压力容器内压力，自流进入第三压力容器或第四压力容器，通过第三压力容器和第四压力容器的交替使用，实现物料的连续自流出料，无二次污染和资源浪费，可以广泛应用于化工或压力容器技术领域中。

附图说明

图1是本发明连续出料系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明提供的压力容器带压流体的连续出料系统包括第一～第四压力容器v1～v4、第一～第二搅拌装置m1～m2、第一～第四温度传感器tt1～tt4、物料进料泵pu1、第一～第三压力传感器pra1～pra3、第一～第三液位计或物位计ll1～ll3、接收池r和气源装置a。

第一压力容器v1内设置有第一搅拌装置m1和第一温度传感器tt1，第一搅拌装置m1用于对第一压力容器v1内的物料进行搅拌，第一温度传感器tt1用于实时监测第一压力容器v1内的温度。第一压力容器v1的底部出料口依次通过第一阀门f1、物料进料泵pu1、第二阀门f2和止回阀f3连接第二压力容器v2的底部进料口，第二压力容器v2内设置有第二搅拌装置m2、第一压力传感器pra1、第二温度传感器tt2和第一液位计或物位计ll1，第二搅拌装置m2用于对第二压力容器v2内的物料进行搅拌，第一压力传感器pra1用于实时监测第二压力容器v2内的压力，第二温度传感器tt2用于实时监测第二压力容器v2内的温度，第一液位计或物位计ll1用于实时监测第二压力容器v2内物料的液位或物位。第二压力容器v2的上部出料口通过第三阀门f4连接第三压力容器v3的上部进料口，第三压力容器v3内设置有第二压力传感器pra2、第三温度传感器tt3和第二液位计或物位计ll2，第二压力传感器pra2用于实时监测第三压力容器v3内的压力，第三温度传感器tt3用于实时监测第三压力容器v3内的温度，第二液位计或物位计ll2用于实时监测第三压力容器v3内物料的液位或物位。第三压力容器v3的底部出料口通过第四阀门f5连接接收池r。第二压力容器v2的上部出料口还通过第五阀门f6连接第四压力容器v4的上部进料口，第四压力容器v4内设置有第三压力传感器pra3、第四温度传感器tt4和第三液位计或物位计ll3，第三压力传感器pra3用于实时监测第四压力容器v4内的压力，第四温度传感器tt4用于实时监测第四压力容器v4内的温度，第三液位计或物位计ll3用于实时监测第四压力容器v4内物料的液位或物位。第四压力容器v4的底部出料口通过第六阀门f7连接接收池r。

第二压力容器v2、第三压力容器v3和第四压力容器v4上均设置有进气口和出气口，气源装置a的出气口通过第七阀门f8连接第二压力容器v2的底部进气口、通过第八阀门f9连接第三压力容器v3的中部进气口以及通过第九阀门f10连接第四压力容器v4的中部进气口，气源装置a用于向第二压力容器v2、第三压力容器v3和第四压力容器v4内通入压力气体(饱和蒸汽或压缩空气)。第三压力容器v3的顶部出气口通过第一调节阀f11连接第一压力容器v1的下部进气口，第四压力容器v4的顶部出气口通过第二调节阀f12连接第一压力容器v1的下部进气口。

在一个优选的实施例中，第一阀门f1～第九阀门f10均可以采用电动阀或手动球阀等能够实现开闭管路和控制流向作用的阀门。

在一个优选的实施例中，第二～压力容器v2～v4上均开设有用于投入对应第一～第三液位计或物位计ll1～ll3的开口。

在一个优选的实施例中，第二压力容器v2顶部设置有安全阀f13，起到过载保护作用。

基于上述压力容器带压流体的连续出料系统，本发明还提供一种压力容器带压流体的连续出料方法，包括以下步骤：

1)将物料通过泵送装置或其他输送装置输送至第一压力容器v1内，启动第一搅拌装置m1，将第一压力容器v1内的物料与后续处理产生的余压气体搅拌混合，第一温度传感器tt1实时监测第一压力容器v1内的温度。

2)开启第一阀门f1和第二阀门f2，启动物料进料泵pu1第一压力容器v1内的物料通过物料进料泵pu1输送至第二压力容器v2，由于进料口在第二压力容器v2的底部，出料口在压力容器v2的上部，采用低进高出的形式能够避免物料快速流出第二压力容器v2。

3)开启第七阀门f8和第二搅拌装置m2，气源装置a内的压力气体例如饱和高温蒸汽通入第二压力容器v2，使得第二压力容器v2内的温度和压力不断升高，由于蒸汽从底部进入第二压力容器v2，使得第二压力容器v2底部的物料先受热，通过第二搅拌装置m2将第二压力容器v2内的物料与饱和高温蒸汽搅拌混合，使得物料快速受热，搅拌均匀。

3)第二温度传感器tt2、第一压力传感器pra1和第一液位计或物位计ll1实时监测第二压力容器v2内的温度、压力以及物料的液位或物位，物料由进料口不停地输送至第二压力容器v2内，将第二压力容器v2底部的物料向第二压力容器v2的上部出料口推进，同时，第二搅拌装置m2将物料与饱和高温蒸汽搅拌混合，使得物料在流动过程中完成反应，第二压力容器v2是物料的主反应装置，物料在第二压力容器v2内的停留时间可以根据压力容器容积和物料处理量合理设定。

4)当第二压力容器v2内的物料达到预设的液位或物位时，物料反应完全，开启第八阀门f9，向第三压力容器v3内通入饱和高温蒸汽，开始备压，使得第三压力容器v3内的压力升高，并保持第二压力容器v2和第三压力容器v3内的压力相同，以便物料能够连续自流进入第三压力容器v3内；当第二压力容器v2达到预设的温度和压力时，开启第三阀门f4，物料从第二压力容器v2输送至第三压力容器v3。

5)第三温度传感器tt3、第二压力传感器pra2和第二液位计或物位计ll2实时监测第三压力容器v3内的温度、压力以及物料的液位或物位。当第三压力容器v3内的物料达到预设的液位或物位时，开启第一调节阀f11，调节第一调节阀f11的闭合度以保持第三压力容器v3内压力的稳定，释放出的废汽输送至第一压力容器v1内进行二次利用；同时，当第三压力容器v3内的物料达到预设的液位或物位时，开启第九阀门f10，向第四压力容器v4内通入饱和高温蒸汽，开始备压，使得第四压力容器v4内的压力升高，并保持第三压力容器v3和第四压力容器v4内的压力相同，以便物料能够连续自流进入第四压力容器v4内。

6)当第三压力容器v3达到预设的温度和压力时，开启第五阀门f6，关闭第三阀门f4，第三压力容器v3停止进料开始泄压，物料从第二压力容器v2输送至第四压力容器v4。

7)当泄压到一定程度后，开启第四阀门f5，第三压力容器v3内的物料通过余压排出至接收池r。

8)第四温度传感器tt4、第三压力传感器pra3和第三液位计或物位计ll3实时监测第四压力容器v4内的温度、压力以及物料的液位或物位，当第四压力容器v4内的物料达到预设的液位或物位时，开启第二调节阀f12，调节第二调节阀f12的闭合度以保持第四压力容器v4内压力的稳定，释放出的废汽输送至第一压力容器v1内进行二次利用；同时，当第四压力容器v4内的物料达到预设的液位或物位时，开启第八阀门f9，向第三压力容器v3内通入饱和高温蒸汽，开始备压，使得第三压力容器v3内的压力升高，并保持第三压力容器v3和第四压力容器v4内的压力相同，以便物料能够连续自流进入第三压力容器v3内。

9)当第四压力容器v4达到预设的温度和压力时，开启第三阀门f4，关闭第五阀门f6，第四压力容器v4停止进料开始泄压，物料从第二压力容器v2输送至第三压力容器v3。

10)当泄压到一定程度后，开启第六阀门f7，第四压力容器v4内的物料通过余压排出至接收池r，第三压力容器v3与第四压力容器v3交替使用，实现物料的连续自流出料。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。