分离器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种分离器，涉及固、液分离【技术领域】，能够将固体颗粒和液体混合层中的固体颗粒进行有效地分离。本实用新型中，所述分离器包括罐体、填料破泡层、过滤结构；所述罐体顶端设有固液混合物入口；所述填料破泡层设在所述罐体内，所述过滤结构设在所述罐体内，且位于所述填料破泡层下侧；所述过滤结构用于将固液混合物中的固体颗粒分离出来；所述罐体上还设有固体颗粒出口、液态有机物出口和灰水出口。本实用新型主要用于固液混合层中固体颗粒的分离操作中。
【专利说明】分离器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及固、液分离【技术领域】，尤其涉及一种分离器。
【背景技术】
[0002]固、液分离技术，是把固体(颗粒)和液体从混合物中分离的过程。目前，常规的固液分离装置包括离心沉降装置和重力沉降装置等，其是通过固体的密度与液体的密度不同的原理将二者分离。但是，当混合物中固体和液体的密度相近时，上述常规的固液分离装置将无法实现分离效果。
[0003]具体以煤的焦化反应为例:煤焦化反应后生成的产物包括含有煤焦油的焦油渣水，其中，焦油渣水需要经过进一步地处理分离成焦渣、焦油和灰水，从而得到纯净的焦油，以进行化工生产。但是，焦油渣水中，残渣和焦油混合会产生体积较大，且密度比灰水小的混合泡沫层。该混合泡沫层中的焦油将残渣包裹在内，二者密度相近，从而导致无法使用常规的固液分离装置(例如离心沉降装置或重力沉降装置)，以通过密度不同的原理将二者进行分离，得到纯净的焦油以供后续生产。
[0004]因此，如何实现将混合物中的固体颗粒及液体进行有效地分离，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种分离器，能够解决将固体颗粒和液体混合层中的固、液进行有效分离的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种分离器，包括罐体、填料破泡层、过滤结构；所述罐体顶端设有固液混合物入口 ；所述填料破泡层设在所述罐体内；所述过滤结构设在所述罐体内，且位于所述填料破泡层下侧；所述过滤结构用于将固液混合物中的固体颗粒分离出来；所述罐体上还设有固体颗粒出口、液态有机物出口和灰水出口。
[0008]其中，所述填料破泡层位于所述罐体上部区域；所述填料破泡层为具有锐角结构的V型材料，且所述锐角结构朝上设置。
[0009]具体地，所述填料破泡层的高度值为所述罐体高度值的1/20至1/2。
[0010]实际应用时，所述罐体的固液混合物入口设有第一喷淋结构。
[0011]其中，所述过滤结构包括与所述罐体侧壁物理连接或焊接的锥形漏斗，所述锥形漏斗的侧壁设有多孔结构；所述锥形漏斗的底口与所述固体颗粒出口相连通；所述液态有机物出口和灰水出口设在所述罐体下部区域。
[0012]具体地，所述锥形漏斗的侧壁与所述罐体的底壁之间的夹角为15至75度。
[0013]实际应用时，所述过滤结构包括设在所述罐体侧壁上倾斜设置的第一挡板和罐体底壁竖直设置的第二挡板；所述第一挡板的末端与所述第二挡板的顶端在竖直方向上相对齐；或，所述第一挡板的末端横向超出所述第二挡板的顶端设置。
[0014]其中，所述第二挡板为实体结构；所述液态有机物和灰水混合液通过所述第二挡板与第一挡板之间的空间溢流，以与所述固体颗粒分离。
[0015]具体地，所述第二挡板上设有滤孔；所述滤孔位于所述第二挡板距底部1/3高度以上区域。
[0016]进一步地，所述分离器还包括具有第二喷淋结构的冲洗管路；所述冲洗管路通过水泵与所述灰水出口连通。
[0017]本实用新型实施例提供的分离器中，包括罐体，和其内的填料破泡层，以及填料破泡层下侧的过滤结构，还包括位于罐体上的固液混合物入口、固体颗粒出口、灰水出口和液态有机物出口。具体地，所述分离器通过其内的过滤结构，将从固液混合物入口处进入的固液混合物进行过滤、分离操作，形成独立的固体颗粒、灰水及液态有机物，并通过固体颗粒出口、灰水出口及液态有机物出口分别将固体颗粒、灰水及液态有机物单独排出。以煤的焦化反应为例，焦油渣水混合物首先通过罐体顶端的固液混合物入口进入罐体内；然后通过罐体内的填料破泡层，从而完成破泡操作，即消除焦油与残渣混合形成的泡沫层，进而使焦油与残渣独立存在，避免焦油将残渣包裹在内；之后(已消除泡沫层的)焦油渣水混合物通过填料破泡层下侧的过滤结构，从而完成残渣与混合液(含有焦油及灰水)的过滤操作，即实现固、液的过滤、分离，进而使残渣从罐体上的固体颗粒出口排出；再后焦油及灰水形成的混合液，会因不溶性及密度不同，自然分层(焦油密度小分布在上层，灰水密度大分布在下层)，通过控制使焦油和灰水分别从液态有机物出口和灰水出口排出，进而通过本实用新型实施例提供的分离器很好地实现将焦油渣水分离成固体颗粒(残渣)和液体(焦油及灰水)的操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例提供的一种分离器的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型实施例提供的分离器中填料破泡层的结构示意图；
[0020]图3为本实用新型实施例提供的另一种分离器的结构示意图。
[0021]图中，I为罐体；2为填料破泡层、21为锐角结构的V型不锈钢；3为过滤结构；4为固液混合物入口(焦油渣水入口)、a为焦油渣水入口处阀门；5为固体颗粒出口(残渣出口)、b为残渣出口处阀门；6为灰水出口、c为灰水出口处阀门；7为液态有机物出口(焦油出口)、d为焦油出口处阀门；8为第一喷淋结构；9为锥形漏斗；10为第一挡板；11为第二挡板；12为支撑板；13为第二喷淋结构、131为水泵、e为水泵前阀门、f为水泵后阀门。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型实施例一种分离器进行详细描述。
[0023]本实用新型实施例提供一种分离器，如图1所示，包括罐体1、填料破泡层2、过滤结构3 ;罐体I顶端设有固液混合物入口 4 ;填料破泡层2设在罐体I内；过滤结构3设在罐体I内，且位于填料破泡层2下侧；过滤结构2用于将固液混合物中的固体颗粒分离出来；罐体I上还设有固体颗粒出口 5、灰水出口 6和液态有机物出口 7。
[0024]本实用新型实施例提供的分离器中，包括罐体，和其内的填料破泡层，以及填料破泡层下侧的过滤结构，还包括位于罐体上的固液混合物入口、固体颗粒出口、灰水出口和液态有机物出口。具体地，所述分离器通过其内的过滤结构，将从固液混合物入口处进入的固液混合物进行过滤、分离操作，形成独立的固体颗粒、灰水及液态有机物，并通过固体颗粒出口、灰水出口及液态有机物出口分别将固体颗粒、灰水及液态有机物单独排出。以煤的焦化反应为例，焦油渣水混合物首先通过罐体顶端的固液混合物入口进入罐体内；然后通过罐体内的填料破泡层，从而完成破泡操作，即消除焦油与残渣混合形成的泡沫层，进而使焦油与残渣独立存在，避免焦油将残渣包裹在内；之后(已消除泡沫层的)焦油渣水混合物通过填料破泡层下侧的过滤结构，从而完成残渣与混合液(含有焦油及灰水)的过滤操作，即实现固、液的过滤、分离，进而使残渣从罐体上的固体颗粒出口排出；再后焦油及灰水形成的混合液，会因不溶性及密度不同，自然分层(焦油密度小分布在上层，灰水密度大分布在下层)，通过控制使焦油和灰水分别从液态有机物出口和灰水出口排出，进而通过本实用新型实施例提供的分离器很好地实现将焦油渣水分离成固体颗粒(残渣)和液体(焦油及灰水)的操作。
[0025]此处需要说明的是，本实用新型实施例提供的分离器，仅是以其用在煤的焦化反应中为例进行详细说明其的分离过程，并不限制分离器的具体使用范围；本实用新型实施例提供的分离器，不仅可以应用在煤的焦化工艺中，也可应用在其它工艺中进行分离操作。另外，在应用本实施例提供的分离器进行焦油渣水的分离操作时，上述固液混合物入口也可以称为焦油渣水入口，上述固体颗粒出口也可以称为残渣出口，上述液态有机物出口也可以称为焦油出口。
[0026]下面为了充分体现本实施例提供的分离器的优越性，以该分离器应用于煤的焦化反应工艺中为例来说明。
[0027]其中，实现消除焦油及残渣形成的泡沫层的填料破泡层2，如图2所示，填料破泡层2可以设在罐体I内的上部区域，并且可以为具有锐角结构的V型材料，优选为V型不锈钢21 (如图2中粗线条所示)，该V型不锈钢21的锐角结构具体指V型对称的两个端部，且在图2中朝上设置，多个所述锐角结构的V型不锈钢21可以层叠、交错设置，以构成丝网结构的填料破泡层2。当焦油灰水混合物通过填料破泡层2时，焦油与残渣形成的泡沫层中的泡沫会与锐角结构的V型不锈钢21中的V型顶端接触，从而通过尖锐的顶端给泡沫施加外力，进而破坏泡沫的表面张力实现破泡，即消除该泡沫层，使焦油及残渣独立存在，方便后续进行过滤、分离操作；另外，不锈钢的表面不会粘附残渣，对焦油渣水的流动阻力小。当然，填料破泡层2的具体材料及结构不做限制，只要能够提供具有一定硬度且尖锐的锐角结构，以实现消除泡沫层的目的即可，例如填料破泡层2还可以为不规则丝网结构、金属Θ环填料结构和矩鞍型填料结构等。
[0028]此处需要补充的是，可以利用分子力解释上述消除泡沫层的原理。具体为:由于液体的内聚力是形成表面张力的原因，因此在液体内部，每个分子在每个方向都受到邻近分子的吸引力(也包括排斥力)，从而使液体内部分子受到的分子力合力为零。然而，在液体与气体的分界面上的液体分子在各个方向受到的引力是不均衡的，造成表面层中的分子受到指向液体内部的吸引力，并且有一些分子被“拉”到液体内部。因此，液体会有缩小液面面积的趋势，在宏观上的表现即为表面张力现象。当液体受到外力作用的时候，液体表面的平衡能力被打破，当外力大于气泡的平衡能力时，气泡破裂。
[0029]具体地，为了保证填料破泡层2的消泡能力，同时保证焦油渣水消泡后流动的顺畅性，如图1所示，上述填料破泡层2的高度值可以为罐体I的高度值的1/20至1/2，例如1/10或1/3等。本实用新型施例提供的分离器，综合考虑到装置的消泡能力及成本因素等，将填料破泡层2的高度值设置为罐体I的高度值的1/8至1/6。其中，填料破泡层2在罐体I内的具体位置可以根据焦油渣水的流量及流速来综合设置。
[0030]图1中，为了保证焦油渣水全部流经填料破泡层2，以保证对焦油渣水的充分、完全消泡操作，可以将填料破泡层2设为与罐体I内壁相抵靠的方式，例如罐体I为圆柱状时，由不锈钢构成的丝网结构可以为与罐体I直径相符的圆柱状丝网结构。
[0031]实际应用时，为了方便控制焦油渣水混合物的流入情况，如图1所示，罐体I顶端的焦油渣水入口 4处可以设有管路，且位于罐体I外部的管路上可以设有阀门a ;该阀门a还可以与控制单元相连，从而可以实现通过手动或自动控制焦油渣水混合物的流入时刻及流量、流速等情况，以达到较佳的分离效果。同时，为了更好地实现消泡功能，需要将从焦油渣水入口 4处流入的焦油渣水混合物较好地分散在填料破泡层2的表面，所述焦油渣水入口 4设有第一喷淋结构，如图1所示，位于罐体I顶端内部的管路端口处可以设有第一喷淋结构8 ;该第一喷淋结构8的喷孔直径应合理设置，且喷孔的数量及位置也应合理较多地均匀排布在第一喷淋结构8上，从而使从第一喷淋结构8喷出的焦油渣水混合物可以较好地均匀分散在填料破泡层2的表面，进而实现较好地消泡效果；同时，避免堵塞住第一喷淋结构8的喷孔及焦油渣水入口 4处的管路。
[0032]实际应用时，为了将焦油渣水混合物中的残渣与混合液(含有焦油及灰水)过滤、分离，如图1所示，罐体I内位于填料破泡层2下侧的过滤结构3可以包括与罐体I侧壁物理连接或焊接的锥形漏斗9，该锥形漏斗9的侧壁为多孔结构(图中未示出)，且锥形漏斗9的底口可以与罐体I上底端的残渣出口 5相连通。当(已消除泡沫层的)焦油渣水混合物通过填料破泡层2下侧的锥形漏斗9时，固体残渣无法通过锥形漏斗9侧壁上的多孔结构，从而积存在锥形漏斗9的底部区域中；同时，含有焦油及灰水的混合液可以通过锥形漏斗9侧壁上的多孔结构，流入到锥形漏斗9与罐体I之间的空间内，从而与残渣实现过滤、分离。于此之后，残渣从罐体I底端上的残渣出口 5排出，进行后续回收。锥形漏斗9顶端的外径应与圆柱状罐体I的内径一致，二者紧密抵靠接触，之间无缝隙，从而防止小型的固体颗粒从锥形漏斗9的外围掉落，影响过滤、分离效果。
[0033]由于灰水的密度大于焦油，且两者之间具有不溶性，因此在上述空间内焦油与灰水自然分层，焦油位于上部，而灰水位于下部。图1中，灰水出口 6可以设在罐体I的底端，且异于残渣出口 5处；焦油出口 7可以位于罐体I的侧壁上，且对应锥形漏斗9的侧壁设置，从而焦油及灰水分别通过罐体I侧壁上的焦油出口 7及罐体I底端的灰水出口 6排出，分别进行后续的成产加工及回收处理。当然，锥形漏斗9侧壁上的多孔结构的孔径尺寸应当合理设置，以能够顺利截留焦油渣水混合物中的残渣，避免残渣从多孔结构中流入罐体I的下部区域内为宜。
[0034]此处需要说明的是，为了便于控制分离后进行排出、回收等操作，如图1所示，残渣出口 5处可以设有管路，且位于罐体I外部的管路上可以设有阀门b，该阀门b可以与控制单元相连；灰水出口 6处可以设有管路，且位于罐体I外部的管路上可以设有阀门C，该阀门c可以与控制单元相连；焦油出口 7处可以设有管路，且位于罐体I外部的管路上可以设有阀门d，该阀门d可以与控制单元相连；从而可以实现通过手动或自动分别控制残渣、焦油及灰水的流出时刻及流量、流速等情况，以达到较佳的分离、回收效果。
[0035]具体地，焦油出口 7位于罐体I侧壁的位置为，罐体I内焦油与灰水的分界处的上侧且临近分界处；实际应用时，先控制焦油出口 7处的阀门d开启，待回收完全部的焦油后，再控制灰水出口 6处的阀门c开启，进行灰水回收。
[0036]其中，为了进一步更好地实现过滤、分离残渣及混合液的功能，上述锥形漏斗9侧壁上的多孔结构处还可以设有不锈钢滤网，且滤网的尺寸小于多孔结构的孔径尺寸，从而通过多孔结构与滤网的双重过滤，进一步达到较佳的过滤、分离效果。本实用新型实施例提供的分离器中，焦油渣水入口 4处物料压力可以为0.02Mpa-0.3Mpa范围内，以使分离器的入口与各出口之间形成压差，从而使混合物(尤其是固体颗粒)在分离过程中更容易从入口处流经至出口处；另外，滤网尺寸应根据实际应用时固体颗粒的大小及多孔结构的孔径进行合理设置，本实用新型实施例中可以优选为0.2_。
[0037]具体地，锥形漏斗9的侧壁与罐体I的底壁之间的夹角可以为15至75度；为了使积存在锥形漏斗9的底部区域中的残渣可以顺利排出，以及便于后续对罐体I内进行冲洗操作，如图1所示，锥形漏斗9的侧壁与罐体I的底壁之间的夹角可以优选为30至60度。
[0038]实际应用时，为了将焦油渣水混合物中的残渣与混合液(含有焦油及灰水)过滤、分离，如图3所示，罐体I内位于填料破泡层2下侧的过滤结构3可以包括设在罐体I侧壁上，朝向罐底倾斜设置的第一挡板10 ;为了起到支撑固定第一档板10的作用，该第一挡板
10与罐体I侧壁之间可以设有支撑板12 ;罐体I底壁可以竖直设有实体结构的第二挡板11，其中，第二挡板11的顶端与第一挡板10的末端在竖直方向上相对齐设置，从而保证流经第一挡板10的焦油渣水顺利流入第二挡板11与罐体I之间的左侧容腔内。
[0039]如图3所示，当(已消除泡沫层的)焦油渣水混合物达到填料破泡层2下侧的第一档板10时，会受到第一挡板10的倾斜作用影响，沿其倾斜表面滑落入罐体I的左侧区域内；含有焦油及灰水的混合液可以通过第一、第二挡板(10、11)之间的空间溢流入罐体I的右侧区域内，从而与残渣实现过滤、分离。于此之后，残渣从罐体I底端左侧区域上的残渣出口 5排出，进行后续回收；由于焦油及灰水形成的混合液，会因不溶性及密度不同，自然分层(焦油密度小分布在上层，灰水密度大分布在下层)，从而焦油及灰水分别通过罐体I右侧区域侧壁上的焦油出口 7及罐体I底端右侧区域的灰水出口 6排出，分别进行后续的成产加工及回收处理。
[0040]进一步地，为了提高过滤效果，第二挡板11上还可以设有滤孔(图中未示出)，从而含有焦油及灰水的混合液可以通过第二挡板11上的滤孔及第一、第二挡板(10、11)之间的空间溢流入罐体I的右侧区域内，进而与残渣实现过滤、分离。当然，第二挡板11上的滤孔的直径尺寸应当合理设置，以能够顺利截留焦油渣水混合物中的残渣，避免残渣从溢流孔中流入罐体I的右侧区域内为宜。
[0041]具体地，焦油出口 7位于罐体I侧壁的位置为，罐体I内焦油与灰水的分界处的上侧且临近分界处；实际应用时，先控制焦油出口 7处的阀门d开启，待回收完全部的焦油后，再控制灰水出口 6处的阀门c开启，进行灰水回收。
[0042]其中，为了能够较快地完成固、液分离，第一挡板10上也可以设有第二通孔(图中未示出)，且第二通孔处还可以设有不锈钢过滤网，从而焦油渣水混合物可以同时从第一挡板10处的第二通孔和滤网及第二挡板11处的滤孔进行过滤、分离，进而提高固、液分离的效率。具体地，上述滤孔可以位于第二挡板11距底部1/3高度以上区域，可以优选为2/3高度以上区域，2/3高度以下区域为实体结构，以保证残渣完全积存在罐体I的左侧区域下部。当然，为了进一步保证残渣沿第一挡板10的倾斜表面滑落入罐体I的左侧区域内，第一挡板10的末端可以略覆盖过第二挡板11的顶端，即第一挡板10的末端可以位于第二挡板11的顶端左侧。
[0043]实际应用时，为了避免残渣中的粉灰(细小颗粒)堵塞填料破泡层2及过滤结构3，如图1和图3所示，本实用新型实施例提供的分离器还可以包括具有第二喷淋结构13的冲洗管路，该冲洗管路位于罐体I内，且设于第一喷淋结构8与填料破泡层2之间，具体地，第二喷淋结构13的个数可以为4个，4个第二喷淋结构13均匀分布在罐体I内，且每个第二喷淋结构13的多个喷孔应合理分布，以保证冲洗效果；冲洗管路可以通过水泵131与罐体I底端的灰水出口 6连通；其中，水泵131可以与控制单元连通，便于控制冲洗时刻及冲水力度等。因此与焦油分离后从灰水出口 6排出的灰水一部分通过水泵131输送到分离器的罐体I顶部，通过第二喷淋结构13，对填料破泡层2及过滤结构3的各孔和滤网进行冲洗，防止残渣中的粉灰堵塞填料破泡层2及过滤结构3，从而被冲洗的粉灰从分离器的罐体I底部的残渣出口 5排出，另一部分冲洗过后的灰水通过罐体I底部的灰水出口 6排出。具体地，为了便于对水泵131进行检修等操作，水泵131与灰水出口 6连通处可以设有水泵前阀门e ;水泵131与第二喷淋结构13连通处可以设有水泵后阀门f ;该水泵前阀门e与水泵后阀门f均可以与控制单元相连，以便于控制阀门的开启及关闭。
[0044]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种分离器，其特征在于，包括罐体、填料破泡层、过滤结构； 所述罐体顶端设有固液混合物入口 ；所述填料破泡层设在所述罐体内；所述过滤结构设在所述罐体内，且位于所述填料破泡层下侧；所述过滤结构用于将固液混合物中的固体颗粒分离出来； 所述罐体上还设有固体颗粒出口、液态有机物出口和灰水出口。
2.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述填料破泡层位于所述罐体上部区域； 所述填料破泡层为具有锐角结构的V型材料，且所述锐角结构朝上设置。
3.根据权利要求2所述的分离器，其特征在于，所述填料破泡层的高度值为所述罐体高度值的1/20至1/2。
4.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述罐体的固液混合物入口设有第一喷淋结构。
5.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述过滤结构包括与所述罐体侧壁物理连接或焊接的锥形漏斗，所述锥形漏斗的侧壁设有多孔结构； 所述锥形漏斗的底口与所述固体颗粒出口相连通；所述液态有机物出口和灰水出口设在所述罐体下部区域。
6.根据权利要求5所述的分离器，其特征在于，所述锥形漏斗的侧壁与所述罐体的底壁之间的夹角为15至75度。
7.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述过滤结构包括设在所述罐体侧壁上倾斜设置的第一挡板和罐体底壁竖直设置的第二挡板； 所述第一挡板的末端与所述第二挡板的顶端在竖直方向上相对齐；或，所述第一挡板的末端横向超出所述第二挡板的顶端设置。
8.根据权利要求7所述的分离器，其特征在于，所述第二挡板为实体结构；所述液态有机物和灰水混合液通过所述第二挡板与第一挡板之间的空间溢流，以与所述固体颗粒分离。
9.根据权利要求7所述的分离器，其特征在于，所述第二挡板上设有滤孔；所述滤孔位于所述第二挡板距底部1/3高度以上区域。
10.根据权利要求4所述的分离器，其特征在于，所述分离器还包括具有第二喷淋结构的冲洗管路； 所述冲洗管路通过水泵与所述灰水出口连通。
【文档编号】B01D36/00GK204093169SQ201420499185
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】程乐明, 曹雅琴, 王青, 高志远, 李瑞斋, 宋成才 申请人:新奥科技发展有限公司