分离净化装置范文

分离净化装置范文（精选9篇）

分离净化装置 第1篇

项目简述:应用真空破乳技术、高分子粗细化、机械粗粒化、双向聚结分离除油技术、水力喷射流化床反冲洗再生精滤器技术、污油高效吸附再生技术和全自动PLC程序控制对核电厂放射性及非放射性含油废水进行深度净化及回用处理, 创新性方面具有过滤精度高、过滤速度快、吸附少、无介质脱落、不泄漏、耐腐蚀, 操作方便、带反冲洗功能等优点聚结式油净化机采用聚结滤芯能够实现过滤杂质和聚结水分的双重功能, 净化回用效果好。

市场前景预测:项目产品在与国际同类产品的竞争中, 由于在产品市场上具有明显的竞争优势, 可与国际市场上国外知名制造商同台竞争, 市场前景广阔, 增大出口创汇能力, 带来巨大的经济效益和社会影响力。由于在本项目产品研制的同时, 还注重系列化产品自主开发研制和产品的规模化生产制造能力建设, 加之项目产品又具有质优价廉的特点, 更增强了项目产品在市场上的竞争能力, 在很大程度上推动了分离机械生产制造企业和使用企业的技术进步, 使项目产品产业技术水平步入自主创新、自主开发、自主建设的可持续发展阶段, 对促进国民经济高速增长, 能带来更显著的社会效益。该技术产品目前主要是针对石油开采、石油化工、核动力发电, 冶金、电力等市场, 在这些市场中不仅是针对环保且对其工艺用水的净化也是迫切需求, 且单机净化处理能力大, 市场需求强, 因此该技术产品能在我市形成规模化能大大地带动如机械配件、防腐、电控、滤料、物流运输等协作厂家达近5 000万元/年, 能带来显著的社会效益, 对促进我市的工业发展及技术进步, 其效果明显。

养殖场 三分离一净化项目实施方案 第2篇

实施方案

二零一一年

目录

一、实施方案主要内容............................................................................1

二、雨污分离系统....................................................................................1 2.1 雨污分离.......................................................................................1 2.2 雨污分离系统建设方案...............................................................1

三、干湿分离系统....................................................................................2 3.1 干湿分离.......................................................................................2 3.2 干湿分离系统建设方案...............................................................2

四、固液分离系统....................................................................................3 4.1 固液分离.......................................................................................3 4.2 干湿分离系统建设方案...............................................................3

五、生态净化系统....................................................................................4 5.1 生态净化.......................................................................................4 5.2 生态净化系统建设方案...............................................................4 5.2.1 一级生态塘的建设方案......................................................4 5.2.2 二级生态塘的建设方案......................................................5 5.2.3 人工浮床（岛）的建设......................................................6

六、结论.....................................................................................................7

七、实施方案平面布置图汇总................................................................7

i

一、实施方案主要内容

本方案按照“减量化、资源化、无害化”原则，对猪粪和污水进行无害化综合处理和利用，达到治理污染、开发综合利用的效果。采用“三分离一净化”新模式，即建设“雨污分离、干湿分离、固液分离、生态净化”处理系统。

二、雨污分离系统

2.1 雨污分离

将雨水和养殖场所排污水分开收集的措施。雨水可采用沟渠输送，污水采用管道输送，养殖场的污水收集到厌氧发酵系统的进料池中进行后续的厌氧发酵再处理。

2.2 雨污分离系统建设方案

建设雨污分离设施的内容包括需要建设雨水收集明渠和铺设畜禽粪污水的收集管道，保证雨水与粪污水的完全分离。

首先，在畜禽养殖厂房的屋檐雨水侧，修建或完善雨水明渠，雨水明渠的基本尺寸为0.3m×0.3m，可根据情况适当调整，雨水经明渠直接流入一级生态塘。

其次，在畜禽养殖厂房的污水直接排放口或污水收集池排放口，污铺设污水输送管道，管道直径在200mm以上，如果采用重力流输送的污水管道管底坡度不低于2%，将收集的畜禽污水输送到厌氧发酵系统的调浆池或进料池中。

三、干湿分离系统

3.1 干湿分离

养殖场内畜禽粪便采用干清粪的收集方式，即将畜禽粪便先收集到储粪池中，然后再用水冲洗猪舍，冲洗水收集到粪水池中，再进行厌氧发酵，使猪粪与污水分开收集。

收集起来的畜禽粪便，经过后续的固液分离可再次降低其含水率，便于再利用。

3.2 干湿分离系统建设方案

建设干粪收集池，用于收集干粪，3m×4m×1m，并根据养殖场规模适当调整，购置粪污运输推车。

建设粪水收集池，用于收集猪舍冲洗水，4m×10m×1m，并根据养殖场规模适当调整。

完善粪污收集系统与厌氧发酵系统的衔接。

四、固液分离系统

4.1 固液分离

对干清粪过程所收集的畜禽粪便再次脱水，获得含水率更低的粪渣（含水率一般可达65%以下），便于再利用；分离出来的粪水排往沼气池的进料池，进行发酵处理。

4.2 固液分离系统建设方案

建设固液分离间，4m×8m×3m，钢架厂房结构，四周建1m高围墙，半开放式，并购置固液分离机一台，用于分离干清粪过程所收集的畜禽粪便，分离机工作能力为10m3/h左右。

因场地所限，固液分离间建设在地埋式沼气池顶部的混凝土地板上，注意做好沼气的防泄漏措施，沼气输出管道不得布置在固液分离间内。

五、生态净化系统

5.1 生态净化

污水生态净化与水生生态系统密切相关，指水生生态系统中各种生命体、非生命物质（包括进入这个系统的污染物质）通过富集与扩散、合成与分解、拮抗与协同等多种过程，最终消除或降解污染物。

5.2 生态净化系统建设方案

实施方案中的生态净化系统主要由一个一级生态塘和一个二级生态塘构成。

5.2.1一级生态塘的建设方案

1、一级生态塘清除杂草

清除生态塘内的水花生等杂草，以便种植净化能力更强的水生植物。保留已经生长的藕、野菱、菖蒲、风车草、芦苇等水生植物。

2、一级生态塘护坡

用挖掘机将池塘底泥挖掘到一级生态塘四周，并将池塘岸边向池内方向的坡度改建成45°~55°左右。

3、绿化

清除一级生态塘四周道路两侧的杂树杂草，保留树冠形态较好已经成材的树木，如果塘四周没有或少有树木，在靠池塘一侧种植柳树，柳树苗的规格直径3cm、高3m左右，每间隔8m栽种一棵。池塘向 4

内的土坡上种植黑麦草、吉祥草、兰花三七等。

4、塘内生态化建设

池塘岸边种植菖蒲等，间距2m，每穴2株。池塘中央建立一个人工浮岛。保留池塘内已种植塘藕，增加种植野菱（参见附图）。

5.2.2 二级生态塘的建设方案

1、二级生态塘清除杂草

清除生态塘内的水花生等杂草，以便种植净化能力更强的水生植物。保留已经生长的野菱、菖蒲、风车草、芦苇等水生植物。

2、二级生态塘护坡

用挖掘机将池塘底泥挖掘到生态塘四周，并将池塘岸边向池内方向的坡度改建成45°~55°左右。

3、绿化

清除生态塘四周道路两侧的杂树杂草，保留树冠形态较好已经成材的树木，如果塘四周没有或少有树木，在靠池塘一侧种植柳树，柳树苗的规格直径3cm、高3m左右，每间隔8m栽种一棵。池塘向内的土坡上种植黑麦草、吉祥草、兰花三七等。

4、塘内生态化建设

池塘岸边种植芦苇、菖蒲等，间距2m，每穴2株。池塘中央建立两个人工浮岛（参见附图）。

5.2.3 人工浮床（岛）的建设

典型的湿式有框浮床组成包括4个部分：浮床的框体、浮床床体、浮床基质、浮床植物。

湿式有框浮床的框体采用用直径50mm（×4.6mm以上）的PVC（PPR）管作为框架，考虑到景观美观、结构稳固的因素，建议采用三角形及六边蜂巢型等，各小单元边长为1m--1.5m左右。

浮床床体采用包装聚苯乙烯板做浮床模板，其外形根据浮床框架尺寸，厚度为4 cm以上，并按间距20 cm、孔径4 cm打孔，用于扦插植物，根据植物体的大小或每孔扦插、或隔孔扦插。聚苯板材质比重小，绿色环保，防腐蚀，耐老化，可反复多次使用。

浮床基质采用海绵，即在浮床模板上栽种水生植物后，在扦插孔内的植株杆茎四周包裹海绵，保证植物直立与正常生长。

浮床植物可选择芦苇、菖蒲、风车草、美人蕉等水生植物混合种植。

浮床整体是用软绳把浮床模板一块块连接而成，浮床整体组装完成后，在水中放置浮床的两端用镀锌管打桩，把浮床两端的绳子拴于桩上即可，保证了浮床床体具有较好的强度，能抵抗较大风浪冲击，采用柔性连接，使浮床整体随之上下。

实施过程中还可以根据情况，按照一定的形状布置浮床，间种不同的水生植物，增加浮床植物的多样性，提高整个生态塘的生态景观。

六、结论

畜禽养殖场配套建设“三分离一净化”工程，通过清除垃圾、清除淤泥、清除杂草，生态塘岸边种植垂柳、草被植物，侧面和底部搭配种植各类氮磷吸附能力强的半旱生植物和水生植物，减缓水速，增加滞留时间，促进流水携带颗粒物质的沉淀，有利于构建植物对沟壁、水体和沟底中逸出养分的立体式吸收和拦截，从而实现对农业面源污染排出养分的控制，也提高水体的自净能力。优化农田，池塘的生态系统及景观组成，改善农田环境乃至养殖场周边的总体环境都起到了积极的作用。

“三分离一净化”工程项目实施以后，整个系统不仅可以净化水质、绿化村庄、美化环境，营造一个良好的生态环境，促进了养殖场废弃物的良性循环和养殖业的可持续发展。

分离净化装置 第3篇

针对油井油气水三相流量测量难、测准更难这一实际问题，对溢气型集流伞的结构作了优化和改进，设计出一种自力式油气水三相流气液分离装置，装置上安装了涡轮流量计和电导持水率计，完成油气水产出剖面测井仪的研制。利用多相流测试系统对产出剖面测井仪进行了流量测量实验，实验结果表明，产出剖面测井仪能有效降低油井气相对油井液相流量和持水率测量的影响，可提高油田测量精度及采收率。

关键词：

油气水三相流； 集流伞； 气液分离

中图分类号： P 631.8+3文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.06.016

引言

油井在整个工作过程中所进行的地球物理测井统称为生产测井。生产测井已成为油气藏科学管理和提高采收率不可缺少的手段[12]。产出剖面测井，即油井内的多相流测量，是生产测井的一个重要组成部分。产出剖面测井可动态测量油井内各产层产出流体的类型及分相流量，可以为油井注采方案的制定和调整提供可靠依据[34]。在实际生产过程中，油井三相流产出剖面测井主要采用溢气型集流伞方式进行三相分离和流量测量，其测量结果与地面测量结果差别很大，根本原因在于溢气型集流伞未能有效分离出气相。由于油井中的介质大多情况下是以油、水、气三相流的状态存在的，因此油井产气是不可避免的现象[56]。对于油气水三相流的油井，虽然涡轮流量计[7]和持水率计均有较明显的响应特性，但随着气量的逐渐增多，对流量计和持水率计的影响增大，导致测量结果与实际偏差较大。

鉴于现有油田测井设备能够较准确测量两相流油井产液剖面的流量和持水率，现设计和开发一种自力式油气水三相流气液分离装置，实现气液分离，配合涡轮流量计和电导持水率计，完成油气水产出剖面测井仪的研制，并且利用多相流测试系统对三相流油井产液剖面进行测量，不但可显著降低油井产气对流量和持水率的影响，而且能提高测量的精度，具有重要的现实意义。

1自力式油气水三相流气液分离装置工作原理

由于中国油田多数油井为机采井，测井仪器仅能通过油管和套管之间的环形空间起下，一般要求仪器外径不超过28 mm，所以称为过环空找水测井[8]。文

中设计的自力式油气水三相流气液分离装置（以下统称为“装置”）安装在套管内，其剖面结构如图1所示。该装置主要由集流伞、出液口、进液口、出气口、进气口及进气阀门等六部分组成。其中气液分离阀是由

厚度为2 mm、长度为30 mm的环形木质材料制成的。其工作原理为：在油井过环空找水测井中，当

集流器采用该装置集流时，井中向上运动的油、气、水三相流到达集流伞部位时由于密度不同而发生分离，

气体由于密度小首先占据伞尖位置而形成气顶，原油位于气顶下面形成油堵，油层下面是水。随着集流的进行，气顶体积不断加大并向下扩张，当气顶的底面到达伞布的底沿时，液体通过进液孔进入装置，而此时进气阀门完全处于气体中，由于进气阀门是木质材料，密度大于气体密度，因此阀门打开，气体通过进气孔进入装置，通过排气孔排出伞外。随着集气的继续进行，气体排出伞外，油、水达到伞的顶部，由于进气阀门的密度小于油的密度，故关闭阀门，集气继续进行，重复之前的过程，气体几乎全部排出伞外，达到气液分离的效果。

分离净化装置 第4篇

事实上, 重力沉降分离的原理是靠分散相自身的比重沉降, 只有大颗粒分离介质才能有效地沉降, 硅胶、钛硅催化剂颗粒等细小介质无法沉降;聚结器主要对水滴有分离作用, 而且存在催化剂等不洁净物时易造成元件堵塞, 降低分离效果。因此要从根本上解决精馏塔结焦的问题, 必须对甲苯肟净化系统进行改造, 选择其它的更有效的分离方法来解决甲苯肟的净化问题。本文研究采用旋流分离技术来脱除甲苯肟溶液中的硅胶、钛硅催化剂等杂质, 和重力沉降技术、聚结分离技术组合构成甲苯肟溶液净化新工艺。

1 旋流分离技术的特点

旋流分离技术是一种新型、高效的分离技术, 具有处理速度快、操作简单的优点。旋流管内为强烈的旋转湍流流动, 旋流管相当于一个高效“混合分离器”。非均相混合液进入旋转筒, 靠旋转离心力和重力作用达到介质分离的目的。旋流分离的离心因数是重力沉降的1000-2000倍, 对于分散相粒径大于10μm、两相密度差大于0.05g/cm3的互不相溶或溶解度不高的液-液体系均具有良好的分离效果。

2 装置侧线实验

2.1 实验流程

实验流程见图1。侧线实验建在70kt/a环己酮氨肟化装置, 首先, 将甲苯肟溶液在混合器中与脱盐水混合进行水洗, 以完成水与原料的弥散混合, 原料中盐类和硅胶等杂质向水迁移、以及水中杂质富集, 待甲苯肟溶液与水充分混合、杂质向水充分传递后, 在重力沉降罐中进行第一步分离, 除去部分盐类和硅胶等杂质。其次, 将经第一步分离的混合物注水后 (注水控制在进料量的1-3%) 送入旋流分离器中, 进行第二步的旋流分离, 分离出的水、杂质及有机相进入收集槽。侧线实验中旋流分离器和聚结分离器并联。

图1、甲苯肟溶液分离净化系统实验流程1.混合器;2.重力沉降罐;3.旋流分离器;4.聚结器;5.收集槽;6.水萃取塔

2.2 分析方法及仪器

水含量采用光谱法测定;硅胶含量分析步骤如下:硅胶溶于水, 先用一定量的去离子水对甲苯肟溶液进行水洗, 沉降出的水相硅胶含量采用原子吸收光度法分析, 然后推导出甲苯肟溶液中的硅胶含量。

3 试验结果与讨论

3.1 动力特性

3.1.1 进口流量与进口和溢流口压力差的关系

对于脱水型旋流芯管, 分流比通常是底流口流量与入口流量之比。分流比影响底流口和溢流口的流量, 分流比越大, 则底流口的流量越大, 溢流口的流量越小。分流比是旋流芯管的重要操作参数, 其理想值为分散相与分散相和连续相总体积之比。在实际工业应用中, 为了达到较高的分离效果, 分流比一般大于分散相和连续相总体积之比。

0%、6%、10%分流比条件下进口流量与进口和溢流口压力差关系如图2所示。当分流比一定时, 进口流量Qi随着进口和溢流口压力差△pio的增大以对数趋势增大;当分流比小于10%时, 分流比的变化对进口流量与压力差的关系影响不大。

□-0%;▲-6%;●-10%

3.1.2 进口流量与进口和底流口压力差的关系

0%、6%、10%分流比条件下进口流量与进口和底流口压力差的关系如图3所示。当分流比一定时, 进口流量Qi随着进口和底流口压力差△piu的增大而增大, 在分流比为零时, 底流口关死, 进口和底流口压力差表现为进口压力, 关系曲线与其他情况下的数值相差较大, 这和图2的曲线分布有显著差别。

图3进口流量与进口和底流口压力差的关系□-0%;▲-6%;●-10%

3.2 分离性能

3.2.1 脱水效果

旋流分离器脱水试验结果见表1。

由表1可见, 在旋流分离器进口与有机相出口压差在0.20-0.25MPa范围内, 注水量为1-3%, 分离净化后的有机相含水均稳定在0.5%左右, 并且普遍低于同期聚结器出口的水含量。取分离净化后的有机相经过1h静置沉降, 看不到明显水珠沉淀, 其中0.5%左右的含水大部分为溶于甲苯肟溶液的饱和水。

3.2.2 硅胶脱除效果

旋流分离器的硅胶脱除试验结果见表2。

由表2可见, 在旋流分离器进口与有机相出口压差在0.20-0.25MPa范围内, 注水量为1-3%, 旋流分离器进口硅胶含量不大于19μg/g情况下, 分离净化后的有机相硅胶含量基本小于7μg/g, 并且普遍低于同期聚结器出口的硅胶含量。硅胶的脱除率比较高, 是因为旋流管内为强烈的旋转湍流流动, 增强了硅胶从有机相向水相传递, 强化了水洗硅胶的效果, 能够在同样的脱水率情况下尽可能多的脱除硅胶。

4 旋流分离技术的应用

4.1 工艺流程

工业应用中充分考虑到重力沉降罐、旋流分离器和聚结分离器的特点, 在重力沉降罐与聚结分离器之间设置单级旋流分离器, 将三者有效组合, 提高分离净化效果。具体工艺流程见图4。

图4改造后甲苯肟分离净化系统工艺简图1.重力沉降罐;2.增压泵;3.混合器;4.旋流分离器;5.聚结器;6.界面控制器;7.补水流量计;8.收集槽;9.入口压力表;10.出口压力表

4.2 效果检查

旋流分离技术在氨肟化装置应用后, 效果相当明显, 甲苯肟净化分离后硅胶、钛硅催化剂含量大大降低, 有效地避免了精馏塔结焦。根据2005年和2006年统计得出聚结器出口甲苯肟中硅胶和水含量、电导、聚结器滤芯更换周期、精馏塔清洗周期数据对比表见表3。

5 结语

5.1采用专用的旋流管, 将含油污水旋流分离技术应用到甲苯肟溶液分离净化工艺, 在旋流器进口水含量不大于3%时, 分离净化后的甲苯/肟溶液中水含量不大于0.6%, 非饱和水基本实现分离。

旋流管内为强烈的旋转湍流流动, 旋流管相当于一个高效“混合分离器”, 增强了硅胶从有机相向水相传递, 可以强化水洗硅胶的效果, 能够在同样的脱水率情况下尽可能多的脱除硅胶。

5.3在旋流分离器进口与有机相出口压差在0.20-0.25MPa范围内, 注水量为1-3%, 旋流分离器进口硅胶含量不大于19μg/g情况下, 分离净化后的有机相硅胶含量基本小于7μg/g, 并且普遍低于同期聚结器出口的硅胶含量。5.4

旋流分离器体积小、操作方便、分离效率高, 自旋流分离系统投用后, 效果非常明显, 有效避免了精馏塔结焦的问题, 大大延长了精馏塔有效生产时间。

参考文献

[1]谭天恩, 麦本熙, 丁惠华编著, 化工原理 (第二版) 北京:化学工业出版社, 1990.

[2]陈洪钫, 刘家祺, 化工分离过程北京:化学工业出版社, 1999.

色谱分离模拟移动床试验装置设计 第5篇

1 模拟移动床技术概况

20世纪60年代, UOP公司首先进行了混合二甲苯的分离。该工艺被称之为Sorbex工艺, 采用大型吸附床层, 通过一个旋转阀实现柱的移动。之后, 法国石油研究院开发了Eluxyl工艺, 特点是吸附室采用了120个开关阀, 由计算机控制开闭[1]。国内于1978年广州石化总厂研究所设计了一套对二甲苯模拟移动床吸附分离试验装置。除了应用在石化行业, SMB也广泛应用于食品、药品行业中。20世纪80年代UOP公司又将SMB应用到果糖和葡萄糖的分离[2]。Jo等人20010年采用改进的四柱SMB对三元氨基酸混合物甲硫氨酸、苯丙氨酸和色氨酸进行了分离[3]。

2 模拟移动床结构与工艺流程

本模拟移动床主要由12个圆柱型色谱柱首尾串联, 色谱柱上部为液体的入口, 下部为液体的出口, 内部填充固体吸附剂。色谱柱的出入口处、柱与柱之间用管道连接, 由电磁阀控制其导通和关断。整个系统的结构如图1所示。

使用者只要根据预先设定的周期和控制状态, 不断改变原料的进出口位置, 完成了模拟移动床色谱柱内的组分吸附、洗脱等操作, 模拟了固定相和流动相之间的逆流移动, 实现周期往复连续操作, 从而完成了各组分分离。

3 模拟移动床控制系统设计

控制系统选择分布式控制结构。如图2所示, 此方案中采用工控机作为上位机控制PLC、高压恒流泵和温度压力传感器, PLC作为中间控制器, 控制电磁阀、加热控制器。

3.1 系统组态画面设计

整个控制系统的组态画面可分为以下总画面、过程控制画面、数据显示画面、报表和历史数据查询画面、参数设置画面、故障报警画面。画面组态流程如图3所示。

3.2 系统通信技术

本设计所使用Web Access组态软件集成了三菱FX系列PLC驱动, 且工控机与PLC通过连接COM口与编程口 (PS/2) 进行RS232模式通信, PLC中不需要做特殊配。计算机组态软件与智能设备通信选用较为简易的DDE方法解决通信问题[4]。根据泵的通信协议, 应用VB编写DDE Server应用程序。PLC与智能设备的通信采用基于FX2N-128MR的FX2N-232-BD通信扩展板进行串口通信[5]。

3.3 PID控制器设计

本系统中温度控制器的硬件基于PLC, 通过FX2N的PID指令可以非常方便的编写数字PID控制器。由于色谱柱内容积不大, 且运行时进料的流量仅为每分钟几十毫升, 因此加热升温的速度非常迅速, 未避免进料流动性差、粘稠度高时的状况, 对升温采用了分段的PID控制器。PID控制器的参数整定是控制器的核心。PID控制器参数整定的方法有两大类[6]:一是理论计算。它主要是依据系统的数学模型, 经过理论计算确定控制器参数。二是工程整定。主要依赖工程经验, 直接在控制系统的试验中进行, 且方法简单, 在工程实际中被广泛采用。本研究采用第二种方法。通过对13路PID控制器参数的进行现场调节, 实现了系统稳态精度在1.5%以内, 超调为5%, 控制效果良好。

4 结论

本文参照已有的相关技术, 结合本装置的工艺和要求, 设计了一套模拟移动床自动控制系统, 实现了丰富的功能, 具有较高的智能化水平。该实验装置已在上海石油化工研究院成功投入使用, 装置运行安全可靠, 通过初步试验。

摘要：模拟移动床 (SMB) 是一种新型的分离装置, 广泛应用在化工、生物、药物等领域。根据本装置的工艺和要求, 对控制系统的结构、硬件设备和功能进行了研究。在此基础上设计了一套由工控机、集散控制系统、三菱PLC和智能设备组成的小试装置。

关键词：模拟移动床,集散控制系统,设计

参考文献

[1]魏军强, 许琴.模拟移动床在对二甲苯生产中的应用[J].辽宁化工, 2009, 38 (10) :746-747, 772.

[2]方煜宇, 万红贵.模拟移动床的简易参数设计方法[J].中国甜菜糖业, 2006, (3) :6-11.

[3]Jo S.H., Nam H.G., Mum S..Optimal design and experimental validation of a modified four-zone SMB process for the separation of a ternary amino acid mixture[J].Process Biochemistry, 2010, 45 (8) :1288~1298.

[4]施晓红, 佘龙华, 龙志强.PC与PLC的动态数据交换 (DDE) 研究[J].电气传动, 2005, 4:45-47.

[5]陈征雄, 崔文生.串口通讯技术在医疗垃圾处理自动控制系统中的应用[J].电气技术, 2007, 3:36-38.

碳五分离装置技术难点分析 第6篇

关键词：碳五,聚合,堵塞,长周期

1 武汉乙烯碳五分离装置简介

碳五馏分组成复杂, 共含有30多种以上, 因裂解原料、条件不不同同, , 各各种种组组分分含含量量的的差差别别很很大大, , 重重要要组组分分是是环环戊戊二二烯烯、、间间戊戊二二烯、异戊二烯三种双烯烃, 总含量达50%~60%, 各馏分沸点相近近, , 部部分分馏馏分分间间相相对对挥挥发发度度极极其其相相近近, , 且且有有些些馏馏分分间间可可形形成成共共沸物, 构成难以分离的体系。碳五馏分中含量较多的双烯烃, 性质非常活泼, 在储存、运输及分离条件下易发生二聚、共二聚、多聚、氧化等反应, 给分离过程带来困难[1]。武汉乙烯碳五分离采用以二甲基甲酰胺 (DMF) 为溶剂、二级萃取精馏和普通精馏相结合的办法分离得到聚合级异戊二烯、化学级异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯四种产品。装置生产区由原料预处理单元、第一萃取精馏单元、第二萃取精馏单元、间戊二烯和双环戊二烯精制单元、溶剂回收及精制单元五个单元组成。

2 碳五分离过程中烯烃的聚合

2.1 对烯烃聚合情况的分析

武汉乙烯裂解碳五馏分中, 异戊二烯的含量约为20.19%, 间戊二烯约为16.20%, 环戊二烯约为14.20%, 其总量达到50%以上, 在环戊二烯热二聚生成双环戊二烯的过程中, 若温度较高, 就会发生自聚或共聚, 甚至双环戊二烯与其它二烯烃进一步发生聚合反应, 且温度越高越利于聚合反应的发生, 这些反应所生成的副产物, 不仅对双环戊二烯的纯度和收率造成影响, 同时也造成异戊二烯和间戊二烯损失, 甚至会导致设备管线堵塞[2]。

共聚物的生成量随时间和温度的增加而增加, 在超过100℃以后这种趋势更加明显, 因此为避免生成更多的多聚物, 物料在二聚反应器内的温度不能太高, 停留时间不能太长, 但温度太低, 停留时间太短的话, 又会影响到反应速度和环戊二烯的转化率。因此, 控制物料的反应时间和反应温度是碳五分离的一项技术难点。

2.2 解决方案

为了尽可能的减少共聚物的生成, 武汉碳五分离装置采取了三种措施:

(1) 在各个反应器的进口前都设置一个换热器, 严格控制好物料进反应器的温度。将第一热聚反应器的进料温度设为75℃, 由于环戊二烯的二聚反应为放热反应, 而随着反应的进行, 环戊二烯的含量减少, 反应所释放的热量也减少, 如果温度太低将会影响环戊二烯的转化率, 所以将第二二聚反应器的进料温度设为80℃, 第三二聚反应器的进料温度设为88.6℃, 这样, 两个反应器中的温度都在90~100℃左右, 既不影响环戊二烯的转化, 也使共聚物的生成量保持在一个较低的水平;

(2) 设计好各反应器的停留时间。装置将第一二聚反应器和第二二聚反应器设计为三段管式反应器, 每段直径1 米, 高24米, 这样, 将反应时间控制在4小时左右, 由于400单元, 环戊二烯的浓度很小, 所以第三二聚反应器比前面两个反应器少一段, 使停留时间大约为2.5小时;

(3) 向物料中加入阻聚剂二乙基羟胺, 能有效降低异戊二烯和环戊二烯的转化率, 而对双环戊二烯转化率的影响却很小。

通过这三种方法, 武汉碳五分离装置烯烃聚合的问题得到了有效的解决。

3 萃取系统的堵塞问题

萃取系统黑渣堵塞设备是碳五分离装置在运行过程中的一大难题, 产生黑渣的原因主要是系统中水分含量太高, 使DMF发生水解, 水解产物与阻聚剂反应生成不溶物。因此, 要解决设备堵塞的问题, 就要从控制系统水含量和抑制DMF水解两方面考虑。

3.1 控制系统水含量

(1) 严格控制溶剂精制塔底精制溶剂的水含量小于200ppm。若高于200ppm, 含水量超标的精制溶剂补充到萃取单元的溶剂罐中, 就会使萃取系统循环溶剂的水含量超标, 加速DMF的水解。

(2) 降低一萃系统碳五进料的含水量。碳五物料中所含的水分是萃取系统中物料的主要来源, 降低碳五物料中的水分是控制萃取系统含水量非常有用的措施, 故在碳五原料罐区和原料进料缓冲罐要做好脱水工作。同时, 要严格控制第一汽提塔的操作条件, 尽可能将系统中的水从第一汽提塔塔顶蒸出, 并定时从第一汽提塔回流罐脱水包排水, 防止游离水再回到塔内。

3.2 添加DMF水解抑制剂

DMF水解抑制剂[3]主要有胺类 (如胺仿) 、醛类 (如糠醛等) , 武汉乙烯碳五装置采用糠醛作为DMF的抑制剂, 在系统中加入糠醛, 可以使系统呈弱碱性, 有效的抑制DMF水解。DMF水解的反应式如下:

糠醛与DMF水解产物的反应式:

通过以上措施, 可以使黑渣量大大减少, 延缓设备的堵塞, 提高了装置的运行周期, 同时, 由于黑渣量的减少, 也提高了溶剂再生釜的运行周期, 降低了溶剂的消耗量。

4 结语

通过合理控制温度、反应停留时间、添加阻聚剂、控制系统水含量及添加DMF水解抑制剂等方法, 可有效解决碳五分离技术难点, 延长装置运行周期。

参考文献

[1]王秀敏.裂解碳五馏分热二聚反应过程的研究.

[2]宋金富.齐鲁裂解碳五馏分分离及综合利用研究.

分离净化装置 第7篇

关键词：煤矿,自动排水,过滤,装置

随着国内大中型煤矿的发展,气动设备在煤矿生产系统中的应用越来越多。作为动力源的压缩空气是通过地面压风机生成并随着输送管道送入井下,最终到达气动设备。但是压缩空气生成过程中含有一定的水分,水夹带杂质会侵蚀管道、阀门、仪表及设备零件,从而影响到气动设备的正常运行,增加设备的维护成本,减少使用寿命,严重时造成设备的报废。过去常采用在井下输送管道中增加“U”形管凝聚水,或在管道的低洼位置处安装水箱和手动阀门,安排专门的人员定期放水。这种放水方式效率低下且耗费人力,采用电子放水器使得系统复杂化,很难满足煤矿安全规程的要求。根据煤矿井下压缩空气输送管路情况和气动设备的使用情况,为更好地解决以上问题,通过分析研究,开发研制了新型的矿用自动气水分离及放水装置。

1 矿用自动气水分离及放水装置设计内容

1.1 整体机构设计

设计的矿用自动气水分离及放水装置由测压表、出风口、过滤装置、容器上部、容器下部、进气口、支腿、自动放水装置等组成。该产品是焦作神华重型机械制造有限公司综合国内同类型的气水分离器特点,并结合焦煤集团煤矿的实际情况而研发的一种新型气水分离装置,适用于煤矿井下输送压缩空气的管路中。具有外形美观、经久耐用、压力损失小、气水分离效果好、安全可靠性好、使用寿命长的特点。且内部带有自动放水装置,无需人工排污。它不仅是空气压缩机配套的理想构件,也是一般空压机后处理必不可少的除水装置。

1.2 工作原理

矿用自动气水分离及放水装置由进出法兰口1、3和凝水装置2及自动排水装置4组成(如图1所示)。凝水装置2安装在Φ800 mm内径的容器内,用螺栓固定,间距为200 mm,由下向上分为6道。凝水装置由上下两层中间10、12加“W”形不锈钢滤网1 1组成,当气水通过凝水装置下层滤网10、12(25目)和“W”形滤网11改变风向并直接作用到网壁上,增加气体的过留时间,使得动力气中的水分快速凝聚。当动力气通过6道凝水装置2后,过滤效果达到80%以上,过滤后的气体通过容器上端的出口法兰3进入主管道,6道凝水装置2上面水分凝聚量达到一定量时,由于重力的作用,产生的水珠掉入气水分离装置容器8的底部,并通过底部的排水口进入连接在气水分离装置容器8外部的自动排水装置4。当水量达到要求时,自动排水装置4自动打开并将容器底部的水放出。

矿用自动气水分离的系统排布图如图2所示,将气水分离装置8安装在井下压风机和使用风压的设备之间,系统由主风管5、进口截止阀7、自动气水分离器8、出口截止阀9组成,当动力气体通过自动气水分离器8时,将主风管5的截止阀6关闭,同时将进出口截止阀7、9打开,这样压力风通过自动气水分离器8,将动力风中的水分过滤,过滤后的动力风通过出口截止阀9进入主风管。

通过“W”形过滤网装置2形成的凝聚水在容器下部达到一定的容积后,自动排水装置4打开排水。自动排水装置4的内部结构是由浮动球连接打开阀的机构,当水进入自动排水装置内达到一定容积时,浮球上浮限定位置,连接球阀的杠杆机构开动开口阀口,将自动排水装置内的水排出。当自动排水装置内的水位下降到一定位置时,带动开口机构自动关闭阀口,使之封闭。如此循环不断将容器内的积水排出。

矿用自动气水分离器的凝水装置如图3所示。凝水装置设计为3层复合式过滤,上、下两层为25目不锈钢滤网10、12,中间层为“W”形滤网1 1。此结构设计具有快速对动力气中的水分进行过滤的作用。当动力气通过凝水装置2时首先通过下层过滤网,采用过滤网上分布许多滤网孔进行第一道过滤,当气水通过第二道“W”形滤网时,由于形状为“W”形,面积为上、下层网的2.5倍,改变了风向及过留时间,并使过气面积增加,使得动力气中的水分快速凝聚,通过重力的作用坠入容器的底部。过滤后的动力气体通过容器上方的法兰连接出口输送到需要用压力气的设备上,坠下水珠汇入容器的底部,通过容器底部接口进入连接在容器底部外侧自动排水装置。当水的容量达到一定要求时,自动排水装置打开将水排出。

2 矿用自动气水分离及放水装置主要创新点

(1)容器容积大,具有蓄能稳压功能,过滤效果达到95%。

(2)装置内部加装“W”形多道过滤装置,为可拆卸式(国内独创)。

(3)采用荷兰JORC公司自动放水技术,安装简单,无需通电,无噪音,无压缩空气损失,耐腐蚀,使用寿命长。

3 矿用自动气水分离及放水装置应用情况与效果评价

经过现场实际应用表明,矿用自动气水分离及放水装置布置在井下动力风的管路中,无需人员操作,具有良好的自动过滤动力气中的水分作用并且能将过滤下的水自动放出容器外。在使用气动设备时,风压稳定,动力风的含水量大大减少,从而保护气动设备正常运转,减少设备由于水锈蚀造成的损坏,具有蓄能稳压的作用,提高了气动设备的工作效率。目前,该设备在焦煤集团赵固二矿井下已投入使用,在风动设备中使用过滤后的动力风,使生产效率提高35%,压力和风量稳定,节约原气动设备锈蚀损坏所需零部件费用150万元/年。该设备安装简单,无需通电,无噪音,压缩空气稳压效果好,耐腐蚀,提高了风动设备的使用寿命,为煤矿正常生产打下良好基础。

参考文献

[1]吴宗泽.机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

一种气动式分离机构装置的设计 第8篇

目前, 传统分离机构一般采用三种方式实现导弹与发射装置的分离:1) 导弹点火后, 在发动机的推力下剪断螺钉。这种分离方式往往会造成电缆插头的插针出现弯曲, 不宜重复使用。2) 采用电机旋转实现分离功能, 但是结构复杂、速度慢、比较笨重。3) 采用火工装置作为驱动器。但火工装置存在安全性差, 工作时产生较大的冲击等问题, 且只能一次性使用, 不能重复使用。为避免这些问题, 需要研究在分离机构上采用非爆炸性的动力装置的替代技术[1,2,3]。

为解决上述问题, 笔者设计了一种气动式分离机构, 其质量轻、结构简单、安全可靠, 并且在分离过程中不磕碰、损伤和污染舱体。

1 设计准则

分离机构设计成功与否直接关系到导弹与发射装置分离是否顺畅, 进而影响到导弹的成功发射和载机安全。

为了满足上述条件, 本文提出了四个设计准则:1) 结构紧凑, 重量轻;2) 安全可靠;3) 可重复使用;4) 良好的同步性。

2 设计方案

2.1 选材

为了实现重量轻这一特点, 首先在材料选择上选用特研高强不锈钢材料, 此材料的抗拉强度可高达1300 MPa以上, 为普通不锈钢抗拉强度的2~3倍, 这样可以达到减轻装置重量及增强安全性的目的。

2.2 详细计算

已知气路的工作压力P= (10~50) MPa, 结合系统的安装空间, 设计的装置结构如图1所示。分离机构主体部分分离接头的结构图如图2。

2.2.1结构原理

整套分离机构由分离接头、保护盒组件和导管组件等组成。具体组成如图1所示本装置的目的主要是实现弹外供气管路与弹上供气接口的分离。分离接头D和E之间通过密封圈实现密封;轴向位置通过三个锁紧销2实现固定。通过气源供给控制气路约 (10~50) MPa的气压, 气压力克服锁紧弹簧力等使锁紧销2回到壳体5内;整个分离插头测试气路的作用力下弹射分离, 实现气路的断开。

2.2.2计算验证[4,5]

为了保证同步性并实现分离功能, 本装置的设计关键点主要有两点:

1) 能保证气压力克服锁紧弹簧力使锁紧销回到壳体内。这就要求作用在销钉上的气压力Fa必须大于弹簧力Fb。

销钉的结构如图3所示, 弹簧的结构如图4所示。

气压力作用的截面积为

其中D=5 mm, d=2.8 mm, 将其代入式 (1) 中, 则S=13.5 mm2。

作用在销钉上的力为:

其中P为最小气压力, 约为10 MPa, 将其代入式 (2) 中, 则Fa=130.5 N。

弹簧的反作用力为

其中k为弹簧刚度, 其计算公式为

将图4的各个参数代入式 (4) 中, 则k=2.2 N/mm。

x为弹簧压缩量, 约为3.7 mm。将k与x的值带入式 (3) 中, 则Fb=8.2 N。

此时Fa>Fb, 则能保证气压力克服锁紧弹簧力使锁紧销回到壳体内。

2) 能保证分离接头E部分在气压力 (10~50) MPa的作用下弹射分离, 即气压作用力Fc大于分离接头D部分所受重力Fd。

拧到弹壁上的壳体 (E部分) 的结构见图如图5所示。

参照式 (1) , 作用在壳体的气压力截面积为:S=3 mm2, 则作用在壳体的气压力Fc=30 N, 分离接头D部分所受重力Fd=mg, 其中分离接头D部分的重量m约为0.1 kg, 则Fd≈1N。

由此得出Fc>Fd, 则能保证分离接头E部分在气压力的作用下弹射分离。

3 分离机构工作过程

将分离接头拧到弹壁气路接口上, 通过密封圈实现密封, 因此方便测试的拆卸。给测试气路通气实现外部供气测试, 当需要解锁分离时, 详细步骤为:1) 通过外接气源给保护盒组件的输入端供气 (10~50 MPa) ;2) 将电磁阀打开, 延迟1 s后将输入端气路关闭;3) 气压力克服锁紧弹簧力等使锁紧销回到壳体内;4) 分离接头的两部分在测试气路气压力的作用力下弹射分离, 实现气路的断开。

4 结语

1) 本装置采用特研高强不锈钢材料, 并使用特殊的热处理工艺, 从而实现减轻重量及增强安全性的能力。2) 本装置采用地面供气作为动力来源, 不会对舱体造成污染。3) 本装置利用电磁阀控制其工作, 可以重复使用, 安全可靠。4) 本装置利用气压力压缩弹簧使锁紧销回到壳体内实现分离功能, 同步性好。

参考文献

[1]朱维亮.一种新型导弹级间分离机构研究[J].航天返回与遥感, 2005, 26 (1) :53-57.

[2]张继军, 吴殿洋.某空空导弹发射装置插头分离机构的改进设计[J].航空兵器, 2004 (3) :45-46

[3]高滨.形状记忆合金在航天器分离机构上的应用[J].航天返回与遥感, 2005, 26 (1) :48-52

[4]路甬祥.液压气动技术手册[M].北京:机械工业出版社, 2002:770-779.

切丝前金属自动分离装置的研制 第9篇

切丝机在工作当中, 机身上锋利的刀刃能够连续对柔软的烟饼进行快速的切削, 将叶片切成符合一定宽度的烟丝。但是叶片中若出现金属硬物, 就会损坏高速旋转的刀片, 破坏连续性生产。当前行业中一般会在切丝机前加装金属除杂器, 具体工作过程如图所示:金属探测器1安装在来料振槽2上方, 前端有一气动活门3, 当金属探测器探测到叶片来料中夹杂有铁磁金属物时, 活门3延时若干秒打开, 含有金属物的叶片从活门3处落下, 经过落料筒4落入下方放置好的落料箱5中。气动活门3在之后自动关闭。

带有金属物的叶片落下后, 由于没有实现叶片与金属的彻底分离, 操作人员需要将金属物从落叶中挑拣出来。

2 设计方案

2.1 设计思路

如图1所示, 将原来的直型落料筒更换成波折状落料筒4, 在落料筒4波折处下侧面加装电磁铁5, 电磁铁5下侧设计一个同轴扇形活门6。在当含有金属物的叶片下落的瞬间, 活门6关闭, 电磁铁5通电带磁性, 吸附住充分接触落料筒4波折下侧面的金属物, 叶片沿通道下落;叶片下落后, 活门6打开, 然后电磁铁4失电, 金属从电磁铁4上面滑落, 由于活门6的一页扇面的导向, 金属顺利落入小盒7。这样, 就实现了叶片和金属的自动分离。具体流程为图2:

2.2 设计过程

2.2.1 设计制作落料筒

落料筒原有尺长宽高4003002500mm, 我们对波折落料筒进行了设计:如图3, 考虑到现场空间大小, 波折段高度设计尺寸为1000mm, 波折角度为α, 则波折面的下侧面:

要满足叶片全部落到电磁铁上方, 电磁铁的长度至少要满足:

那么活门尺寸大小h的范围:

常用的活门尺寸为250mm, 那么:

解得:

考虑到波折角度选取过大, 会造成落料筒堵料。所以, 波折角度需满足以下条件:使叶片停滞造成堵料的临界角度β>α>27.3。经试验结果得出:临界角度β=63.5°

结论:在63.5°>α>27.3°范围内的选取任意角度, 均能满足设计要求, 并且不会出现堵料情况。但是考虑到在失电情况下, 在电磁铁上被吸附的金属物能顺利落下, α角的角度选取要尽量小。我们决定取α=30°, 则电磁铁长度为:k=300/sinα=600mm。按照设计要求, 我们制作并安装了波折落料筒。

2.2.2 电磁铁选型:

首先, 我们通过对下落金属物的受力分析, 来确定安装的电磁铁磁力大小, 如图44:

以斜面为轴建立坐标系, 对金属物进行受力分析, 若要使金属物保持静止, 则需满足:

查摩擦系数表得:钢面与金属物的摩擦系数μ=0.15, 则摩擦力为:

所以mgcosα= (F磁+mgsinα) 0.15

将α=30°代入, 可得:

经计算得出, 要顺利吸附下落金属, 磁铁吸力是金属重力的5.27倍即可。平时的金属物多为螺钉、螺母、铁丝等, 最大重量不超过0.05kg。

所以理论上磁铁吸力只要满足以下条件, 即可被磁铁吸附:

考虑到叶片下落可能对金属物造成的摩擦力, 我们选取电磁铁吸力大小是理论要求的10倍左右, 即电磁铁初吸力大于25N, 即可将金属牢牢吸住。

最后, 依照尺寸制作安装活门, 并安装了控制活门关闭的汽缸、压缩空气气路以及配套的控制装置。

2.2.3 实现联动

前期已经完成了落料筒和电磁铁以及控制装置的机械和电器安装, 最后将电磁铁得、失电信号, 及活门2的开、闭动作控制进行编程控制即可。

3 效益分析

金属自动剔除装置的研制成功, 解决了生产中需要人工挑拣杂物的实际问题, 提高了工作效率。如果按以前每个金属挑拣时间为20分钟计算, 平均每个月挑拣70个金属物需花费的时间就是1400分钟 (23小时) 。通过设计安装金属自动分离装置, 就避免了人工挑拣所花费的大量的时间, 大大提高了工作效率。

参考文献

[1]林炳承.毛细管电泳导论[M].北京:科学出版社, 1996:10-15.[1]林炳承.毛细管电泳导论[M].北京:科学出版社, 1996:10-15.

[2]Camilleri P, Rees C.Capillary Electrophoresis Theory and Practice.Boca Raton.FL.USA.CRC Press Inc, 2007, 12 (3) :145.[2]Camilleri P, Rees C.Capillary Electrophoresis Theory and Practice.Boca Raton.FL.USA.CRC Press Inc, 2007, 12 (3) :145.

[3]Grossmen P D, Colburn J C.Capillary Electrophoresis.Theory and Practice Academic Press, 2008, 22 (8) :435.[3]Grossmen P D, Colburn J C.Capillary Electrophoresis.Theory and Practice Academic Press, 2008, 22 (8) :435.

[4]Chien R-L, Burgi D S.Capillary Electrophoresis Theory.Anal Chem, 2008, 64 (8) 489.[4]Chien R-L, Burgi D S.Capillary Electrophoresis Theory.Anal Chem, 2008, 64 (8) 489.