[发明专利]一种介入微界面強化反应的水热碳化设备与工艺

权利要求书

1.一种介入微界面強化反应的水热碳化设备由微界面強化反应器(10),逆止阀(20),柱塞泵(40),料斗(30),螺旋流体阻尼器(50),固液旋流分离器(60)构成,其特征是料斗(30)出口通过管道与柱塞泵(40)进口连接,柱塞泵(40)出口通过管道与逆止阀(20)进口连接,逆止阀(20)出口通过管道与微界面強化反应器(10)进口连接,微界面強化反应器(10)出口通过管道与螺旋流体阻尼器(50)进口连接,螺旋流体阻尼器(50)出口通过管道与固液旋流分离器(60)进口连接；

微界面強化反应器由内梯形螺纹柱(2),外管套(1),电加热总成(3),下密封螺栓(4),上紧固螺母(5),上密封总成(6)构成；

内梯形螺纹柱(2)从下向上布置有:下紧固螺纹段(2-1),梯形螺纹段(2-2),上密封光柱段(2-5),上紧固螺纹段(2-6)；

下紧固螺纹段(2-1)的螺纹执行双头螺柱国标GB897-88标准,螺纹规格M24,d＝24mm；

梯形螺纹段(2-2)的梯形螺纹执行梯形螺纹国标GB5796.3-86标准,公称直径d＝40mm,小径(2-4)d₃＝29mm,上密封光柱段(2-5)直径d＝28mm,上密封光柱段(2-5)长度l＝28mm,上紧固螺纹段(2-6)执行双头螺柱国标GB897-88标准,螺纹规格M24,d＝24mm；

内梯形螺纹柱(2)有贯通的中孔(2-3),用于安装电加热总成(3),中孔直径d＝18mm,

内梯形螺纹柱(2)总长度200-1000mm；

制造内梯形螺纹柱(2)材料选择钛,不锈钢,氧化铝陶瓷,碳化硅陶瓷中一种；

外管套(1)为内有贯通中孔的圆柱,外管套(1)的贯通中孔直径与内梯形螺纹柱(2)过渡配合,外管套(1)的长度也与内梯形螺纹柱(2)总长度相适配；

外管套下口内部有与下密封螺栓(4)相配合密封紧固的内螺纹(1-4),外管套(1)近下口左边有进料口(1-3),进料口(1-3)内部有配合密封紧固的内螺纹,螺纹执行双头螺柱国标GB899-88标准,螺纹规格M12,牙纹长度b_m＝12mm；外管套近上口右边有出料口(1-2),出料口(1-2)内部有配合密封紧固的内螺纹,螺纹执行双头螺柱国标GB899-88标准,螺纹规格M12,牙纹长度b_m＝12mm；外管套(1)上端有密封槽(1-1),密封槽(1-1)的几何尺寸与上密封光柱段(2-5)使用的上密封总成(6)相配合；

外管套(1)外直径d＝50-80mm；

制造外管套(1)材料选择钛,不锈钢,氧化铝陶瓷,碳化硅陶瓷中一种；

下密封螺栓(4)内有贯通的中孔,中孔的螺母螺纹(4-1)与内梯形螺纹柱(2)的下紧固螺纹段(2-1)的螺纹配合相紧固连接；下密封螺栓(4)的螺纹(4-4)与外管套下口内部的内螺纹(1-4)配合相紧固连接,下密封螺栓(4)的螺纹(4-4)执行双头螺柱国标GB897-88标准,螺纹规格M242,d＝48mm,螺紋长度为非标准b_m＝24mm；

制造下密封螺栓(4)材料选择钛,不锈钢,氧化铝陶瓷,碳化硅陶瓷中一种；

由电热丝与绝緣石英砂构成电加热总成(3),电功率1-10KW；

上紧固螺母(5)与上密封总成(6)为标准件；

螺旋流体阻尼器(50)由可承压长管螺旋绕制而成,管内通液直径:管长度＝1:500-1000

制造螺旋流体阻尼器(50)材料选择钛,不锈钢中一种；

逆止阀(20),柱塞泵(40),料斗(30),固液旋流分离器(60)与连接管道及必要阀门,密封端头是己商品化产品。

2.根据权利要求1,利用介入微界面強化反应的水热碳化设备进行水热碳化工艺如下述:

a.启动电加热总成(3)对微界面強化反应器(10)预热,达到工艺要求温度,

b.物料从料斗(30)经柱塞泵(40),逆止阀(20),进入微界面強化反应器(10)被加热进行水热碳化反应,水热碳化反应对温度敏感,对压力不敏感,因此应自动化管理物料流量与电加热总成电功率,使水热碳化反应温度,达到工艺要求；

螺旋流体阻尼器(50)可以在微界面強化反应的水热碳化器(10)进出开口,连续进出料情况下,保持微界面強化反应的内部压力,优化反应条件；

c.被水热碳化物料经螺旋流体阻尼器(50)进入固液旋流分离器(60),分离固料从下口输出,液料从上口输出。