一种聚烯烃颗粒料水力输送装置的制作方法

1.本发明涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种聚烯烃颗粒料水力输送装置。


背景技术：

2.现有化工装置中，聚烯烃颗粒物料通常以气力输送为主。气力输送又称气流输送，是利用气流的能量，在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料，是流态化技术的一种具体应用。气力输送装置的结构简单，操作方便，可作水平的、垂直的或倾斜方向的输送，在输送过程中还可同时进行物料的加热、冷却、干燥和气流分级等物理操作或某些化学操作。
3.但是对于长距离(输送距离大于500米)、大能力(输送能力大于100t/h)，或者物料易碎、磨蚀性强等的输送场合，采用气力输送存在能耗高、物耗高、尾气粉尘含量高、物料品质降低、管道寿命短等缺点，不是理想的输送方式。
4.因此，提供一种技术手段适合聚烯烃长距离、大能力、物料易碎、磨蚀性强等的输送场合，是一个重要的研究方向。


技术实现要素：

5.本发明专利旨在开发一种针对聚烯烃颗粒物料的水力输送装置，克服气力输送的局限性，提供一种水力输送工艺用于输送长距离、大能力的应用场合，解决易碎、磨蚀性强物料的输送难点。
6.本发明提供一种聚烯烃颗粒料水力输送装置，包括水罐、混料罐、分离筛、第一储存料斗和第二储存料斗；其中，
7.所述第一储存料斗和第二储存料斗的出料口通过管道与所述混料罐的进料口连通；所述混料罐底部的出料口通过设有颗粒输送泵的输送管道与分离筛连通，所述分离筛底部的液相出口通过回水管道与水罐连通，所述水罐底部的出液口通过设有清水泵的管道与所述混料罐连通；所述分离筛的固相出口通过管道与所述第一储存料斗和所述第二储存料斗的进料口连通。
8.优选地，所述第一储存料斗和第二储存料斗的出料口与所述混料罐之间的管道计量设备为旋转阀。
9.优选地，在输送管道上，所述颗粒输送泵的下游设有流体分配器，所述流体分配器的旁路出口通过管道与所述混料罐连通。
10.进一步地，所述流体分配器的旁路出口与所述混料罐之间的管道上设有第一调节阀。
11.优选地，在所述水罐与所述混料罐之间的管道上，所述清水泵的下游设有第二调节阀、流量变送器和温度变送器。
12.优选地，所述混料罐上设有液位计。
13.优选地，所述混料罐上设有第一视镜。
14.优选地，在输送管道上，颗粒输送泵的上游设有第二视镜。
15.优选地，所述输送管道上设有输送管道压力变送器。
16.优选地，所述颗粒输送泵采用开式转子离心泵或半开式转子离心泵。
17.本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
18.与传统的气力输送技术比较，本发明在长距离大能力输送、降低能耗、降低物耗、安全环保、降低建设和运行成本等方面具有显著优势。由于输送速度低，对解决易碎、磨蚀性强的物料的输送方面具有独特的优势。
19.经工业规模的试验装置实验验证，能够实现浆料体积浓度60％以上的高固液比连续稳定输送，即单位水量输送的物料量提高了约一倍，极大的提高了输送效率。
附图说明
20.图1为本发明中一种聚烯烃颗粒料水力输送装置的结构示意图；
21.图中标记表示说明：
22.1-水罐，2-清水泵，3-搅拌器，4-混料罐，5-颗粒输送泵，6-分离筛，7-第一储存料斗，8-第二储存料斗，9-旋转阀，10-流体分配器，11-输送管道，12-回水管道，13-压力变送器，14-第一调节阀，15-第二调节阀，16-液位计，17-第一视镜，18-第二视镜，19-球阀，20-流量变送器，21-温度变送器。
具体实施方式
23.下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
24.实施例1
25.参见图1中所示，本发明提供一种聚烯烃颗粒料水力输送装置，包括水罐1、混料罐4、分离筛6、第一储存料斗7和第二储存料斗8。
26.具体地，第一储存料斗7和第二储存料斗8的出料口通过设有旋转阀9的管道与所述混料罐4的进料口连通。所述混料罐4底部的出料口通过设有颗粒输送泵5的输送管道11与分离筛6连通。所述分离筛6底部的液相出口通过回水管道12与水罐1连通，所述水罐1底部的出液口通过设有清水泵2的管道与所述混料罐4连通；所述分离筛6的固相出口通过管道与所述第一储存料斗7和所述第二储存料斗8的进料口连通。
27.物料储存在第一储存料斗7和第二储存料斗8中(交替储存)，经旋转阀9加入到混料罐4中，在混料罐4中与来自清水泵2的回流水经搅拌器3充分搅拌混合均匀，在涡流流场的作用下吸入罐底并进入颗粒输送泵5，在水流的作用下通过输送管道11输送至上方的分离筛6，经筛网实现固液分离，颗粒物料掉落至第一储存料斗7和第二储存料斗8，分离后的水经回水管道12返回水罐1循环使用。
28.在一种优选的实施方式中，在输送管道11上，所述颗粒输送泵5的下游设有流体分配器10，所述流体分配器10的旁路出口通过管道与所述混料罐4连通。从所述颗粒输送泵5的罐底排出的混合物包括颗粒和水，流体分配器10将部分水回流至混料罐4。
29.进一步地，所述流体分配器10的旁路出口与所述混料罐4之间的管道上设有第一调节阀14。所述流体分配器10的下游设有流量变送器20、温度变送器21和压力变送器13。根据流量变送器20、温度变送器21和压力变送器13采集试验相关的数据，用于分析回归计算
所需的压力降，控制第一调节阀14的开度和颗粒输送泵5的转速。
30.在一种具体的实施方式中，在所述水罐1与所述混料罐4之间的管道上，所述清水泵2的下游设有第二调节阀15、流量变送器20、温度变送器21和压力变送器13。所述混料罐4上设有液位计16，根据液位计16控制调节阀15的开度，控制混料罐4中的液位平衡，并实现流量控制。
31.在一种优选的实施方式中，所述混料罐4上设有第一视镜17，在输送管道11上，颗粒输送泵5的上游设有第二视镜18。可以采用第一视镜17和第二视镜18观察物料在水中的流动状态。
32.在一种优选的实施方式中，所述颗粒输送泵5采用开式转子离心泵或半开式转子离心泵。
33.在一种优选的实施方式中，分离筛6采用可调节倾角设计，倾角可在约25
°
～55
°
之间调节，便于进行输送实验。
34.在一种优选的实施方式中，旋转阀9采用高压闭式转子设计，变频调速，可以连续计量下料能力，调节下料量。
35.在一种优选的实施方式中，所述输送管道11设有压力变送器13、流量变送器20和温度变送器21，采集试验相关的数据，用于分析回归计算所需的压力降。
36.实施例2
37.参见图1中所示，在实施例1的基础上提供一种聚烯烃颗粒料水力输送试验装置，与实施例1的区别在于，所述输送管道11设有300米、500米和1000米三种不同输送距离的支路，通过手动球阀19切换输送方向，三条支路上设有压力变送器13；分离筛6采用可调节倾角设计，倾角可在约25
°
～55
°
之间调节，便于进行输送实验。
38.实施例3
39.本实施例提供了一种聚烯烃颗粒料水力输送试验方法，采用实施例2中的试验装置。
40.试验物料储存在第一储存料斗7和第二储存料斗8中，交替储存，经旋转阀9加入到混料罐4中，在罐中与来自清水泵2和流体分配器10的回流水经搅拌器3充分搅拌混合均匀，在涡流流场的作用下吸入罐底并进入颗粒输送泵5，在水流的作用下通过输送管道11输送至上方的分离筛6，经筛网实现固液分离，颗粒物料掉落至第一储存料斗7和第二储存料斗8，分离后的水经回水管道12返回水罐1循环使用。
41.试验过程中，进行以下调节和测量：
42.(1)根据液位计16控制清水泵2出口的调节阀15的开度，控制混料罐4中的液位平衡，并实现流量控制。
43.(2)颗粒输送泵5旁路的调节阀14可实现部分输送水回流，调节输送过程中的固水比。
44.(3)输送能力的计量通过旋转阀9的转速计量，转速与对应的下料能力通过实验测试进行标定。
45.(4)颗粒输送泵5和清水泵2均采用变频控制，可调节输送流量。
46.(5)试验过程中，可以通过安装在管道和混料罐上的第一视镜17，第二视镜18观察物料在水中的流动状态。
47.(6)输送管道11分为300米、500米和1000米三个不同输送距离的回路，通过10个手动球阀19切换输送方向。沿程设有流量变送器20、压力变送器13、温度变送器21，采集试验相关的数据，用于分析回归计算所需的压力降。
48.(7)试验过程中，先设定输送距离和固体输送量，调节调节阀开度和泵转速，使得输送液体流量从大到小直至出现接近堵管现象，观察管道视镜内物料流态，采集输送量、液体流量、沿程管道压力降等实验数据。
49.(8)颗粒输送泵5采用开式或半开式转子的离心泵，通过cfd模拟计算，改进和优化了离心泵叶轮设计，提高了颗粒输送泵的效率。
50.(9)通过设计混料罐4进水口为切向进水，同时优化搅拌器3桨叶，采用多层45度二斜搅拌桨叶，配合搅拌转速和桨叶间距等参数，增强涡流效应，使塑料颗粒在上部进入混料罐后迅速和水混合，并产生漩涡强制向下流动，经罐体下方出口进入泵吸入口，提高搅拌的混合效率，确保了高浓度低密度物料的下料效率。
51.(10)调节分离筛6的倾角，倾角可在约25
°
～55
°
之间调节，便于进行输送实验。
52.(11)旋转阀9采用高压闭式转子设计，变频调速，可以连续计量下料能力，调节下料量。
53.本发明通过研究确定了水力输送试验装置的工艺流程、关键设备、控制方案，建成了输送距离1000米，能力25吨/小时的水力输送装置。
54.通过建设试验装置，测试水力输送的能力、固水比、输送压力等参数，重点研究水力输送固液两相流模型、固水比确定、压力损失的计算方法和关键系数的回归，开发了长距离、环保、安全、经济的高固液比聚烯烃颗粒料水力输送成套技术。
55.利用自主开发的聚烯烃颗粒物料水力输送计算模型，开发了相关的计算软件。通过试验回归的修正系数，建立数据库，可以对不同输送能力、输送距离的水力输送系统进行计算，得出准确的输送压力、输送水量、固液比等设计参数，指导工程设计。
56.与传统的气力输送技术比较，本发明在长距离大能力输送、降低能耗、降低物耗、安全环保、降低建设和运行成本等方面具有显著优势。由于输送速度低，对解决易碎、磨蚀性强的物料的输送方面具有独特的优势。
57.经工业规模的试验装置实验验证，能够实现浆料体积浓度60％以上的高固液比连续稳定输送，即单位水量输送的物料量提高了约一倍，极大的提高了输送效率。
58.以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

技术特征：
1.一种聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，包括水罐(1)、搅拌器(3)、分离筛(6)、第一储存料斗(7)和第二储存料斗(8)；其中，所述第一储存料斗(7)和第二储存料斗(8)的出料口通过管道与所述混料罐(4)的进料口连通；所述混料罐(4)底部的出料口通过设有颗粒输送泵(5)的输送管道(11)与分离筛(6)连通，所述分离筛(6)底部的液相出口通过回水管道(12)与水罐(1)连通，所述水罐(1)底部的出液口通过设有清水泵(2)的管道与所述混料罐(4)连通；所述分离筛(6)的固相出口通过管道与所述第一储存料斗(7)和所述第二储存料斗(8)的进料口连通。2.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，所述第一储存料斗(7)和第二储存料斗(8)的出料口与所述混料罐(4)之间的管道计量设备为旋转阀(9)。3.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，在输送管道(11)上，所述颗粒输送泵(5)的下游设有流体分配器(10)，所述流体分配器(10)的旁路出口通过管道与所述混料罐(4)连通。4.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，所述流体分配器(10)的旁路出口与所述混料罐(4)之间的管道上设有第一调节阀(14)。5.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，在所述水罐(1)与所述混料罐(4)之间的管道上，所述清水泵(2)的下游设有第二调节阀(15)、流量变送器(20)和温度变送器(21)。6.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，所述混料罐(4)上设有液位计(16)。7.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，所述混料罐(4)上设有第一视镜(17)。8.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，在输送管道(11)上，颗粒输送泵(5)的上游设有第二视镜(18)。9.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，所述输送管道(11)上设有输送管道压力变送器(13)。10.根据权利要求1中所述的聚烯烃颗粒料水力输送装置，其特征在于，所述颗粒输送泵(5)采用开式转子离心泵或半开式转子离心泵。

技术总结
本发明公开了一种聚烯烃颗粒料水力输送装置，包括水罐、搅拌器、分离筛、第一储存料斗和第二储存料斗；其中，第一储存料斗和第二储存料斗的出料口通过管道与混料罐的进料口连通；混料罐底部的出料口通过设有颗粒输送泵的输送管道与分离筛连通，分离筛底部的液相出口通过回水管道与水罐连通，水罐底部的出液口通过设有清水泵的管道与混料罐连通；分离筛的固相出口通过管道与第一储存料斗和第二储存料斗的进料口连通。与传统的气力输送技术比较，本发明在长距离大能力输送、降低能耗、降低物耗、安全环保、降低建设和运行成本等方面具有显著优势。由于输送速度低，对解决易碎、磨蚀性强的物料的输送方面具有独特的优势。强的物料的输送方面具有独特的优势。强的物料的输送方面具有独特的优势。


技术研发人员：陈铁军 黄正林 沈江涛 吴亚峰 潘胜斌 瞿明松
受保护的技术使用者：中石化上海工程有限公司 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 上海金申德粉体工程有限公司
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2023/8/28