[发明专利]适用于间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于石油化工、煤化工和固体废弃物等的处理领域，涉及一种将高温高压液固多相介质的大流量间歇外排转化为微小流量连续出料的方法与装置。具体地说，本发明提供了一种适用于间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控方法及装置。

背景技术

目前，在石油化工、煤化工、固体废弃物等的处理领域中，生产装置和反应过程的产品组成经常存在高温高压液固多相介质，在化学反应中，反应物的进料速率和温度、压力往往决定了反应过程的效率和产物利用率，而且，上一级排出物料的流量往往不能满足下一级微小流量连续进料的工艺要求。因而对化工等管道中间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控研究成为了重要课题。

众多研究单位和个人对流体流量调控装置进行了研究，但都不能完全适用于间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控。

中国专利ZL200920158141.0给出了一种液体流量控制装置，通过可编程控制器调节空气比例阀的输出压力调节储水罐内压力来调节出水流量，但由于出口没有压力控制装置，在液体液位影响下，无法在微小的流量范围内对液体流量进行精确控制，不能对液体流量进行实时的检测和调节，而且不适用于液固多相介质的流量调控。

中国专利CN201908820U公开了一种通过计量泵调节液体流量的装置，通过改变交流变频器的频率来改变交流电机的转速，从而改变往复泵的运动频率，调节系统流量。它虽然能对系统流量进行自动和准确控制，但不适合含有固体颗粒的介质，不能对小流量多相介质进行精确控制。

美国专利申请US2008041586A1公开了一种在深井中取液时进行多相流流体流量控制的装置和方法，能对气液多相流体流量进行有效控制和调节，但并不适合液固多相介质，控制精度不高，不能应用于高温高压的工况，而且只适用于从低处向高处输送物料，很难实现从高处向低处输送微小流量物料的精确控制。

综上所述，目前物料输送过程中流量的调节和控制装置都存在着对微小流量控制不精确、不能满足高温高压工艺条件、不适用于多相介质等缺陷，都不能完全适用于间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控。

因此，为了克服现有技术的缺陷，本领域迫切需要开发出一种适用于间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控方法及装置。

发明内容

本发明提供了一种新颖的适用于间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控方法及装置，它不仅适用于高温高压液固多相浆料的微小流量调节，而且能将进入搅拌罐内的大流量间歇外排转变为小流量连续出料，通过毛细管喉口尺寸和毛细管两端压差控制的耦合操作进行自动控制，准确可靠，成本较低，操作方便，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种适用于间歇外排的高温高压浆料的微小流量连续出料调控方法，该方法包括以下步骤：

（i）定期打开搅拌罐进口的手动阀，间歇地接收高温高压浆料，同时对间歇接收的高温高压浆料进行搅拌，以防止贮存的过程中高温高压浆料中的固体颗粒发生沉降、板结；

（ii）将搅拌罐中的高温高压浆料由搅拌罐出口出料，经过毛细管流入容器中；

（iii）检测毛细管的进口流量，输出流量信号至压差指示控制器；

（iv）检测毛细管的进出口压差，输出压差信号至压差指示控制器；

（v）使用压差指示控制器比较输入的流量信号和要求的流量值，结合预先设定的毛细管的进口流量同毛细管的喉口尺寸和毛细管的进出口压差控制的耦合操作规律，给出压力控制信号至搅拌罐和容器上的气封气调节阀，以调节搅拌罐和容器的压力；以及

（vi）搅拌罐和容器的压力调节使得毛细管的进出口压差符合毛细管的喉口尺寸和毛细管的进出口压差控制的耦合操作规律，使得毛细管的进口流量达到容器中工艺要求的高温高压浆料连续进料要求的流量。

在一个优选的实施方式中，所述高温高压浆料为液固两相的混合物，温度为150-550℃，压力为1-20Mpa（G），所含固体颗粒的粒径为1-2000μm、固体含量为10-60%。

在另一个优选的实施方式中，所述容器中的工艺过程要求连续操作，要求保证高温高压浆料以微小流量连续进料。

在另一个优选的实施方式中，检测所述毛细管的进口流量和所述毛细管的进出口压差，配合所述毛细管的喉口尺寸，通过压差指示控制器的输出压力控制信号以调节所述搅拌罐和容器的压力，进而控制毛细管的进出口压差，最终实现毛细管的喉口尺寸和压差控制的耦合操作。