[发明专利]撞击流振动膜分离组件及分形装置

说明书

本发明公开了一种撞击流振动膜分离组件及分形装置。包括分离柱和原料输送泵；分离柱从上至下依次为回流区、分离区、撞击流区、沉降区；回流区位于分离柱上端，顶部设置非均相流体出口与原料输送泵的入口连接；分离区设置有振动膜分离组件，两侧面设置分离产物出口；撞击流区两侧面设置非均相流体入口，处于同一平面并相向设置，均与原料输送泵出口连接；沉降区位于分离柱下端通过隔板与撞击流区部分隔离，底部设置凝聚相流体出口。通过原料输送泵使原料分成两股流体进入膜组件撞击区，形成撞击流。流体通过相向撞击既产生涡流使固体颗粒在分离过程时处于运动状态，同时流体产生的振动可以使流体经过膜管内处于微振动状态。

技术领域

本发明属于非均相分离技术领域，具体涉及一种撞击流振动膜分离组件及分形装置。

背景技术

非均相分离是包括固液分离、固气分离或液气分离三种体系。这三种类型的分离过程均是非常重要的单元操作，在国民经济各部门如化工、轻工、制药、矿山、冶金、能源、环境保护等应用非常广泛。在许多生产过程中，分离技术水平的高低，质量的优劣直接影响到许多过程实现工业化规模生产的可能性、工艺过程的先进性和可靠性、制品质量和能耗、环境保护等经济和社会效益。

如燃烧过程产生的烟尘和工业生产、加工工序产生的各种粉尘是大气中危害最久、最严重的一种污染物。随排放的气体进入大气中的粉尘是造成雾霾现象的主要因素，也直接威胁着人们的生命，尤其身处粉尘污染的环境会引起多种心血管、呼吸道疾病等。传统的固气分离装备多采用电除尘器或布袋除尘器，若在现有技术上进行改造实现超低排放，因投资、运营、维护成本过高，导致实施时有一定的阻力。

非均相固液分离可分为沉降和过滤两个过程。在实际应用中，为了提高固液分离的效果，需要从多方面考虑，确定合理的固液分离工艺，主要有以下几种措施：①采用联合流程，即把两种或两种以上的固液分离手段合理搭配，优化配置，如沉降与过滤的组合，旋流器与过滤及沉降分离的组合等，这种方式在矿物加工中应用非常广泛；②利用凝聚与絮凝等手段及助剂以提高沉降速度及过滤速度；③利用预涂层、助滤剂等改善过滤性能，提高过滤速度；④利用电场、磁场等辅助手段促进过滤分离。

撞击流(Impinging Streams,IS)是化工新技术。自1961年Elperin提出撞击流的概念以来，已进行了众多的研究与开发；液相反应或以液体为连续相的多相反应是化工、石油化工、医药、轻工、湿法冶金等多种过程工业中广泛涉及的一大类反应体系。这类反应当然在分子尺度上进行，装置中的微观混合状况对过程的效率有重大影响。撞击流这种新颖的技术方法，其基本原理是：两股等量两相流沿同轴相向流动，并在中点处撞击并产生振荡。其结果是在两根加速管之间造成一个高度湍动的撞击区，大大地强化了传递过程。

分形结构是自然界中普遍存在的一种结构，具有以非整数维形式充填空间的形态特征。通常被定义为“一个粗糙或零碎的几何形状，可以分成数个部分，且每一部分都(至少近似地)是整体缩小后的形状”，即具有自相似的性质。自相似原则和迭代生成原则是分形理论的重要原则。分形形体中的自相似性可以是完全相同，也可以是统计意义上的相似。标准的自相似分形是数学上的抽象，迭代生成无限精细的结构，如科赫曲线(Kochsnowflake)、谢尔宾斯基地毯(Sierpinski carpet)等。这种有规分形只是少数，绝大部分分形是统计意义上的无规分形，如宏观天体结构与微观分子原子结构具有典型的自相似性、大树的整体形状与树枝、人体血管分布等。

发明内容

本发明目的在于提供一种高效非均相分离装置，使凝聚态颗粒远离膜孔，缓解其在膜孔中的堵塞，同时还能通过不停机自动反洗对装置进行清理。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种撞击流振动膜分离组件，包括分离柱和原料输送泵；

所述分离柱从上至下依次为回流区、分离区、撞击流区、沉降区；

所述回流区位于分离柱上端，顶部设置非均相流体出口，出口与原料输送泵的入口连接，并设置有控制阀；