CN105597480A - 一种冷凝式气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种冷凝式气液分离装置，其涉及一种气液分离装置，主要由下封头部件、罐体部件、上封头部件、横隔板部件、金属丝网条部件、固定板部件、热管换热器部件组成。冷媒流过罐体上腔时吸收热管换热器部件冷凝段的热量，使热管换热器部件蒸发段的温度下降。混合气体流过罐体下腔时，金属丝网条部件、金属毡套筒和热管换热器部件蒸发段一起吸收混合气体的热量，使混合气体中的待分离气体冷凝成液滴，液滴汇集成冷凝液从排液管排出。金属毡套筒吸附的液滴提高了传热效率，并且，金属丝网条部件全程参与对混合气体的冷凝和除沫作用，去除了冷凝液后的高浓度气体不会与混合气体再次混合，从而提高了气液分离效率。

Description

一种冷凝式气液分离装置

技术领域

本发明是一种冷凝式气液分离装置，其涉及一种气液分离装置，特别是涉及一种采用冷凝方式分离混合气体中含有可以冷凝成液滴的气体的冷凝式气液分离装置。

背景技术

湿式络合吸收法是烟气脱硝技术新的研究进展。1993年，在美国能源部资助下，Benson等在Dravo石灰公司进行了Fe（Ⅱ）EDTA同时脱硫脱硝的中试研究，吸收剂为6％的氧化镁增强石灰，脱硫率为99％，脱硝率大于60％。

Fe（Ⅱ）EDTA中文全称是“乙二胺四乙酸亚铁”，是一种螯合物。烟气中的氮氧化物主要是NO，中文名称是“一氧化氮”，烟气中的NO与Fe（Ⅱ）EDTA反应生成Fe（Ⅱ）EDTA（NO），中文全称是“亚硝酰亚铁螯合物”。Fe（Ⅱ）EDTA（NO）可以用蒸汽加热等办法解吸出高浓度的NO，同时还原成Fe（Ⅱ）EDTA。

目前，湿式络合吸收法还没有进行工业化应用，上述的中试研究中，是烟气在脱硫的同时进行脱硝。湿式络合吸收法的另外一种工艺发展方向是，烟气在脱硫之后进行脱硝。该脱硝工艺需要一种用蒸汽加热Fe（Ⅱ）EDTA（NO），解吸出高浓度的NO，Fe（Ⅱ）EDTA（NO）还原成Fe（Ⅱ）EDTA，同时把液体状态的Fe（Ⅱ）EDTA和气体状态的NO分离出来的气液分离装置。湿式络合吸收法脱硝***中加热解吸出的NO混合气体中含有大量的水蒸汽，水蒸汽给NO的后续处理带来困难。若把水蒸汽从NO混合气体中分离出来，则可以把水蒸汽的冷凝水重新添加在Fe（Ⅱ）EDTA溶液中，使蒸汽冷凝水得到循环利用。因此，该脱硝工艺还需要一种采用冷凝方式把水蒸汽从NO混合气体中分离出来的气液分离装置。

目前，普通气液分离器的结构及其分离方法有许多种，但是没有一种能够满足该湿式络合吸收法脱硝工艺需求的气液分离装置的技术条件，特别是没有把水蒸汽从NO混合气体中分离出来的冷凝式气液分离装置。

容积式热交换器是在容器罐体内安装换热盘管，冷水由进水管流入容器罐体内，冷水被换热盘管内流动的蒸汽加热成热水后，热水从出水管排出容器罐体。若把普通容积式热交换器进行改造，在容器罐体上端增加排气管，并且使换热盘管内流动的是冷媒，经过改造后的容积式热交换器可以作为冷凝式气液分离装置。湿式络合吸收法脱硝***中加热解吸出的NO混合气体从进气管进入容器罐体内，一部分NO混合气体与换热盘管接触，使一部分NO混合气体中的水蒸汽被冷凝形成冷凝水，除去水蒸汽的这部分NO混合气体会与其余未分离水蒸汽的NO混合气体再次混合，从排气管排出容器罐体。该装置只能使一部分水蒸汽被分离出来，导致气液分离的效率很低。

除了上述脱硝工艺之外，许多涉及气液分离的生产工艺也需要一种高效率的采用冷凝方式进行气液分离的装置。例如，生物质热解气冷凝获取生物油和不凝性可燃气的生产工艺中，需要一种高效率的采用冷凝方式进行气液分离的装置。

例如，碳捕捉与封存技术中，对二氧化碳进行捕集后必须进行分离提纯。无论是对于发展较为成熟的胺吸收分离法，还是具有经济性优势的钙基吸收剂分离法，都需要对二氧化碳与水蒸气的混合蒸气进行进一步的分离提纯，该生产工艺中，也需要一种高效率的采用冷凝方式进行气液分离的装置。

发明内容

本发明的目的是克服普通气液分离器不能满足湿式络合吸收法脱硝工艺技术条件的缺陷，提供适用于湿式络合吸收法脱硝工艺的，一种高效率的采用冷凝方式进行气液分离的装置。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是一种冷凝式气液分离装置主要由下封头部件、罐体部件、上封头部件、横隔板部件、法兰垫一、法兰垫二、法兰垫三、金属丝网条部件、固定板部件、热管换热器部件组成。上封头部件安装在罐体部件上端，横隔板部件安装在罐体部件下端，下封头部件安装在横隔板部件下端，罐体部件中间有多孔板，多孔板把罐体部件内腔分成两部分，多孔板上端面至上封头部件内表面的内腔是罐体上腔，多孔板下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔。若干个热管换热器部件安装在多孔板上，热管换热器部件的冷凝段位于罐体上腔，热管换热器部件的蒸发段位于罐体下腔，金属丝网条部件和固定板部件安装在罐体下腔。

下封头部件从下至上依次由排液管、椭圆封头一、封头筒体一、封头法兰一焊接在一起。封头筒体一呈圆筒形，封头筒体一侧表面焊接有排气管。

横隔板部件主要由横隔板、J形管、导气管组成。横隔板呈圆盘形，横隔板中间有两个轴向通孔。J形管形状呈J形，J形管有一个长臂端和一个短臂端，J形管位于横隔板之下，J形管的长臂端焊接在横隔板中间的一个通孔中，并且，J形管的长臂端的端面高于横隔板上端面一段距离。导气管呈圆筒形，导气管位于横隔板之上，导气管的下端焊接在横隔板中间的另一个通孔中。

上封头部件从下至上依次由封头法兰二、封头筒体二、椭圆封头二、冷媒入口管焊接在一起。封头筒体二呈圆筒形，上封头纵隔板焊接在封头筒体二和椭圆封头二的内表面。上封头纵隔板有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板、外圈纵隔板，内圈纵隔板的一端与外圈纵隔板的一端之间焊接有纵隔板筋板，外圈纵隔板的另一端与封头筒体二和椭圆封头二的内表面之间焊接有纵隔板筋板。

罐体部件从下至上依次由罐体法兰一、罐体筒体、罐体法兰二焊接在一起，罐体筒体呈圆筒形，罐体筒体侧表面焊接有冷媒出口管和混合气体入口管，罐体筒体中间内表面焊接有多孔板，多孔板呈圆盘形，多孔板上均布若干个轴向热管安装孔，每个热管安装孔的内表面有内螺纹。多孔板把罐体部件的内腔分成两部分，多孔板上端面至上封头部件内表面的内腔是罐体上腔，多孔板下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔。冷媒出口管与罐体上腔相联通，混合气体入口管与罐体下腔相联通。多孔板上端面焊接有罐体上纵隔板，多孔板下端面焊接有罐体下纵隔板，罐体上纵隔板和罐体下纵隔板的水平截面形状与上封头纵隔板的水平截面形状相同。

罐体上纵隔板有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板、外圈纵隔板，内圈纵隔板的一端与外圈纵隔板的一端之间焊接有纵隔板筋板，外圈纵隔板的另一端与罐体筒体和罐体法兰二的内表面之间焊接有纵隔板筋板。

罐体下纵隔板有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板、外圈纵隔板，内圈纵隔板的一端与外圈纵隔板的一端之间焊接有纵隔板筋板，外圈纵隔板的另一端与罐体筒体和罐体法兰一的内表面之间焊接有纵隔板筋板。

金属丝网条部件有若干个同心排列的开口环形丝网条，每个丝网条有一个开口，从圆心向外依次是内圈丝网条、外圈丝网条，内圈丝网条和外圈丝网条上均布若干个轴向预留孔。内圈丝网条安装在罐体下纵隔板的内圈纵隔板与外圈纵隔板之间，外圈丝网条安装在罐体下纵隔板的外圈纵隔板与罐体筒体之间。

固定板部件有若干个同心排列的开口环形固定板，每个固定板有一个开口，从圆心向外依次是内圈固定板、外圈固定板，内圈固定板和外圈固定板上均布若干个轴向固定孔。内圈固定板安装在罐体下纵隔板的内圈纵隔板与外圈纵隔板之间，外圈固定板安装在罐体下纵隔板的外圈纵隔板与罐体筒体之间。

法兰垫一呈环形。法兰垫二有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋。法兰垫三有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋。法兰垫一安装在横隔板的下表面与封头法兰一的上表面之间。法兰垫二安装在横隔板的上表面与罐体法兰一的下表面之间，以及法兰垫二安装在横隔板的上表面与罐体下纵隔板的下表面之间。法兰垫三安装在罐体法兰二的上表面与封头法兰二的下表面之间，以及法兰垫三安装在罐体上纵隔板的上表面与上封头纵隔板的下表面之间。

热管换热器部件主要由热管壳体、注液管、保护帽、吸液芯、金属毡套筒、密封垫、固定螺母组成。热管壳体呈封闭的圆筒形，热管壳体上端径向外表面有一段外螺纹，热管壳体下端有定位轴头，定位轴头径向外表面有外螺纹，固定螺母安装在定位轴头上。热管壳体中间外表面有安装轴头，安装轴头径向外表面有外螺纹，安装轴头轴向上端是安装凸台，安装凸台下表面有环形的密封垫。吸液芯呈圆筒形，吸液芯的材质中充满毛细孔隙，吸液芯安装在热管壳体内腔的下端。金属毡套筒呈圆筒形，金属毡套筒的材质是金属丝烧结毡，金属毡套筒的材质中充满毛细孔隙，金属毡套筒安装在热管壳体径向外表面的下端。

注液管呈圆筒形，注液管的一端焊接在热管壳体上端面，注液管的另一端是注液口，注液管与热管壳体内腔相联通，通过注液口向热管壳体内加注热管工作介质后，在注液管的压封处用压钳压扁，并把注液口焊接密封。

保护帽呈开口向下的半封闭圆筒形，保护帽下端内表面有保护帽内螺纹，保护帽上端有多棱柱凸台。通过保护帽内螺纹与热管壳体上端外螺纹相互啮合，把保护帽安装在热管壳体上端。

以安装轴头为界限，热管壳体上端部分是热管换热器部件的冷凝段，热管壳体下端部分是热管换热器部件的蒸发段。

在重力作用下，热管壳体内加注的热管工作介质会以液态形式汇集在热管壳体内腔下端，形成工作液池。工作液池中的部分液态热管工作介质被吸附在吸液芯的毛细孔隙中。热管换热器部件在工作时，热管换热器部件蒸发段外侧的温度大于热管工作介质的温度，吸液芯中的液态热管工作介质吸收热量汽化成气态热管工作介质，在蒸发压力的推动下，气态热管工作介质上升至热管壳体内腔的上端，热管换热器部件冷凝段外侧的温度小于热管工作介质的温度，气态热管工作介质在热管壳体内腔上端的内表面冷凝成液态热管工作介质，同时释放热量，冷凝后的液态热管工作介质沿着热管壳体内腔的内表面向下流动，一部分液态热管工作介质被吸附在吸液芯的毛细孔隙中，其余液态热管工作介质则回流到工作液池中，完成一次热循环。

通过安装轴头外螺纹与热管安装孔内螺纹的相互啮合，把若干个热管换热器部件安装在罐体部件的多孔板上，并且使金属毡套筒安装在金属丝网条部件的预留孔中，使定位轴头安装在固定板部件的固定孔中。固定螺母把固定板部件连接在热管换热器部件下端，固定板部件阻止金属毡套筒和金属丝网条部件向下轴向移动。

一种冷凝式气液分离装置的冷媒是携带冷量的液体介质或气体介质。一种冷凝式气液分离装置的混合气体是含有待分离气体的高浓度气体，该待分离气体的沸点温度高于高浓度气体的沸点温度。

一种冷凝式气液分离装置的气液分离过程是：

冷媒从一种冷凝式气液分离装置的冷媒入口管进入罐体上腔，冷媒沿着冷媒流过罐体上腔的路径流动，冷媒从冷媒出口管排出罐体上腔。冷媒流过罐体上腔时吸收热管换热器部件冷凝段的热量，使热管换热器部件蒸发段的温度下降。

混合气体从一种冷凝式气液分离装置的混合气体入口管进入罐体下腔，混合气体沿着混合气体流过罐体下腔的路径流动，热管换热器部件蒸发段吸收混合气体的热量，使混合气体中的待分离气体冷凝成液滴，一部分液滴被吸附在金属毡套筒的毛细孔隙中，这部分液滴增加了金属毡套筒与预留孔之间的接触面积，使热管换热器部件蒸发段与金属丝网条部件之间的传热效率提高，热管换热器部件蒸发段吸收金属丝网条部件的热量，使金属丝网条部件的温度下降，金属丝网条部件、金属毡套筒和热管换热器部件蒸发段一起吸收混合气体的热量，使混合气体中的待分离气体冷凝成液滴，液滴向下流到横隔板上端面汇集成冷凝液，冷凝液通过J形管流到下封头部件内腔的下端，冷凝液从排液管排出下封头部件内腔。

去除了待分离气体及其冷凝液滴的混合气体是高浓度气体。J形管的下端形成水封，阻止高浓度气体从J形管流入下封头部件的内腔，避免高浓度气体与冷凝液混合。高浓度气体从导气管流到下封头部件内腔的上端，高浓度气体从排气管排出下封头部件内腔。

一种冷凝式气液分离装置的气液分离过程中，金属毡套筒吸附的液滴提高了传热效率，并且，混合气体沿着混合气体流过罐体下腔的路径流动，金属丝网条部件全程参与对混合气体的冷凝和除沫作用，去除了冷凝液后的高浓度气体不会与混合气体再次混合，从而提高了气液分离效率。

附图说明

说明书附图是一种冷凝式气液分离装置的结构图和示意图。其中图1是一种冷凝式气液分离装置的轴测图。图2是一种冷凝式气液分离装置的轴测剖视图。图3是一种冷凝式气液分离装置的轴测剖视图，下封头部件不做剖视处理。图4是上封头部件的轴测剖视图。图5是上封头纵隔板的轴测图。图6是横隔板部件的轴测剖视图。图7是下封头部件的轴测剖视图。图8是罐体部件的轴测图。图9是罐体部件的轴测剖视图。图10是罐体部件的俯视图，图中展示冷媒流过罐体上腔的路径。图11是罐体部件的A-A剖视图，图中展示混合气体流过罐体下腔的路径。图12是若干个热管换热器部件安装在多孔板上的示意图，图中显示固定板部件，未显示金属丝网条部件。图13是法兰垫二或法兰垫三的轴测图。图14是金属丝网条部件的轴测图。图15是固定板部件的轴测图。图16是热管换热器部件的轴测剖视图。图17是保护帽的轴测剖视图。图18是注液管的轴测图。

图中标注有下封头部件1、罐体部件2、上封头部件3、排液管4、椭圆封头一5、J形管6、封头筒体一7、横隔板8、封头法兰一9、罐体法兰一10、金属丝网条部件11、金属毡套筒12、罐体法兰二13、封头法兰二14、封头筒体二15、椭圆封头二16、冷媒入口管17、上封头纵隔板18、热管换热器部件19、法兰垫三20、罐体上纵隔板21、多孔板22、冷媒出口管23、混合气体入口管24、罐体筒体25、罐体下纵隔板26、法兰垫一27、排气管28、法兰垫二29、导气管30、固定板部件31、热管安装孔32、冷媒33、冷媒流过罐体上腔的路径34、混合气体35、混合气体流过罐体下腔的路径36、外圈纵隔板37、内圈纵隔板38、纵隔板筋板39、垫片连接筋40、外圈丝网条41、内圈丝网条42、预留孔43、外圈固定板44、内圈固定板45、固定孔46、固定螺母47、定位轴头48、吸液芯49、安装轴头50、安装凸台51、密封垫52、热管壳体53、注液管54、保护帽55、保护帽内螺纹56、多棱柱凸台57、压封处58、注液口59。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步叙述。

参照图1、图2和图3，一种冷凝式气液分离装置主要由下封头部件1、罐体部件2、上封头部件3、横隔板部件、法兰垫一27、法兰垫二29、法兰垫三20、金属丝网条部件11、固定板部件31、热管换热器部件19组成。上封头部件3安装在罐体部件2上端，横隔板部件安装在罐体部件2下端，下封头部件1安装在横隔板部件下端，罐体部件2中间有多孔板22，多孔板22把罐体部件2内腔分成两部分，多孔板22上端面至上封头部件3内表面的内腔是罐体上腔，多孔板22下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔。若干个热管换热器部件19安装在多孔板22上，热管换热器部件19的冷凝段位于罐体上腔，热管换热器部件19的蒸发段位于罐体下腔，金属丝网条部件11和固定板部件31安装在罐体下腔。

参照图4、图5、图6和图7，下封头部件1从下至上依次由排液管4、椭圆封头一5、封头筒体一7、封头法兰一9焊接在一起。封头筒体一7呈圆筒形，封头筒体一7侧表面焊接有排气管28。

横隔板部件主要由横隔板8、J形管6、导气管30组成。横隔板8呈圆盘形，横隔板8中间有两个轴向通孔。J形管6形状呈J形，J形管6有一个长臂端和一个短臂端，J形管6位于横隔板8之下，J形管6的长臂端焊接在横隔板8中间的一个通孔中，并且，J形管6的长臂端的端面高于横隔板8上端面一段距离。导气管30呈圆筒形，导气管30位于横隔板8之上，导气管30的下端焊接在横隔板8中间的另一个通孔中。

上封头部件3从下至上依次由封头法兰二14、封头筒体二15、椭圆封头二16、冷媒入口管17焊接在一起。封头筒体二15呈圆筒形，上封头纵隔板18焊接在封头筒体二15和椭圆封头二16的内表面。上封头纵隔板18有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板38、外圈纵隔板37，内圈纵隔板38的一端与外圈纵隔板37的一端之间焊接有纵隔板筋板39，外圈纵隔板37的另一端与封头筒体二15和椭圆封头二16的内表面之间焊接有纵隔板筋板39。

参照图8、图9、图10和图11，罐体部件2从下至上依次由罐体法兰一10、罐体筒体25、罐体法兰二13焊接在一起，罐体筒体25呈圆筒形，罐体筒体25侧表面焊接有冷媒出口管23和混合气体入口管24，罐体筒体25中间内表面焊接有多孔板22，多孔板22呈圆盘形，多孔板22上均布若干个轴向热管安装孔32，每个热管安装孔32的内表面有内螺纹。多孔板22把罐体部件2的内腔分成两部分，多孔板22上端面至上封头部件3内表面的内腔是罐体上腔，多孔板22下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔。冷媒出口管23与罐体上腔相联通，混合气体入口管24与罐体下腔相联通。多孔板22上端面焊接有罐体上纵隔板21，多孔板22下端面焊接有罐体下纵隔板26，罐体上纵隔板21和罐体下纵隔板26的水平截面形状与上封头纵隔板18的水平截面形状相同。

罐体上纵隔板21有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板38、外圈纵隔板37，内圈纵隔板38的一端与外圈纵隔板37的一端之间焊接有纵隔板筋板39，外圈纵隔板37的另一端与罐体筒体25和罐体法兰二13的内表面之间焊接有纵隔板筋板39。

罐体下纵隔板26有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板38、外圈纵隔板37，内圈纵隔板38的一端与外圈纵隔板37的一端之间焊接有纵隔板筋板39，外圈纵隔板37的另一端与罐体筒体25和罐体法兰一10的内表面之间焊接有纵隔板筋板39。

参照图2、图3、图13、图14和图15，金属丝网条部件11有若干个同心排列的开口环形丝网条，每个丝网条有一个开口，从圆心向外依次是内圈丝网条42、外圈丝网条41，内圈丝网条42和外圈丝网条41上均布若干个轴向预留孔43。内圈丝网条42安装在罐体下纵隔板26的内圈纵隔板38与外圈纵隔板37之间，外圈丝网条41安装在罐体下纵隔板26的外圈纵隔板37与罐体筒体25之间。

固定板部件31有若干个同心排列的开口环形固定板，每个固定板有一个开口，从圆心向外依次是内圈固定板45、外圈固定板44，内圈固定板45和外圈固定板44上均布若干个轴向固定孔46。内圈固定板45安装在罐体下纵隔板26的内圈纵隔板38与外圈纵隔板37之间，外圈固定板44安装在罐体下纵隔板26的外圈纵隔板37与罐体筒体25之间。

法兰垫一27呈环形。法兰垫二29有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋40。法兰垫三20有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋40。法兰垫一27安装在横隔板8的下表面与封头法兰一9的上表面之间。法兰垫二29安装在横隔板8的上表面与罐体法兰一10的下表面之间，以及法兰垫二29安装在横隔板8的上表面与罐体下纵隔板26的下表面之间。法兰垫三20安装在罐体法兰二13的上表面与封头法兰二14的下表面之间，以及法兰垫三20安装在罐体上纵隔板21的上表面与上封头纵隔板18的下表面之间。

参照图2、图3、图12、图16、图17和图18，热管换热器部件19主要由热管壳体53、注液管54、保护帽55、吸液芯49、金属毡套筒12、密封垫52、固定螺母47组成。热管壳体53呈封闭的圆筒形，热管壳体53上端径向外表面有一段外螺纹，热管壳体53下端有定位轴头48，定位轴头48径向外表面有外螺纹，固定螺母47安装在定位轴头48上。热管壳体53中间外表面有安装轴头50，安装轴头50径向外表面有外螺纹，安装轴头50轴向上端是安装凸台51，安装凸台51下表面有环形的密封垫52。吸液芯49呈圆筒形，吸液芯49的材质中充满毛细孔隙，吸液芯49安装在热管壳体53内腔的下端。金属毡套筒12呈圆筒形，金属毡套筒12的材质是金属丝烧结毡，金属毡套筒12的材质中充满毛细孔隙，金属毡套筒12安装在热管壳体53径向外表面的下端。

注液管54呈圆筒形，注液管54的一端焊接在热管壳体53上端面，注液管54的另一端是注液口59，注液管54与热管壳体53内腔相联通，通过注液口59向热管壳体53内加注热管工作介质后，在注液管54的压封处58用压钳压扁，并把注液口59焊接密封。

保护帽55呈开口向下的半封闭圆筒形，保护帽55下端内表面有保护帽内螺纹56，保护帽55上端有多棱柱凸台57。通过保护帽内螺纹56与热管壳体53上端外螺纹相互啮合，把保护帽55安装在热管壳体53上端。

以安装轴头50为界限，热管壳体53上端部分是热管换热器部件19的冷凝段，热管壳体53下端部分是热管换热器部件19的蒸发段。

在重力作用下，热管壳体53内加注的热管工作介质会以液态形式汇集在热管壳体53内腔下端，形成工作液池。工作液池中的部分液态热管工作介质被吸附在吸液芯49的毛细孔隙中。热管换热器部件19在工作时，热管换热器部件19蒸发段外侧的温度大于热管工作介质的温度，吸液芯49中的液态热管工作介质吸收热量汽化成气态热管工作介质，在蒸发压力的推动下，气态热管工作介质上升至热管壳体53内腔的上端，热管换热器部件19冷凝段外侧的温度小于热管工作介质的温度，气态热管工作介质在热管壳体53内腔上端的内表面冷凝成液态热管工作介质，同时释放热量，冷凝后的液态热管工作介质沿着热管壳体53内腔的内表面向下流动，一部分液态热管工作介质被吸附在吸液芯49的毛细孔隙中，其余液态热管工作介质则回流到工作液池中，完成一次热循环。

通过安装轴头50外螺纹与热管安装孔32内螺纹的相互啮合，把若干个热管换热器部件19安装在罐体部件2的多孔板22上，并且使金属毡套筒12安装在金属丝网条部件11的预留孔43中，使定位轴头48安装在固定板部件31的固定孔46中。固定螺母47把固定板部件31连接在热管换热器部件19下端，固定板部件31阻止金属毡套筒12和金属丝网条部件11向下轴向移动。

一种冷凝式气液分离装置的冷媒33是携带冷量的液体介质或气体介质。一种冷凝式气液分离装置的混合气体35是含有待分离气体的高浓度气体，该待分离气体的沸点温度高于高浓度气体的沸点温度。

参照图2、图3、图10和图11，一种冷凝式气液分离装置的气液分离过程是：

冷媒33从一种冷凝式气液分离装置的冷媒入口管17进入罐体上腔，冷媒33沿着冷媒流过罐体上腔的路径34流动，冷媒33从冷媒出口管23排出罐体上腔。冷媒33流过罐体上腔时吸收热管换热器部件19冷凝段的热量，使热管换热器部件19蒸发段的温度下降。

混合气体35从一种冷凝式气液分离装置的混合气体入口管24进入罐体下腔，混合气体35沿着混合气体流过罐体下腔的路径36流动，热管换热器部件19蒸发段吸收混合气体35的热量，使混合气体35中的待分离气体冷凝成液滴，一部分液滴被吸附在金属毡套筒12的毛细孔隙中，这部分液滴增加了金属毡套筒12与预留孔43之间的接触面积，使热管换热器部件19蒸发段与金属丝网条部件11之间的传热效率提高，热管换热器部件19蒸发段吸收金属丝网条部件11的热量，使金属丝网条部件11的温度下降，金属丝网条部件11、金属毡套筒12和热管换热器部件19蒸发段一起吸收混合气体35的热量，使混合气体35中的待分离气体冷凝成液滴，液滴向下流到横隔板8上端面汇集成冷凝液，冷凝液通过J形管6流到下封头部件1内腔的下端，冷凝液从排液管4排出下封头部件1内腔。

去除了待分离气体及其冷凝液滴的混合气体35是高浓度气体。J形管6的下端形成水封，阻止高浓度气体从J形管6流入下封头部件1的内腔，避免高浓度气体与冷凝液混合。高浓度气体从导气管30流到下封头部件1内腔的上端，高浓度气体从排气管28排出下封头部件1内腔。

一种冷凝式气液分离装置的气液分离过程中，金属毡套筒12吸附的液滴提高了传热效率，并且，混合气体35沿着混合气体流过罐体下腔的路径36流动，金属丝网条部件11全程参与对混合气体35的冷凝和除沫作用，去除了冷凝液后的高浓度气体不会与混合气体35再次混合，从而提高了气液分离效率。

Claims (2)

1.一种冷凝式气液分离装置，其特征在于一种冷凝式气液分离装置主要由下封头部件(1)、罐体部件(2)、上封头部件(3)、横隔板部件、法兰垫一(27)、法兰垫二(29)、法兰垫三(20)、金属丝网条部件(11)、固定板部件(31)、热管换热器部件(19)组成；上封头部件(3)安装在罐体部件(2)上端，横隔板部件安装在罐体部件(2)下端，下封头部件(1)安装在横隔板部件下端，罐体部件(2)中间有多孔板(22)，多孔板(22)把罐体部件(2)内腔分成两部分，多孔板(22)上端面至上封头部件(3)内表面的内腔是罐体上腔，多孔板(22)下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔；若干个热管换热器部件(19)安装在多孔板(22)上，热管换热器部件(19)的冷凝段位于罐体上腔，热管换热器部件(19)的蒸发段位于罐体下腔，金属丝网条部件(11)和固定板部件(31)安装在罐体下腔；

下封头部件(1)从下至上依次由排液管(4)、椭圆封头一(5)、封头筒体一(7)、封头法兰一(9)焊接在一起；封头筒体一(7)呈圆筒形，封头筒体一(7)侧表面焊接有排气管(28)；

横隔板部件主要由横隔板(8)、J形管(6)、导气管(30)组成；横隔板(8)呈圆盘形，横隔板(8)中间有两个轴向通孔；J形管(6)形状呈J形，J形管(6)有一个长臂端和一个短臂端，J形管(6)位于横隔板(8)之下，J形管(6)的长臂端焊接在横隔板(8)中间的一个通孔中，并且，J形管(6)的长臂端的端面高于横隔板(8)上端面一段距离；导气管(30)呈圆筒形，导气管(30)位于横隔板(8)之上，导气管(30)的下端焊接在横隔板(8)中间的另一个通孔中；

上封头部件(3)从下至上依次由封头法兰二(14)、封头筒体二(15)、椭圆封头二(16)、冷媒入口管(17)焊接在一起；封头筒体二(15)呈圆筒形，上封头纵隔板(18)焊接在封头筒体二(15)和椭圆封头二(16)的内表面；上封头纵隔板(18)有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板(38)、外圈纵隔板(37)，内圈纵隔板(38)的一端与外圈纵隔板(37)的一端之间焊接有纵隔板筋板(39)，外圈纵隔板(37)的另一端与封头筒体二(15)和椭圆封头二(16)的内表面之间焊接有纵隔板筋板(39)；

罐体部件(2)从下至上依次由罐体法兰一(10)、罐体筒体(25)、罐体法兰二(13)焊接在一起，罐体筒体(25)呈圆筒形，罐体筒体(25)侧表面焊接有冷媒出口管(23)和混合气体入口管(24)，罐体筒体(25)中间内表面焊接有多孔板(22)，多孔板(22)呈圆盘形，多孔板(22)上均布若干个轴向热管安装孔(32)，每个热管安装孔(32)的内表面有内螺纹；多孔板(22)把罐体部件(2)的内腔分成两部分，多孔板(22)上端面至上封头部件(3)内表面的内腔是罐体上腔，多孔板(22)下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔；冷媒出口管(23)与罐体上腔相联通，混合气体入口管(24)与罐体下腔相联通；多孔板(22)上端面焊接有罐体上纵隔板(21)，多孔板(22)下端面焊接有罐体下纵隔板(26)，罐体上纵隔板(21)和罐体下纵隔板(26)的水平截面形状与上封头纵隔板(18)的水平截面形状相同；

罐体上纵隔板(21)有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板(38)、外圈纵隔板(37)，内圈纵隔板(38)的一端与外圈纵隔板(37)的一端之间焊接有纵隔板筋板(39)，外圈纵隔板(37)的另一端与罐体筒体(25)和罐体法兰二(13)的内表面之间焊接有纵隔板筋板(39)；

罐体下纵隔板(26)有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板(38)、外圈纵隔板(37)，内圈纵隔板(38)的一端与外圈纵隔板(37)的一端之间焊接有纵隔板筋板(39)，外圈纵隔板(37)的另一端与罐体筒体(25)和罐体法兰一(10)的内表面之间焊接有纵隔板筋板(39)；

金属丝网条部件(11)有若干个同心排列的开口环形丝网条，每个丝网条有一个开口，从圆心向外依次是内圈丝网条(42)、外圈丝网条(41)，内圈丝网条(42)和外圈丝网条(41)上均布若干个轴向预留孔(43)；内圈丝网条(42)安装在罐体下纵隔板(26)的内圈纵隔板(38)与外圈纵隔板(37)之间，外圈丝网条(41)安装在罐体下纵隔板(26)的外圈纵隔板(37)与罐体筒体(25)之间；

固定板部件(31)有若干个同心排列的开口环形固定板，每个固定板有一个开口，从圆心向外依次是内圈固定板(45)、外圈固定板(44)，内圈固定板(45)和外圈固定板(44)上均布若干个轴向固定孔(46)；内圈固定板(45)安装在罐体下纵隔板(26)的内圈纵隔板(38)与外圈纵隔板(37)之间，外圈固定板(44)安装在罐体下纵隔板(26)的外圈纵隔板(37)与罐体筒体(25)之间；

法兰垫一(27)呈环形；法兰垫二(29)有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋(40)；法兰垫三(20)有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋(40)；法兰垫一(27)安装在横隔板(8)的下表面与封头法兰一(9)的上表面之间；法兰垫二(29)安装在横隔板(8)的上表面与罐体法兰一(10)的下表面之间，以及法兰垫二(29)安装在横隔板(8)的上表面与罐体下纵隔板(26)的下表面之间；法兰垫三(20)安装在罐体法兰二(13)的上表面与封头法兰二(14)的下表面之间，以及法兰垫三(20)安装在罐体上纵隔板(21)的上表面与上封头纵隔板(18)的下表面之间；

热管换热器部件(19)主要由热管壳体(53)、注液管(54)、保护帽(55)、吸液芯(49)、金属毡套筒(12)、密封垫(52)、固定螺母(47)组成；热管壳体(53)呈封闭的圆筒形，热管壳体(53)上端径向外表面有一段外螺纹，热管壳体(53)下端有定位轴头(48)，定位轴头(48)径向外表面有外螺纹，固定螺母(47)安装在定位轴头(48)上；热管壳体(53)中间外表面有安装轴头(50)，安装轴头(50)径向外表面有外螺纹，安装轴头(50)轴向上端是安装凸台(51)，安装凸台(51)下表面有环形的密封垫(52)；吸液芯(49)呈圆筒形，吸液芯(49)的材质中充满毛细孔隙，吸液芯(49)安装在热管壳体(53)内腔的下端；金属毡套筒(12)呈圆筒形，金属毡套筒(12)的材质是金属丝烧结毡，金属毡套筒(12)的材质中充满毛细孔隙，金属毡套筒(12)安装在热管壳体(53)径向外表面的下端；

注液管(54)呈圆筒形，注液管(54)的一端焊接在热管壳体(53)上端面，注液管(54)的另一端是注液口(59)，注液管(54)与热管壳体(53)内腔相联通，通过注液口(59)向热管壳体(53)内加注热管工作介质后，在注液管(54)的压封处(58)用压钳压扁，并把注液口(59)焊接密封；

保护帽(55)呈开口向下的半封闭圆筒形，保护帽(55)下端内表面有保护帽内螺纹(56)，保护帽(55)上端有多棱柱凸台(57)；通过保护帽内螺纹(56)与热管壳体(53)上端外螺纹相互啮合，把保护帽(55)安装在热管壳体(53)上端；

以安装轴头(50)为界限，热管壳体(53)上端部分是热管换热器部件(19)的冷凝段，热管壳体(53)下端部分是热管换热器部件(19)的蒸发段；

通过安装轴头(50)外螺纹与热管安装孔(32)内螺纹的相互啮合，把若干个热管换热器部件(19)安装在罐体部件(2)的多孔板(22)上，并且使金属毡套筒(12)安装在金属丝网条部件(11)的预留孔(43)中，使定位轴头(48)安装在固定板部件(31)的固定孔(46)中；固定螺母(47)把固定板部件(31)连接在热管换热器部件(19)下端，固定板部件(31)阻止金属毡套筒(12)和金属丝网条部件(11)向下轴向移动；

一种冷凝式气液分离装置的冷媒(33)是携带冷量的液体介质或气体介质；一种冷凝式气液分离装置的混合气体(35)是含有待分离气体的高浓度气体，该待分离气体的沸点温度高于高浓度气体的沸点温度。

2.根据权利要求1所述的一种冷凝式气液分离装置，其特征在于一种冷凝式气液分离装置的气液分离过程是：

冷媒(33)从一种冷凝式气液分离装置的冷媒入口管(17)进入罐体上腔，冷媒(33)沿着冷媒流过罐体上腔的路径(34)流动，冷媒(33)从冷媒出口管(23)排出罐体上腔；冷媒(33)流过罐体上腔时吸收热管换热器部件(19)冷凝段的热量，使热管换热器部件(19)蒸发段的温度下降；

混合气体(35)从一种冷凝式气液分离装置的混合气体入口管(24)进入罐体下腔，混合气体(35)沿着混合气体流过罐体下腔的路径(36)流动，热管换热器部件(19)蒸发段吸收混合气体(35)的热量，使混合气体(35)中的待分离气体冷凝成液滴，一部分液滴被吸附在金属毡套筒(12)的毛细孔隙中，这部分液滴增加了金属毡套筒(12)与预留孔(43)之间的接触面积，使热管换热器部件(19)蒸发段与金属丝网条部件(11)之间的传热效率提高，热管换热器部件(19)蒸发段吸收金属丝网条部件(11)的热量，使金属丝网条部件(11)的温度下降，金属丝网条部件(11)、金属毡套筒(12)和热管换热器部件(19)蒸发段一起吸收混合气体(35)的热量，使混合气体(35)中的待分离气体冷凝成液滴，液滴向下流到横隔板(8)上端面汇集成冷凝液，冷凝液通过J形管(6)流到下封头部件(1)内腔的下端，冷凝液从排液管(4)排出下封头部件(1)内腔；

去除了待分离气体及其冷凝液滴的混合气体(35)是高浓度气体；J形管(6)的下端形成水封，阻止高浓度气体从J形管(6)流入下封头部件(1)的内腔，避免高浓度气体与冷凝液混合；高浓度气体从导气管(30)流到下封头部件(1)内腔的上端，高浓度气体从排气管(28)排出下封头部件(1)内腔。