CN203220843U

CN203220843U - 一种用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置

Info

Publication number: CN203220843U
Application number: CN 201320199072
Authority: CN
Inventors: 王荣山; 翁立奎; 耿建桥; 张晏玮; 柏广海; 刘二伟; 杜晨曦
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2023-04-19

Abstract

本实用新型涉及一种用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其包括具有进气口、出气口以及排液口的分离筒，冷凝装置，液体收集装置，特别是，分离装置还包括与分离筒的出气口相连通的第一气体收集装置和与液体收集装置的侧壁相连通的第二气体收集装置，其中第一气体收集装置包括一端部与分离筒的出气口相连通的第一集气管以及与第一集气管另一端部相连通的第一集气器，第二气体收集装置包括一端部与液体收集装置的侧壁相连通的第二集气管以及与第二集气管另一端部相连通的第二集气器。本实用新型可用于不同密度气体与水蒸汽的分离，且具有较高的可靠性。

Description

一种用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置

技术领域

本实用新型涉及一种分离装置，具体涉及一种将不溶于水的气体与水蒸汽分离的分离装置。

背景技术

在化工领域中，将不溶于水的气体与水蒸汽分离是非常常见的，例如，中国专利公开号为CN201618437U,其公开了一种窖式气水分离器，在水箱的一侧装有冷水箱，其内安装多到平行排列的冷凝管，冷凝管下方设有积水箱，冷水箱上设有进气口和出气口，高温气体自进气口进入冷水箱内，经过冷凝管的冷却，水蒸汽接触冷凝管后，形成液珠，滴入积水箱体中，不溶于水的气体自出气口排出，从而实现气水分离。然而，上述的气水分离器，对于密度较大的气体，如氩气（Ar），则在重力作用下，向着冷水箱底部移动，而出气口一般都是在冷水箱的顶部，因此，对应密度较大的气体，则无法从出气口排出，不仅造成了资源的浪费，而且无法达到分离的效果和目的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其包括具有进气口、出气口以及排液口的分离筒，设置在分离筒内的冷凝装置，设置在排液口下方的液体收集装置，特别是，分离装置还包括与分离筒的出气口相连通的第一气体收集装置和与液体收集装置的侧壁相连通的第二气体收集装置，其中第一气体收集装置包括一端部与分离筒的出气口相连通的第一集气管以及与第一集气管另一端部相连通的第一集气器，第一气体收集装置用于收集密度较小的气体；第二气体收集装置包括一端部与液体收集装置的侧壁相连通的第二集气管以及与第二集气管另一端部相连通的第二集气器，第二气体收集装置用于收集密度较大的气体。

优选地，液体收集装置呈漏斗状，其包括截面自上而下逐渐变小的锥台和斗嘴以及设置在斗嘴下方的集液槽，第二集气管与锥台的锥面相连通。

进一步，优选地，第二集气管与锥台锥面连通的端面自上而下向外倾斜。其中锥台的锥顶角为90°为最优选。更有利于液体的收集和排放。

根据本实用新型一个具体实施和优选方面，锥台上还设有位于第二集气管上方将其位于锥台内的部分挡住的挡板。有效地防止液珠从第二集气管流向第二集气器。

根据本实用新型又一个具体实施和优选方面，冷凝装置包括U型换热管和提供冷凝水的供应***，其中U型换热管的两端分别与供应***的进水管和出水管相连接。

优选地，U型换热管为耐高温的不锈钢，其在水蒸汽环境下不会发生高温腐蚀，所以不会对收集气体带来额外污染及凝结水管路的堵塞等问题。

优选地，出气口设置在分离筒的顶部，进气口设置在分离筒的底侧部；排液口设置在分离筒的底部并与液体收集装置相连通。

此外，密度较小的气体为氢气、氦气或一氧化碳。密度较大的气体为氩气。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型将分离筒的出气口与第一气体收集装置相连通、液体收集装置的侧壁与第二气体收集装置相连通，再通过冷凝装置将水蒸汽液化，不溶于水的密度较小和较大气体分别被第一气体收集装置和第二气体收集装置收集，液化后的液珠被液体收集装置收集，因此，可用于不同密度气体与水蒸汽的分离，且具有较高的可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为根据本实用新型的分离装置的主视示意图；

其中：1、分离筒；10、进气口；11、出气口；12、排液口；2、冷凝装置；20、U型换热管；3、液体收集装置；30、锥台；31、斗嘴；32、挡板；33、集液槽；4、第一气体收集装置；40、第一集气管；41、第一集气器；5、第二气体收集装置；50、第二集气管；51、第二集气器；6、进水管；7、出水管。

具体实施方式

如图1所示，用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其包括具有进气口10、出气口11以及排液口12的分离筒1；设置在分离筒1内的冷凝装置2；设置在排液口下方的液体收集装置3；与分离筒1的出气口11相连通的第一气体收集装置4；与液体收集装置3的侧壁相连通的第二气体收集装置5。

上述的出气口11设置在分离筒1的顶部，进气口10设置在分离筒1的底侧部；排液口12设置在分离筒1的底部并与液体收集装置3相连通。冷凝装置2包括U型换热管20和提供冷凝水的供应***，其中U型换热管20的两端分别与供应***的进水管6和出水管7相连接。液体收集装置3呈漏斗状，具体包括截面自上而下逐渐变小的锥台30和斗嘴31以及设置在斗嘴31下方的集液槽33。第一气体收集装置4包括一端部与分离筒1的出气口11相连通的第一集气管40以及与第一集气管40另一端部相连通的第一集气器41，第一气体收集装置4用于收集密度较小的气体。第二气体收集装置5包括一端部与液体收集装置3的侧壁（锥台30）相连通的第二集气管50以及与第二集气管50另一端部相连通的第二集气器51，第二气体收集装置5用于收集密度较大的气体。

本例中，为了达到最佳的分离效果，分离筒1呈圆柱行，锥台30的锥顶角为90°，便于液体的排放。与此同时，锥台30上还设有位于第二集气管50上方将其位于锥台30内的部分挡住的挡板32，再将第二集气管50与锥台30锥面连通的端面设置成自上而下向外倾斜，更有效地防止液珠自第二集气管50排向第二收集***51。

此外，本例中，U型换热管20为不锈钢，其在水蒸汽环境下不会发生高温腐蚀，所以不会对收集气体带来额外污染及凝结水管路的堵塞等问题；同时在第一集气管40和第二集气管50内分别设有干燥剂层，防止不溶于水的气体内还混合有少量的水蒸汽，进而，更彻底地分离不溶于水的气体与水蒸汽。

本例中的分离装置具体实施如下：

向U型换热管20内加入流动的冷凝水，不溶于水的气体（例如氢气、氦气或一氧化碳与氩气）与水蒸汽混合气体自进气口10导向分离筒1内，混合气体接触到U型换热管20后，其中的水蒸汽液化形成水珠，沿着分离筒1的内壁滴向液体收集装置3或直接从U型换热管20上滴入液体收集装置3，然后自斗嘴31排出，收至集液槽33内；不溶于水密度较小的气体（例如氢气、氦气或一氧化碳）自分离筒1的出气口11被第一气体收集装置4收集，不溶于水密度较大的气体（例如氩气），在重力的作用下，向分离器1的排液口12移动，当移动到液体收集装置3的锥台30处时，部分先被第二气体收集装置5收集，还有一部分继续向下流动，直到碰到液面后反弹向上，再次流动至锥台30处，且再次被第二气体收集装置5收集。同时在第一集气管40和第二集气管50内分别设有干燥剂层（例如CaCl₂），防止不溶于水的气体内还混合有少量的水蒸汽，进而，更有效地分离不溶于水的气体与水蒸汽。

综上所述，本实用新型将分离筒的出气口与第一气体收集装置相连通、液体收集装置的侧壁与第二气体收集装置相连通，再通过冷凝装置将水蒸汽液化，不溶于水的密度较小和较大气体分别被第一气体收集装置和第二气体收集装置收集，液化后的液珠被液体收集装置收集，同时本实用新型所采用的U型换热管为不锈钢，其在水蒸汽环境下不会发生高温腐蚀，所以不会对收集气体带来额外污染及凝结水管路的堵塞等问题，因此，可用于不同密度气体与水蒸汽的分离，且具有较高的安全性和可靠性。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1. 一种用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其包括具有进气口（10）、出气口（11）以及排液口（12）的分离筒（1），设置在所述分离筒（1）内的冷凝装置（2），设置在所述排液口（12）下方的液体收集装置（3），其特征在于：所述的分离装置还包括与所述分离筒（1）的出气口（10）相连通的第一气体收集装置（4）和与所述液体收集装置（3）的侧壁相连通的第二气体收集装置（5），所述的第一气体收集装置（4）包括一端部与所述分离筒（1）的出气口（10）相连通的第一集气管（40）以及与所述第一集气管（40）另一端部相连通的第一集气器（41），所述的第一气体收集装置（4）用于收集密度较小的气体，所述的第二气体收集装置（5）包括一端部与所述液体收集装置（3）的侧壁相连通的第二集气管（50）以及与所述第二集气管（50）另一端部相连通的第二集气器（51），所述的第二气体收集装置（5）用于收集密度较大的气体。

2. 根据权利要求1所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述液体收集装置（3）呈漏斗状，其包括截面自上而下逐渐变小的锥台（30）和斗嘴（31）以及设置在所述斗嘴（31）下方的集液槽（33），所述的第二集气管（50）与所述锥台（30）相连接。

3. 根据权利要求2所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述的第二集气管（50）的与所述锥台（30）锥台相连接的端部的端面为自上而下向外倾斜的斜面。

4. 根据权利要求2或3所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述锥台（30）的锥顶角为90°。

5. 根据权利要求2或3所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述锥台（30）上还设有位于所述第二集气管（50）上方将其位于所述锥台（30）内的部分挡住的挡板（32）。

6. 根据权利要求1所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述的冷凝装置（2）包括U型换热管（20）和提供冷凝水的供应***，所述U型换热管（20）的两端分别与供应***的进水管（6）和出水管（7）相连接。

7. 根据权利要求6所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述U型换热管（20）为不锈钢。

8. 根据权利要求1所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述的出气口（11）设置在所述分离筒（1）的顶部，所述的进气口（10）设置在所述分离筒（1）的底侧部；所述的排液口（12）设置在所述分离筒（1）的底部并与所述的液体收集装置（3）相连通。

9.根据权利要求1所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述的密度较小的气体为氢气、氦气或一氧化碳。

10. 根据权利要求1或9所述的用于分离不溶于水的气体与水蒸汽的分离装置，其特征在于：所述的密度较大的气体为氩气。