CN204841208U

CN204841208U - 气液分离器及具有气液分离功能的气体液封装置

Info

Publication number: CN204841208U
Application number: CN201520573165.8U
Authority: CN
Inventors: 陈路; 刘学志; 孙雄飞; 杨加军
Original assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2025-07-31

Abstract

本实用新型公开了一种气液分离器及具有气液分离功能的气体液封装置。气液分离器，包括内腔以及与内腔相通的气体入口、气体出口和下液口；所述内腔包括上腔室、中腔室和下腔室，所述气体入口设置在上腔室的顶部，所述下液口设置在下腔室的底部，所述气体出口设置在中腔室的侧面，所述中腔室位于上腔室与下腔室之间；气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1。具有气液分离功能的气体液封装置包括带有液封槽、下液管和溢流口的液封装置和上述气液分离器。气液分离器的气液分离效率高；具有气液分离功能的气体液封装置，不仅具有液封功能，而且气液分离效率高。

Description

气液分离器及具有气液分离功能的气体液封装置

技术领域

本实用新型涉及气体水封装置，尤其涉及一种具有气液分离功能的气体液封装置。

背景技术

气体液封装置种类繁多，气体液封装置主要有两方面的作用：一、用于对气体输送管线中积存的液体进行分离，在线连续排出；二、利用冷凝液的液位高度形成液封，防止被输送的气体窜出和外界的空气进入气体输送管道。

如图1所示的传统气体液封装置，包括下液管02和液封槽03，下液管02将气体输送管道01与液封槽03的内腔连通，且下液管02伸入液封槽03的一端位于液封槽03中的液位以下。气体输送管道01中积存的冷凝液经下液管02自流进入液封槽03，液体积满后经过溢流口04排出。此类型的气体液封装置容易出现如下问题：一、仅具有液封功能；气体输送管线上需设置大量的液封装置才能达到理想的气液分离效率，安全生产管控难度大；二、气体输送管线中的液态物质中存在的渣、盐结晶或重组分有机物沉淀于液封槽03底部，造成下液管02下液不畅，甚至堵塞，导致气态物质无法正常输送，输送管道及设备蹩压将造成生产***停产，直接威胁人员的安全和气体的安全输送。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是提供一种气液分离效率高的气液分离器。

本实用新型解决第一个技术问题所采用的气液分离器，包括内腔以及与内腔相通的气体入口、气体出口和下液口；所述内腔包括上腔室、中腔室和下腔室，所述气体入口设置在上腔室的顶部，所述下液口设置在下腔室的底部，所述气体出口设置在中腔室的侧面，所述中腔室位于上腔室与下腔室之间；气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1。

进一步的，所述中腔室的直径D4＝1.25×气体入口的内径D1；中腔室的长度H1＝2.5×气体入口的内径D1。

进一步的，所述气体入口的内径下液口的内径其中：

Q-进入气液分离器的气体流量，单位：m³/s；

V_气-进入气液分离器前气体流速，单位：m/s；

I-进入气液分离器前气体中液体物质含量，单位：Kg/m³；

V_液-液体物质的自流流速，单位：m/s；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种具有气液分离功能的气体液封装置，不仅具有液封功能，而且气液分离效率高。

本实用新型解决第二个技术问题所采用的具有气液分离功能的气体液封装置，包括液封装置，所述液封装置包括液封槽、下液管和溢流口，其特征在于：还包括气液分离器，所述气液分离器包括内腔以及与内腔相通的气体入口、气体出口和下液口；所述内腔包括上腔室、中腔室和下腔室，所述气体入口设置在上腔室的顶部，所述下液口设置在下腔室的底部，所述气体出口设置在中腔室的侧面，所述中腔室位于上腔室与下腔室之间；气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1；所述气液分离器设置在下液管的上方，且所述下液口与下液管连通。

进一步的，所述气体入口的内径下液口的内径其中：

Q-进入气液分离器的气体流量，单位：m³/s；

V_气-进入气液分离器前气体流速，单位：m/s；

I-进入气液分离器前气体中液体物质含量，单位：Kg/m³；

V_液-液体物质的自流流速，单位：m/s；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³。

进一步的，所述下液管与溢流口之间依次交替设置有下挡板和上挡板，所述下挡板与液封槽的底部连接，所述上挡板与液封槽的顶部连接，所述上挡板与下挡板数量之和为N,N≥2，所述下挡板和上挡板的高度均为H2；所述下挡板与上挡板将所述液封槽分隔为N+1个液封腔室，各液封腔室相连通，液封槽的液封高度H3＝(N+1)H2。

进一步的，其中：

P-气液分离器中腔室气体压力，单位：Pa；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³；

g-当地重力加速度，单位：m/s²；

H₂-挡板的高度H₂，单位：m。

进一步的，所述液封腔室的底部设置有液封腔室放空口。

进一步的，所述液封腔室设置有吹扫介质入口。

本实用新型的有益效果是：气液分离器的气液分离效率高，解决现有技术中气液分离效率低的问题；具有气液分离功能的气体液封装置，不仅具有液封功能，而且气液分离效率高，解决现有技术中输气管道积液堵塞、气液分离效率低和运行周期短的问题。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图1中所示：01-气体输送管道、02-下液管、液封槽03、溢流口04；

图2是本实用新型的气液分离器的结构示意图；

图3是本实用新型的具有气液分离功能的气体液封装置的结构示意图；

图4是图3中液封装置的结构示意图；

图5是图4的俯视示意图；

图2～图5中所示：液封装置1、液封槽11、液封腔室111、下液管12、下挡板131、上挡板132、溢流口14、液封腔室放空口15、吹扫介质入口16、液封装置放空阀17、气相平衡管接口18、密封液加入口19、备用口20、气液分离器2、气体入口21、气体出口22、下液口23、上腔室24、中腔室、25、下腔室26、气体入口的内径D1、气体出口的内径D2、下液口的内径D3、中腔室的直径D4、中腔室的长度H1、喇叭口3、冷凝液控制阀4、排空口5、吹扫介质6、气液混合物7、气体8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图2所示，本实用新型的气液分离器，包括内腔以及与内腔相通的气体入口21、气体出口22和下液口23；所述内腔包括上腔室24、中腔室25和下腔室26，所述气体入口21设置在上腔室24的顶部，所述下液口23设置在下腔室26的底部，所述气体出口22设置在中腔室25的侧面，所述中腔室25位于上腔室24与下腔室26之间；气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1。使用本实用新型的气液分离器时，需要与液封装置配套使用，被输送的气体从气体入口21进入气液分离器的内腔进行气液分离，由于惯性和重力的作用，气体中夹带的液态物质顺着气体流入的方向继续向下从下液口23流出进入液封装置，经气液分离后的气体从气体出口22流出进入气体输送管线被输送至用户；所述中腔室25优选为圆管状，所述上腔室24与下腔室26优选为圆台状，由于气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1，气体进入气液分离器的内腔后，流速降低，延长了气体在气液分离器内腔中的停留时间，大幅提高气液分离效率。

为了进一步提高气液分离效率，所述中腔室的直径D4＝1.25×气体入口的内径D1；中腔室的长度H1＝2.5×气体入口的内径D1，中腔室的长度即中腔室的高度。

为了进一步提高气液分离效率，作为优选的实施方式，根据气体介质的流速、沿程损失液体夹带量、液体的物理性质设计中腔室的尺寸，气体入口的内径下液口的内径其中：

Q-进入气液分离器的气体流量，单位：m³/s；

V_气-进入气液分离器前气体流速，单位：m/s；

I-进入气液分离器前气体中液体物质含量，单位：Kg/m³；

V_液-液体物质的自流流速，单位：m/s；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³。

根据上述公式设计的气液分离器，可分离气体中85％以上的液态物质。

如图3至图5所示，本实用新型的具有气液分离功能的气体液封装置，包括液封装置1，所述液封装置1包括液封槽11、下液管12和溢流口14，还包括气液分离器2，所述气液分离器2包括内腔以及与内腔相通的气体入口21、气体出口22和下液口23；所述内腔包括上腔室24、中腔室25和下腔室26，所述气体入口21设置在上腔室24的顶部，所述下液口23设置在下腔室26的底部，所述气体出口22设置在中腔室25的侧面，所述中腔室25位于上腔室24与下腔室26之间；气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1；所述气液分离器2设置在下液管12的上方，且所述下液口23与下液管12连通。其中，下液管12的下端伸入到液封槽11的液面以下对气体输送管道进行液封；液封槽11上还可以设置液封装置放空阀17、气相平衡管接口18、密封液加入口19、备用口20中的至少一种；液封装置放空阀17用于在检修等情形时，对液封槽11的液体进行排放；气相平衡管接口18用于连接气相平衡管，气相平衡管与大气相通，用于平衡液封槽11内的压力防止虹吸的发生；当液封槽11内的液面低于下液管12下端的高度时，通过密封液加入口19向液封槽11内注入适当的液体至下液管12下端位于液封槽11内的液面以下；备用口20作为预留口，为后期使用或者设备维护做准备。

被输送的气液混合物7从气体入口21进入气液分离器的内腔进行气液分离，由于惯性和重力的作用，气体中夹带的液态物质顺着气体流入的方向继续向下从下液口23流出进入下液管12流入液封槽11内，液封槽11内的液体积满后从溢流口14流出，最后进入液体收集装置；经气液分离后的气体8从气体出口22流出进入气体输送管线被输送至用户；由于气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1，气体进入气液分离器的内腔后，流速降低，延长了气体在气液分离器内腔中的停留时间，大幅提高气液分离效率。因此，本实用新型的具有气液分离功能的气体液封装置，不仅具有液封功能，而且气液分离效率高。

为了进一步提高气液分离效率，作为优选的实施方式，所述中腔室的直径D4＝1.25×气体入口的内径D1；中腔室的长度H1＝2.5×气体入口的内径D1。

为了进一步提高气液分离效率，作为优选的实施方式，根据气体介质的流速、沿程损失、液体夹带量、液体的物理性质设计中腔室的尺寸，气体入口的内径下液口的内径其中：

Q-进入气液分离器的气体流量，单位：m³/s；

V_气-进入气液分离器前气体流速，单位：m/s；

I-进入气液分离器前气体中液体物质含量，单位：Kg/m³；

V_液-液体物质的自流流速，单位：m/s；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³。

为了提高液封装置1的封液高度，作为优选的实施方式，所述下液管12与溢流口14之间依次交替设置有下挡板131和上挡板132，所述下挡板131与液封槽11的底部连接，所述上挡板132与液封槽11的顶部连接，所述上挡板131与下挡板132数量之和为N,N≥2，所述下挡板131和上挡板132的高度均为H2；所述下挡板131与上挡板132将所述液封槽11分隔为N+1个液封腔室111，各液封腔室111相连通，液封槽11的液封高度H3＝H2。

根据生产现场安装条件决定下挡板131和上挡板132的高度H2，作为优选的实施方式，其中：

P-气液分离器中腔室气体压力，单位：Pa；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³；

g-当地重力加速度，单位：m/s²；

H2-挡板的高度，单位：m。

其中，挡板包括下挡板131、上挡板132。

作为优选的实施方式，所述液封腔室111的底部设置有液封腔室放空口15。这样，可以在需要的时候，将各液封腔室111的液体排空。

作为优选的实施方式，所述液封腔室111设置有吹扫介质入口16。当液封腔室放空口15被堵塞需要清洗的时候，通过吹扫介质入口16向液封腔室111内吹入吹扫介质对液封腔室放空口15进行清洗。如图3所示，在液封腔室放空口15的连接法兰前后均设置吹扫介质入口16，在液封装置放空阀17的前后也设置有吹扫介质入口16；当液封腔室放空口15连接法兰前面被堵塞，就向连接法兰前面的吹扫介质入口16吹入蒸汽进行清扫，当连接法兰后面被堵塞，就向连接法兰后面的吹扫介质入口16吹入蒸汽进行清扫；同理，当液封装置放空阀17前面被堵塞，就向液封装置放空阀17前面的吹扫介质入口16吹入蒸汽进行清扫，当液封装置放空阀17后面被堵塞，就向液封装置放空阀17后面的吹扫介质入口16吹入蒸汽进行清扫；通过液封腔室放空口15和液封装置放空阀17的配合使用，可以对液封装置1进行整体和分段清洗，对液封装置1进行清洗很便捷，可以延长气体液封装置的运行周期。

实施例

以WSA制酸使用的焦炉煤气除湿工艺为例(分离气态物质中夹带液体雾滴)。

首先根据计算出气液分离器的气体入口内径D1、气体出口内径D2、下液口的内径D3、挡板数量N，为了保证气液分离器的气液分离效率，按照D4＝1.25D1计算出气液分离器中腔室的直径D4，按照H1＝2.5D1计算出气液分离器中腔室的长度；

WSA制酸使用的焦炉煤气夹带有5％wt的焦油、萘和水的液态雾滴；焦炉煤气进入本实用新型的具有气液分离功能的气体液封装置后，首先从气体入口21进入气液分离器2中进行气液分离，液滴在重力的作用下流入液封装置1后自动从溢流口14排出，气液分离器2可分离气体中85％以上的雾滴；最后，经气液分离后的焦炉煤气由气液分离器的气体出口22经管道输送至WSA制酸焚烧炉和酸雾控制单元。彻底解决了WSA制酸工序中管线积液易堵塞，运行周期短的问题，确保了WSA制酸工序的正常、稳定、安全运行。

Claims

1.气液分离器，其特征在于：包括内腔以及与内腔相通的气体入口(21)、气体出口(22)和下液口(23)；所述内腔包括上腔室(24)、中腔室(25)和下腔室(26)，所述气体入口(21)设置在上腔室(24)的顶部，所述下液口(23)设置在下腔室(26)的底部，所述气体出口(22)设置在中腔室(25)的侧面，所述中腔室(25)位于上腔室(24)与下腔室(26)之间；气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1。

2.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于：所述中腔室的直径D4＝1.25×气体入口的内径D1；中腔室的长度H1＝2.5×气体入口的内径D1。

3.如权利要求2所述的气液分离器，其特征在于：所述气体入口的内径下液口的内径其中：

Q-进入气液分离器的气体流量，单位：m³/s；

V_气-进入气液分离器前气体流速，单位：m/s；

I-进入气液分离器前气体中液体物质含量，单位：Kg/m³；

V_液-液体物质的自流流速，单位：m/s；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³。

4.具有气液分离功能的气体液封装置，包括液封装置(1)，所述液封装置(1)包括液封槽(11)、下液管(12)和溢流口(14)，其特征在于：还包括气液分离器(2)，所述气液分离器(2)包括内腔以及与内腔相通的气体入口(21)、气体出口(22)和下液口(23)；所述内腔包括上腔室(24)、中腔室(25)和下腔室(26)，所述气体入口(21)设置在上腔室(24)的顶部，所述下液口(23)设置在下腔室(26)的底部，所述气体出口(22)设置在中腔室(25)的侧面，所述中腔室(25)位于上腔室(24)与下腔室(26)之间；气体入口的内径D1＝气体出口的内径D2，中腔室的直径D4＞气体入口的内径D1；所述气液分离器(2)设置在下液管(12)的上方，且所述下液口(23)与下液管(12)连通。

5.如权利要求4所述的具有气液分离功能的气体液封装置，其特征在于：所述中腔室的直径D4＝1.25×气体入口的内径D1；中腔室的长度H1＝2.5×气体入口的内径D1。

6.如权利要求5所述的具有气液分离功能的气体液封装置，其特征在于：所述气体入口的内径下液口的内径其中：

Q-进入气液分离器的气体流量，单位：m³/s；

V_气-进入气液分离器前气体流速，单位：m/s；

I-进入气液分离器前气体中液体物质含量，单位：Kg/m³；

V_液-液体物质的自流流速，单位：m/s；

ρ_液-液体密度，单位：Kg/m³。

7.如权利要求4至6中任一项所述的具有气液分离功能的气体液封装置，其特征在于：所述下液管(12)与溢流口(14)之间依次交替设置有下挡板(131)和上挡板(132)，所述下挡板(131)与液封槽(11)的底部连接，所述上挡板(132)与液封槽(11)的顶部连接，所述上挡板(131)与下挡板(132)数量之和为N,N≥2，所述下挡板(131)和上挡板(132)的高度均为H2；所述下挡板(131)与上挡板(132)将所述液封槽(11)分隔为N+1个液封腔室(111)，各液封腔室(111)相连通，液封槽(11)的液封高度H3＝(N+1)H2。

8.如权利要求7所述的具有气液分离功能的气体液封装置，其特征在于：

9.如权利要求7所述的具有气液分离功能的气体液封装置，其特征在于：所述液封腔室(111)的底部设置有液封腔室放空口(15)。

10.如权利要求9所述的具有气液分离功能的气体液封装置，其特征在于：所述液封腔室(111)设置有吹扫介质入口(16)。