CN104138689A - 一种气液分离罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气液分离罐，顶部设置气相出口，底部设置液相出口，中部设置有混相进料口，所述气液分离罐内设置混合器，所述混合器包括：文丘里管和气液混合管；所述文丘里管的管径最细处设置有孔，文丘里管的上部与气液混合管连接；文丘里管竖直或水平设置；套管设置在文丘里管开孔处的管壁外，套管上部与文丘里管固定连接；所述气液混合管的顶端高于气液分离罐内的最高液位，文丘里管的孔在气液分离罐的最低液位之下至少300mm。本发明的气液分离罐可以确保两相的充分混合、气相温度降低并接近饱和。

Description

一种气液分离罐
技术领域
本发明涉及化工设备领域，更进一步说，涉及一种气液分离罐。用于气液两相物料的气液分离并对气体温度要求达到饱和平衡温度的系统，特别适用于利用焦耳-汤姆逊效应的循环制冷系统。
背景技术
在石油化工领域中，气液分离罐是常见设备。一般是一股或多股物料进入分离罐，在罐内气液分离，气体自罐顶流出，液体自下部流出。在某些特殊的工艺中要求进来的过热气体要降温达到饱和温度后才能自罐顶排出，如乙烯装置中的乙烯和丙烯制冷压缩机的吸入罐。图1是单级丙烯制冷系统简图，压缩机吸入罐10的顶部气相要求必须为该罐操作压力的饱和温度，而来自压缩机出口的防喘振气体（经过防喘振线6）温度高，必须进行降温。常规的设计是在罐外的气体管线上设置混合设施，包括混合器7、温度计8及节流阀5，通过温度控制液相线9中的液体流量。该系统存在3个问题，（1）比较复杂，需要控制阀、混合器、温度控制系统；（2）液体量喷入量不易控制，因为即使喷入的液体过量，温度计8仍指示为饱和温度，操作人员不容易判断液体的需要量。为了保证必须达到饱和温度，操作人员往往大量喷入液体，影响整个系统的物料平衡；（3）该系统采用的是反馈控制，温度控制滞后。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种气液分离罐，可以确保两相的充分混合、气相温度降低并接近饱和。
本发明的目的是提供一种气液分离罐。
顶部设置气相出口，底部设置液相出口，中部设置有混相进料口，所述气液分离罐内设置混合器，
所述混合器包括：文丘里管和气液混合管；所述文丘里管的管径最细处设置有孔，文丘里管的上部与气液混合管连接；文丘里管竖直或水平设置；套管设置在文丘里管开孔处的管壁外，套管上部与文丘里管固定连接；
当文丘里管竖直设置时，文丘里管的下端从气液分离罐底部伸出；
当文丘里管水平设置时，文丘里管的下端从气液分离罐侧面伸出，文丘里管上端通过弯管与气液混合管连接。
所述气液混合管的顶端高于气液分离罐内的最高液位；
文丘里管的孔在气液分离罐的最低液位之下至少300mm。
所述套管的底端与开孔的距离为50～100mm；套管与文丘里管的最小环隙是100mm。
其中，优选：
为降低容器尺寸或提高气液分离效果，可以在气液分离罐内的顶部设置除沫器。
为增强两相混合效果，气液混合管内可增加填料或螺旋片。
本发明是通过以下方式来实现（参见图2，图3）：
过热气体自罐底部管口14进入，在罐内部文丘里管21逐渐缩径，气体流速随管径的减小而增加，其静压逐渐减小。在文丘里喉管处（即管径最细处）开孔20，使外部的液相通过开孔20流入管内与气体混合。管径增加，文丘里管上部连接气液混合管17。自文丘里管流出的气液混相进入气液混合管进一步混合，从而保证气液达到相平衡，最后自顶部流出，气液在罐内分离。设置气液混合管17顶端必须高出最高液位，以避免气体冲击影响液位的测量。
为了尽量避免气体自文丘里喉管开孔处流至管外，在文丘里管外设置了套管，套管的底端与开孔的距离要确保气体不能流出，套管的顶部与文丘里管密封连接。套管与文丘里管的最小环隙必须确保液体可顺利通过。
另一方面，为保证液体进文丘里管有足够的推动力，文丘里喉管的开孔20应在最低液位以下一定的垂直距离，不小于300mm。
本发明的采用了混合器，文丘里管只是混合器的主要部件之一。热气相流经缩径管部分时，流速迅速提高，静压明显减小，可由开孔强烈吸入罐内过量的饱和液相，使气液两相剧烈湍动混合，部分液相汽化，体积膨大，紧接着加上气液混合管的辅助，可确保两相的充分混合、气相温度降低并接近饱和。
附图说明
图1现有技术的气液分离系统示意图（以单级丙烯制冷系统为例）
图2本发明的气液分离罐的示意图
图3本发明的气液分离罐的混合器示意图
附图标记说明：
1-丙烯制冷压缩机；2-压缩机后冷器；3-冷剂罐；4-冷剂用户；5-节流调节阀；6-防喘振线；7-混合器；8-温度计；9-液相线；10-压缩机吸入罐11-罐；12-混相进料口；13-气相出口；14-过热气相进口；15-液相出口；16-挡板；17-气液混合管；18-混合器19-套管；20-孔；21-文丘里管。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例：
如图2和图3所示，一种气液分离罐。
顶部设置气相出口13，底部设置液相出口15，中部设置有混相进料口12，所述气液分离罐包括混合器，
所述混合器包括：文丘里管21、套管19和气液混合管17；所述文丘里管21的管径最细处设置有孔20，文丘里管21的上部与气液混合管17连接；文丘里管21设置在气液分离罐内部；文丘里管21竖直设置；套管19设置在文丘里管开孔处的管壁外，套管19上部与文丘里管21固定连接；
所述气液混合管17的顶端高于气液分离罐内的最高液位。
为增强两相混合效果，气液混合管内增加螺旋片；
套管的底端与开孔的距离为100mm，套管与文丘里管的环隙是120mm，文丘里喉管的开孔在最低液位之下500mm。

Claims (5)

1.一种气液分离罐，顶部设置气相出口，底部设置液相出口，中部设置有混相进料口，其特征在于：
所述气液分离罐内设置有混合器，
所述混合器包括：文丘里管、气液混合管和套管；所述文丘里管的管径最细处设置有孔，文丘里管的上部与气液混合管连接；文丘里管竖直或水平设置；套管设置在文丘里管开孔处的管壁外，套管上部与文丘里管固定连接；
所述气液混合管的顶端高于气液分离罐内的最高液位；
文丘里管的孔在气液分离罐的最低液位之下至少300mm。
2.如权利要求1所述的气液分离罐，其特征在于：
当文丘里管竖直设置时，文丘里管的下端从气液分离罐底部伸出；
当文丘里管水平设置时，文丘里管的下端从气液分离罐侧面伸出，文丘里管上端通过弯管与气液混合管连接。
3.如权利要求2所述的气液分离罐，其特征在于：
所述套管的底端与开孔的距离为50～100mm；套管与文丘里管的最小环隙是100mm。
4.如权利要求1所述的气液分离罐，其特征在于：
所述气液分离罐内的顶部设置除沫器。
5.如权利要求4述的气液分离罐，其特征在于：
所述气液混合管内设置有填料或螺旋片。
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