CN104697389B - 气液定向排放器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气液定向排放器，其包括：集液筒，其具有筒体及连接在所述筒体下端的底板，所述筒体上开设有进料管孔，一进料管通过所述进料管孔切向连接在所述筒体上；盖板，其倾斜连接在所述筒体的上端内侧壁上，所述盖板与所述筒体的上端之间形成有排气口。本发明的气液定向排放器，能够避免热液体对人体造成伤害，并能实现气液分离，该气液定向排放器成本低、结构紧凑、易维护、操作灵活，并且安全可靠。

Description

气液定向排放器

技术领域

本发明有关于一种排放器，尤其有关于一种化工领域中安全排放系统中应用的气液定向排放器。

背景技术

气液介质换热在化工装置中应用较多，可燃或有毒高温气体进入换热器管程，液体进入壳程，高温气体把液体加热，达到80°以上(达到对人体造成伤害的温度)。

为避免换热器内管束破裂，通常在低压侧壳程出口管线(液相管线)上设置安全阀，安全阀出口排放到安全处，当换热器管束破裂，高压气体便通过破裂处泄漏到壳程中，由于气体压力高于液体压力，气体冲入液体出口管线中，此时安全阀由于压力上升，突然起跳，出口管线中的热液体便通过安全阀迅速喷出，按相关规范，安全阀出口管线通常竖直向上或水平排出气体，可燃气体排放要高于附近通道或操作平台，但含液气体排放时，如果附近有工作人员，热液体无序喷射或洒落到人员身上，就会对人员造成伤害。

因此，有必要在安全阀的出口管线处安装一气液排放装置，来克服上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气液定向排放器，其能够避免热液体对人体造成伤害，并能实现气液分离，该气液定向排放器成本低、结构紧凑、易维护、操作灵活，并且安全可靠。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种气液定向排放器，所述气液定向排放器包括：

集液筒，其具有筒体及连接在所述筒体下端的底板，所述筒体上开设有进料管孔，一进料管通过所述进料管孔切向连接在所述筒体上；

盖板，其倾斜连接在所述筒体的上端内侧壁上，所述盖板与所述筒体的上端之间形成有排气口。

在优选的实施方式中，所述盖板的下端面连接有扰流板，所述扰流板沿所述筒体的径向方向设置在所述盖板的中部。

在优选的实施方式中，所述底板倾斜连接在所述筒体的下端。

在优选的实施方式中，所述底板的倾斜度为1:15～1:10。

在优选的实施方式中，所述底板上开设有排污口，所述排污口位于所述底板的倾斜底端。

在优选的实施方式中，所述筒体的高度与所述筒体的直径相同，二者均为所述进料管的直径的3倍，所述排污口的直径为所述进料管的直径的0.25倍。

在优选的实施方式中，所述筒体的高度小于或等于400mm。

在优选的实施方式中，所述排污口的直径大于或等于15mm。

在优选的实施方式中，所述进料管孔距离所述底板的倾斜高端的高度以及所述排气口的宽度分别与所述进料管的直径相同。

在优选的实施方式中，所述盖板的倾斜角度为10°～14°。

本发明的气液定向排放器的特点及优点是：该气液定向排放器可有效解决当安全阀起跳泄压时，含液气体在喷射后的有效分离，液体在环境温度下冷却并通过排污口接排污系统，可燃或有毒气体在安全位置排放，避免因液体无序喷射烫伤操作人员的事故发生，该气液定向排放器技术安全可靠，且易于制造和安装。本发明利用气液流型特点，在实现气体排放符合规范的同时，避免热液体对人员造成伤害；另外，该气液定向排放器结构简单紧凑、无需维护，其实用性强、适应性强，根据流量需求，调整进料管的管径，其安全可靠，能实现气液有效分离，且易于安装，可对现有系统进行改造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的气液定向排放器的结构示意图。

图2为本发明的气液定向排放器的俯视图。

图3为本发明的气液定向排放器连接在安全阀上的使用状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种气液定向排放器10，其包括集液筒1和盖板2，其中：集液筒1具有筒体11及连接在所述筒体11下端的底板12，所述筒体11上开设有进料管孔111，一进料管3通过所述进料管孔111切向连接在所述筒体11上；盖板2倾斜连接在所述筒体11的上端内侧壁上，所述盖板2与所述筒体11的上端之间形成有排气口21。

具体是，集液筒1由筒体11和底板12组成，筒体11大体呈圆柱筒形，其上开设有进料管孔111，一进料管3切向连接在筒体11上，该进料管3焊接连接在筒体11的进料管孔111上并与筒体11内腔相连通；底板12焊接连接在筒体11的下端，筒体11的上端形成开口112。在本发明中，底板12倾斜连接在筒体11的下端，这样设置的好处是，当自进料管孔111进入筒体11的气液混合物在筒体11内完成气液分离后，分离后的液体在重力的作用下落在底板12上，并顺着倾斜的底板12流动，以流动到底板12的倾斜底端121处，以便从开设在底板12倾斜底端121处的排污口122排出筒体11，该倾斜设置的底板12不仅可实现对流入筒体11的气液混合物进行气液分离的目的，其还可以将分离出的液体尽快排放出筒体11，达到使筒体11内的积液不产生挥发的效果。在本实施例中，底板12的倾斜度为1:15～1:10，该倾斜度即为底板12的倾斜高端123(倾斜高端123与倾斜底端121径向相对设置)距离其倾斜底端121的垂直高度h与底板12在水平面上的垂直投影的长度a之间的比值，即，h/a＝1:15～1:10，将底板12设置为该倾斜度的好处是，不至于使底板12的倾角过大而导致分离后的液体在筒体11内产生涡流的情况发生。

请配合参阅图2所示，盖板2大体呈半圆形形状，其由圆弧外边缘22及连接在圆弧外边缘22两端的直边缘23围设形成，盖板2通过其圆弧外边缘22倾斜连接在筒体11的上端内侧壁上，盖板2沿筒体11径向向内的方向朝向筒体11的上端倾斜设置，也即盖板2的直边缘23的高度高于其圆弧外边缘22的高度，在本发明中，盖板2的倾斜角度θ为10°～14°，优选倾斜角度θ为12°，该倾斜角度θ即为盖板2与水平面之间的夹角。盖板2的设置遮蔽了筒体11的部分开口112，筒体11开口112处未被盖板2遮蔽的部分形成排气口21，也即盖板2的直边缘23与筒体11的上端之间形成有该排气口21。

本发明将盖板2设置为沿筒体11径向向内的方向朝向筒体11的上端的倾斜状，以及将该盖板2的倾斜角度θ设计为10°～14°，主要从以下两方面考虑：

(1)便于盖板2与筒体11、底板12形成烟道，在使用状态时，自进料管3喷出的气液混合物在筒体11内进行旋转流动，一方面达到气液分离的目的，另一方面可使分离出的气流定向迅速的排放；

(2)考虑到最恶劣的工况，喷入筒体11内的气液混合物含易燃易爆气体浓度高，发生爆破时一定倾角的盖板2相比筒体11更容易遭到破坏，可以最大限度吸收冲击波，使其沿气液定向排放器10最薄弱的盖板2喷射，这样对周边人员、装备危害最小；该盖板2采用10°～14°倾角设计，并且盖板2与筒体11之间采用角焊缝弱连接。

在本发明的一实施例中，盖板2的下端面连接有扰流板24，该扰流板24沿筒体11的径向方向设置在盖板2的中部，在本发明中，该扰流板24与筒体11的直径相重合，其焊接连接在盖板2的下端面中心处，该扰流板24靠近筒体11的一端距离盖板2的圆弧外边缘22有一定的距离，该距离b为100mm，该扰流板24用于进一步对喷入筒体11内的气液混合物进行气液分离。

如图3所示，气液两种介质的换热在化工装置中应用较多，可燃或有毒高温气体进入换热器4的管程43，液体进入壳程44，高温气体把液体加热，达到80°以上(该温度可对人体造成伤害)，为避免换热器4内管束破裂，通常在低压侧壳程出口管线41上设置安全阀42，安全阀42出口排放到安全处，本发明的气液定向排放器10，在使用时，安装在换热器4的壳程出口管线41的安全阀42的下游端，该气液定向排放器10通过进料管3与安全阀42相连接。当换热器4管束破裂，高压气体便通过破裂处泄漏到壳程44中，冲入到壳程出口管线41中，这时安全阀42由于压力上升，突然起跳，壳程出口管线41中的热液体便通过安全阀42迅速喷出，含液气体从切向进料管3进入筒体11后，流体由直线运动变为周向运动，气液混合物在筒体11内进行旋流流动，达到气液分离的目的，使分离后的液体旋转螺旋下降，使液相受筒体11内壁冲击下落至底板12，通过开设在底板12上的排污口122排出筒体11，该排污口122可连接一排污系统；分离后的气体排向空中并从筒体11的排气口21排出筒体11。同时由于冲击路程的增加，对排放物较高的压降进行了缓冲。经模拟测试，这样的构造十分有利于紧急排放时产生液面梯度，从而加快液体排放并使液体夹带的气相鼓泡排出。同时气相的定向排放也减小了对设备周边环境的影响，既避免液体喷射到人体上，又保证可燃或有毒气体符合标准排放，安全可靠。其中，切向进料管3可与管道焊接、法兰连接或螺纹连接，导流口可焊接直管段也可直接连接塑料软管等，集液筒1外侧可按需安装支耳等支撑措施，施工简便易行。

该气液定向排放器10，可有效解决当安全阀42起跳泄压时，含液气体在喷射后的有效分离，液体在环境温度下冷却并通过排污口122接排污系统，可燃或有毒气体在安全位置排放，避免因液体无序喷射烫伤操作人员的事故发生，该气液定向排放器10技术安全可靠，且易于制造和安装。本发明利用气液流型特点，在实现气体排放符合规范的同时，避免热液体对人员造成伤害；另外，该气液定向排放器10结构简单紧凑、无需维护，其实用性强、适应性强，根据流量需求，调整进料管3的管径，其安全可靠，能实现气液有效分离，且易于安装，可对现有系统进行改造。

在本发明的一具体实施例中，通过介质流速及安全阀42背压计算可得，筒体11的高度H与筒体11的直径D相同，二者均为进料管的直径D1的3倍，且筒体11的高度H小于或等于400mm，否则自身的结构会对做在设备产生较大的附加载荷。根据喷射水量及导流水量计算可得，排污口122的直径d为进料管3的直径D1的0.25倍，且排污口122的直径d不得小于15mm，即排污口122的直径d大于或等于15mm。

进一步的，盖板2倾斜设置，且盖板2与筒体11上端形成排气口21，由于安全阀42出口介质流速较快，一般约为6m/s～9m/s，控制介质出口流速约为3m/s，将进料管孔111距离底板12的倾斜高端123的高度H1、以及排气口21的宽度L分别设计为与进料管3的直径D1长度相同。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种气液定向排放器，其特征在于，所述气液定向排放器包括：

集液筒，其具有筒体及连接在所述筒体下端的底板，所述筒体上开设有进料管孔，一进料管通过所述进料管孔切向连接在所述筒体上；

盖板，其倾斜连接在所述筒体的上端内侧壁上，所述盖板与所述筒体的上端之间形成有排气口。

2.如权利要求1所述的气液定向排放器，其特征在于，所述盖板的下端面连接有扰流板，所述扰流板沿所述筒体的径向方向设置在所述盖板的中部。

3.如权利要求1所述的气液定向排放器，其特征在于，所述底板倾斜连接在所述筒体的下端。

4.如权利要求3所述的气液定向排放器，其特征在于，所述底板的倾斜度为1:15～1:10。

5.如权利要求3所述的气液定向排放器，其特征在于，所述底板上开设有排污口，所述排污口位于所述底板的倾斜底端。

6.如权利要求5所述的气液定向排放器，其特征在于，所述筒体的高度与所述筒体的直径相同，二者均为所述进料管的直径的3倍，所述排污口的直径为所述进料管的直径的0.25倍。

7.如权利要求6所述的气液定向排放器，其特征在于，所述筒体的高度小于或等于400mm。

8.如权利要求6所述的气液定向排放器，其特征在于，所述排污口的直径大于或等于15mm。

9.如权利要求1所述的气液定向排放器，其特征在于，所述进料管孔距离所述底板的倾斜高端的高度以及所述排气口的宽度分别与所述进料管的直径相同。

10.如权利要求1所述的气液定向排放器，其特征在于，所述盖板的倾斜角度为10°～14°。