CN107837699A - 一种液化天然气气液混合装置 - Google Patents

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何建明
姚建军
王文昊
郭维军
李战杰
何龙辉
王惠勤
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Abstract

本发明公开了一种液化天然气气液混合装置，主要由带有封头的外筒体、LNG入口管、BOG入口管、缓冲板、喷射板和喷射管组成；封头、外筒体和缓冲板共同围成BOG缓冲空间，缓冲板、外筒体和喷射板共同围成LNG缓冲空间；缓冲板和喷射板结构相同，均设有安装孔，喷射管安装于安装孔上，喷射管的上端高出缓冲板的上表面，喷射管的下端与喷射板的下表面平齐，喷射管处于LNG缓冲空间内的管壁上设有液相入口，喷射管上端管口为气相入口，下端管口为气液混相出口。本发明中BOG与LNG在均布过程中即进行气液的强制混合，促进了LNG与BOG的再冷凝，同时为再冷凝器填料冷凝提供均匀的LNG与BOG布液。

Description

一种液化天然气气液混合装置
技术领域
本发明属于液化天然气(LNG)处理技术领域，具体地说涉及一种液化天然气(LNG)气液混合装置。
背景技术
LNG蒸发气(BOG)采用再冷凝回收工艺时，再冷凝器是工艺系统中的主要设备，在整个接收站运行中起到承前启后的核心作用，其主要功能主要是为BOG与LNG提供足够的接触时间与空间促使BOG冷凝为LNG以及作为LNG高压泵的入口缓冲罐来保证高压泵的入口压力。
LNG再冷凝器属于塔器的一种，其核心的气液接触构件常采用填料层，常用的填料主要有随机堆放填料拉西环、鲍尔环以及规整填料等，BOG与LNG从填料层的上部进入填料层。BOG与LNG在填料层中的分布状况直接关系到填料层的冷凝效率。实践中发现各种传热传质装置塔器中的物料均布状态往往不尽人意。
LNG再冷凝器的物料均布传统做法为对LNG进行均布后LNG进入BOG气相空间，混合后进入填料层进行冷凝过程，但传统做法冷凝仍不够充分，气液混合也不够均匀。
发明内容
为了解决现技术存在的LNG与BOG混合不够均匀、冷凝效果欠佳的技术问题，本发明提供了一种液化天然气(LNG)气液混合装置。
本发明提供的液化天然气气液混合装置，主要由带有封头的外筒体、LNG入口管、BOG入口管、缓冲板、喷射板和喷射管组成；封头、缓冲板和喷射板沿外筒体轴向自上而下依次设置，封头、外筒体和缓冲板共同围成BOG缓冲空间，缓冲板、外筒体和喷射板共同围成LNG缓冲空间；BOG入口管设于BOG缓冲空间外筒体筒壁上；LNG入口管为两个，呈180°轴对称的设于LNG缓冲空间外筒体筒壁上；缓冲板和喷射板结构相同，两板上均设有安装孔，两板上的安装孔大小相同、数量一致、同轴心一一对应；每根喷射管安装于同轴心一一对应的两个安装孔上，喷射管的上端高出缓冲板的上表面，呈突起状，喷射管的下端与喷射板的下表面平齐，喷射管处于LNG缓冲空间内的管壁上设有液相入口，喷射管上端管口为气相入口，下端管口为气液混相出口。
所述的LNG入口管呈180°轴对称布置于LNG缓冲空间侧面底部，LNG入口管的直径应控制LNG流速在0.2～0.5m/s的范围内。BOG入口管位于BOG缓冲空间侧面上部，应控制进入BOG缓冲空间的BOG流速在1～3m/s的范围内。
所述的BOG缓冲空间为圆柱形穹顶空间，顶部为圆形的封头，封头所在球体的直径为2～3倍的外筒体直径，BOG缓冲空间的高度为0.2～0.3倍的外筒体直径，以达到良好BOG缓冲效果。LNG缓冲空间为圆柱形空间，顶板为缓冲板，底板为喷射板，LNG缓冲空间的高度为0.1～0.3倍的外筒体直径。
所述缓冲板和喷射板上的安装孔均呈正三角形排列布满整个板面，安装孔的开孔率均占各整个板面的60％～70％左右。
所述的喷射管管壁上的液相入口为矩形孔或圆形孔，液相入口在喷射管壁上等圆周角度排布，液相入口的个数为6～8个左右，液相入口位于垂直于喷射管轴向的同一平面内，液相入口距离气液混相出口的距离为0.6～0.7倍的喷射管高度。
本发明的基本原理是首先BOG经BOG入口管进入BOG缓冲空间后进行缓冲，LNG经LNG入口管进入LNG缓冲空间进行缓冲；BOG经过缓冲之后经缓冲板上的喷射管气相入口向下流动，LNG经过缓冲之后在静水压力的作用下经喷射管管壁上的液相入口进入喷射管；喷射管内向下流动的BOG射流带动LNG形成气液混合射流后经气液混相出口流出气液混合装置；LNG气液混合装置射流而出的气液混合物均匀喷射在气液混合装置下方的填料层上。
本发明的优点为：本发明中BOG与LNG在均布过程中即进行气液的强制混合，促进了LNG与BOG的再冷凝，同时为再冷凝器填料冷凝提供均匀的LNG与BOG布液，提高填料层的传质效率从而改进整个再冷凝器的冷凝效率。
附图说明
图1为本发明的气液混合装置的结构示意图；
图2为图1中缓冲板、喷射管和喷射板的三维结构示意图；
图3为图1中缓冲板和喷射板的结构示意图；
图4为图1中喷射管的三维结构示意图。
图中：1-封头，2-左侧LNG入口管，3-右侧LNG入口管，4-BOG入口管，5-缓冲板，6-喷射板，7-喷射管，8-BOG缓冲空间，9-LNG缓冲空间，10-气相入口，11-液相入口，12-气液混相出口，13-外筒体，14-安装孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1～4，本发明的气液混合装置主要由带有封头1的外筒体13、呈180°轴对称设置的左侧LNG入口管2和右侧LNG入口管3、BOG入口管4、缓冲板5、喷射板6和喷射管7组成；封头1、缓冲板5和喷射板6沿外筒体13轴向自上而下依次设置，封头1、外筒体13和缓冲板5共同围成BOG缓冲空间8，缓冲板5、外筒体13和喷射板6共同围成LNG缓冲空间9；BOG入口管4设于BOG缓冲空间8外筒体筒壁上；左侧LNG入口管2和右侧LNG入口管3设于LNG缓冲空间9外筒体筒壁上；缓冲板5和喷射板6结构相同，两板上均设有安装孔14，两板上的安装孔14大小相同、数量一致、同轴心一一对应；每根喷射管7安装于同轴心一一对应的两个安装孔上，喷射管7的上端高出缓冲板5的上表面，呈突起状，喷射管7的下端与喷射板6的下表面平齐，喷射管7处于LNG缓冲空间9内的管壁上设有液相入口11，液相入口11为矩形孔，喷射管7上端管口为气相入口10，下端管口为气液混相出口12。
本发明工作时，首先BOG经BOG入口管4进入BOG缓冲空间8进行缓冲，LNG经LNG入口管2和LNG入口管3进入LNG缓冲空间9进行缓冲；BOG经过缓冲之后经缓冲板5上的喷射管7的气相入口10向下流动，LNG经过缓冲之后在静水压力的作用下经喷射管管壁上的液相入口11进入喷射管7；喷射管7内向下流动的BOG射流带动LNG形成气液混合射流后经气液混相出口12流出气液混合装置；LNG气液混合装置射流而出的气液混合物均匀喷射在气液混合装置下方的填料层上。

Claims (7)

1.一种液化天然气气液混合装置，其特征在于：主要由带有封头的外筒体、LNG入口管、BOG入口管、缓冲板、喷射板和喷射管组成；封头、缓冲板和喷射板沿外筒体轴向自上而下依次设置，封头、外筒体和缓冲板共同围成BOG缓冲空间，缓冲板、外筒体和喷射板共同围成LNG缓冲空间；BOG入口管设于BOG缓冲空间外筒体筒壁上；LNG入口管为两个，呈180°轴对称的设于LNG缓冲空间外筒体筒壁上；缓冲板和喷射板结构相同，两板上均设有安装孔，两板上的安装孔大小相同、数量一致、同轴心一一对应；每根喷射管安装于同轴心一一对应的两个安装孔上，喷射管的上端高出缓冲板的上表面，呈突起状，喷射管的下端与喷射板的下表面平齐，喷射管处于LNG缓冲空间内的管壁上设有液相入口，喷射管上端管口为气相入口，下端管口为气液混相出口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的BOG缓冲空间为圆柱形穹顶空间，封头所在球体的直径为2～3倍的外筒体直径，BOG缓冲空间的高度为0.2～0.3倍的外筒体直径。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的LNG缓冲空间为圆柱形空间，LNG缓冲空间的高度为0.1～0.3倍的外筒体直径。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的缓冲板和喷射板上的安装孔均呈正三角形排列布满整个板面，安装孔的开孔率均占各整个板面的60％～70％。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的液相入口为矩形孔或圆形孔。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的液相入口在喷射管壁上等圆周角度排布，液相入口的个数为6～8个，液相入口位于垂直于喷射管轴向的同一平面内。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的液相入口距离气液混相出口的距离为0.6～0.7倍的喷射管高度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104857895A (zh) * 2014-02-26 2015-08-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于气液固三相反应的整体反应器的气液分布器
CN205613392U (zh) * 2016-01-07 2016-10-05 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 管式气液分配器
CN106861222A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 中国石化工程建设有限公司 蒸发气再冷凝器

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