CN108014663A - 液化天然气气液混合装置 - Google Patents

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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、BOG喷射管和LNG喷射管组成；缓冲板上设有缓冲板安装孔，喷射板上设有喷射板安装孔；BOG喷射管和LNG喷射管均为上端开口、底部封闭的圆管，BOG喷射管管壁上设有BOG喷射孔，LNG喷射管管壁上设有LNG喷射孔；LNG喷射管安装于喷射板安装孔上，其上端与喷射板上表面平齐；BOG喷射管安装于缓冲板安装孔上，其上端与缓冲板上表面平齐，其下端插入LNG喷射管管底。本发明为来流LNG与BOG进行了有效缓冲，采用小孔射流的形式进行LNG与BOG的预混均布，提高了冷凝效率，效果良好。

Description

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、BOG喷射管和LNG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；缓冲板上设有缓冲板安装孔，喷射板上设有喷射板安装孔，缓冲板安装孔和喷射板安装孔数量相等，同轴心一一对应，喷射板安装孔直径大于缓冲板安装孔直径；BOG喷射管和LNG喷射管均为上端开口、底部封闭的圆管，BOG喷射管管壁上设有BOG喷射孔，LNG喷射管管壁上设有LNG喷射孔；LNG喷射管直径大于BOG喷射管直径，LNG喷射管安装于喷射板安装孔上，其上端与喷射板上表面平齐；BOG喷射管安装于缓冲板安装孔上，其上端与缓冲板上表面平齐，其下端插入LNG喷射管管底，BOG喷射孔位于LNG喷射管内并高于LNG喷射孔，在LNG喷射管内壁与BOG喷射管外壁之间形成一环形空间。
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0.5～1m/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2～4m/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0.1～0.3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。
所述缓冲板安装孔和喷射板安装孔均呈正三角形排列布满各自整个板面，缓冲板安装孔的开孔率应占整个板面的40％～50％左右，缓冲板安装孔的直径为20～50mm，喷射板安装孔的直径为缓冲板安装孔直径的1.2～1.5倍。BOG喷射管的直径等于缓冲板安装孔的直径，LNG喷射管直径等于喷射板安装孔的直径。
所述的BOG喷射孔在BOG喷射管管壁上等圆周角度排布，BOG喷射孔的个数为5～10个左右，BOG喷射孔位于垂直于BOG喷射管轴向的同一平面内，BOG喷射孔的面积总和为BOG喷射管截面积的0.5～1.0倍。
所述的LNG喷射孔在LNG喷射管管壁上等圆周角度排布，LNG喷射孔的个数为8～12个左右，LNG喷射孔位于垂直于LNG喷射管轴向的同一平面内，LNG喷射孔的面积总和为LNG喷射管截面积的1.0～1.5倍。
在LNG喷射管内，BOG喷射孔与LNG喷射孔在竖直方向上的距离为1.5～2.0倍的BOG喷射管直径。
本发明的优点为对来流LNG与BOG进行了有效缓冲，采用小孔射流的形式进行LNG与BOG的预混均布，提高了冷凝效率，效果良好。
附图说明
图1为本发明气液混合装置主视图的结构示意图；
图2为本发明气液混合装置侧视图的结构示意图；
图3为图1中LNG喷射管与BOG喷射管配合安装的结构示意图；
图4为图1中BOG喷射管的三维结构示意图；
图5为图1中LNG喷射管的三维结构示意图；
图6为图1中缓冲板的结构示意图；
图7为图1中喷射板的结构示意图。
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-外筒体，8-BOG缓冲空间，9-LNG缓冲空间，10-BOG喷射管，11-LNG喷射管，12-BOG喷射孔，13-LNG喷射孔，14-环形空间，15-缓冲板安装孔，16-喷射板安装孔。
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1～7，本发明的气液混合装置主要由带有封头1的外筒体7、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、BOG喷射管10和LNG喷射管11组成；封头1、缓冲板5和喷射板6沿外筒体7轴向自上而下依次设置，封头1、外筒体7和缓冲板5共同围成BOG缓冲空间8，缓冲板5、外筒体7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上设有缓冲板安装孔15(见图6)，喷射板6上设有喷射板安装孔16(见图7)，BOG喷射管管壁上设有BOG喷射孔12(见图4)，LNG喷射管管壁上设有LNG喷射孔13(见图5)；LNG喷射管11安装于喷射板安装孔16上，其上端与喷射板6上表面平齐；BOG喷射管10安装于缓冲板安装孔15上，其上端与缓冲板5上表面平齐，其下端插入LNG喷射管11管底，BOG喷射孔12位于LNG喷射管11内并高于LNG喷射孔13，在LNG喷射管11内壁与BOG喷射管10外壁之间形成一环形空间14。
本发明的工作过程为：首先BOG经BOG入口管4进入BOG缓冲空间9后进行缓冲，缓冲之后的BOG经缓冲板5上的BOG喷射管10向下流动经BOG喷射孔12进入LNG喷射管11；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，缓冲之后的LNG在静水压力的推动下进入喷射板6上的LNG喷射管11，沿环形空间14下行，在环形空间14内与BOG充分混合后经LNG喷射管11上的LNG喷射孔流出LNG喷射管11，相邻的LNG喷射管11之间的气液射流相对冲击加强了气液混合效果，BOG和LNG气液混合物经充分混合后均匀流向下方的填料层。

Claims (9)

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、BOG喷射管和LNG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；缓冲板上设有缓冲板安装孔，喷射板上设有喷射板安装孔，缓冲板安装孔和喷射板安装孔数量相等，同轴心一一对应，喷射板安装孔直径大于缓冲板安装孔直径；BOG喷射管和LNG喷射管均为上端开口、底部封闭的圆管，BOG喷射管管壁上设有BOG喷射孔，LNG喷射管管壁上设有LNG喷射孔；LNG喷射管直径大于BOG喷射管直径，LNG喷射管安装于喷射板安装孔上，其上端与喷射板上表面平齐；BOG喷射管安装于缓冲板安装孔上，其上端与缓冲板上表面平齐，其下端插入LNG喷射管管底，BOG喷射孔位于LNG喷射管内并高于LNG喷射孔，在LNG喷射管内壁与BOG喷射管外壁之间形成一环形空间。
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0.1～0.3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：所述的缓冲板安装孔和喷射板安装孔均呈正三角形排列布满各自整个板面。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的缓冲板安装孔的开孔率占整个板面的40％～50％，缓冲板安装孔的直径为20～50mm。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的喷射板安装孔的直径为缓冲板安装孔直径的1.2～1.5倍。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的BOG喷射孔在BOG喷射管管壁上等圆周角度排布，BOG喷射孔的个数为5～10个，BOG喷射孔位于垂直于BOG喷射管轴向的同一平面内，BOG喷射孔的面积总和为BOG喷射管截面积的0.5～1.0倍。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的LNG喷射孔在LNG喷射管管壁上等圆周角度排布，LNG喷射孔的个数为8～12个，LNG喷射孔位于垂直于LNG喷射管轴向的同一平面内，LNG喷射孔的面积总和为LNG喷射管截面积的1.0～1.5倍。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的LNG喷射管内，BOG喷射孔与LNG喷射孔在竖直方向上的距离为1.5～2.0倍的BOG喷射管直径。
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