CN108246056A - 一种火炬气高效旋风分液装置 - Google Patents

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郭宏新
何松
王建果
李同
刘丰
赵志红
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Abstract

一种火炬气高效旋风分液装置，它包括分液罐筒体（1）、进气管（2）和排气管（3），其特征在于所述的进气管（2）与分液罐筒体（1）的上部切向连接；排气管（3）设置于分液罐筒体（1）（1）的顶部，在排气管（3）的下部设置有整流罩（4），整流罩（4）的下部连接有排气筒（9）；在分液罐筒体（1）底部设置有分布板（5），分布板（5）上设置有多个排液口（7），沿分液罐筒体（1）内壁下流的液体落在分布板（5）上并经排液口（7）落入分液罐筒体（1）下部最张经分液罐筒体（1）底部的排液管（6）排出分液罐筒体（1）外；沿分液罐筒体（1）内壁螺旋下降的气流接触到分布板（5）后反射进入排气筒（9）中并呈螺旋式上升至整流罩（4）中进一步进行气液分离后从排气管（3）排出进行燃烧处理。本发明压损小，分离效率高。

Description

一种火炬气高效旋风分液装置
技术领域
本发明涉及一种高效旋风分液罐，尤其是一种石油化工火炬气用的气液分离罐，具体地说是一种火炬气高效旋风分液装置。
背景技术
工业生产中经常需要进行气液分离。例如，火炬气中如果含有凝液的话进入火炬燃烧后会形成火雨，对周围的人员和设备造成损坏，为了安全考虑需将火炬气先进行气液分离后再送往火炬进行燃烧。常用的分离设备主要分为重力沉降设备和离心沉降设备，其中，旋风分液罐作为一种离心沉降设备具有结构简单、分离效率高等优点。然而旋风分液罐仍存在压损较大、罐内存在局部二次流导致分离效率降低等缺点，有必要开发一种火炬气高效旋风分液装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有的气液分液罐存在压损较大、罐内存在局部二次流导致分离效率降低等的问题，设计一种可降低旋风分液罐阻力、提高分离效率的火炬气高效旋风分液装置。
本发明的技术方案是：
一种火炬气高效旋风分液装置，它包括分液罐筒体1、进气管2和排气管3，其特征在于所述的进气管2与分液罐筒体1的上部切向连接，以便使进入分液罐筒体1的含液气体能沿其内壁呈螺旋式下降并在下降的过程中实现气液分离；排气管3设置于分液罐筒体11的顶部，在排气管3的下部设置有整流罩4，整流罩4的下部连接有排气筒9；在分液罐筒体1底部设置有分布板5，分布板5上设置有多个排液口7，沿分液罐筒体1内壁下流的液体落在分布板5上并经排液口7落入分液罐筒体1下部最张经分液罐筒体1底部的排液管6排出分液罐筒体1外；沿分液罐筒体1内壁螺旋下降的气流接触到分布板5后反射进入排气筒9中并呈螺旋式上升至整流罩4中进一步进行气液分离后从排气管3排出进行燃烧处理。
所述的整流罩4内部设置有栅格板8或丝网、百叶窗整流结构，整流罩底部开口大于顶部开口并呈喇叭状结构。
所述的分布板5上设置的多个排液口7规则排布；
所述的排液口7轴对称排布。
所述的分布板5为单层或多层设置。
所述的进气管2的出气方向沿分液罐筒体1内壁切向向下，气体在分液罐筒体1内形成旋流，有利气液分离。
所述的排气筒9的周向设有多个平衡内外气压的微型通气孔。
本发明的有益效果：
1、降低旋风分液罐的压损。
2、提高旋风分液罐的分离效率达到99%以上。
通过在排气管下部设置整流罩减弱了排气的旋转流动，避免了顶部液体被上行气流带入排气管，降低了分液罐的阻力损失，提高了分离效率。此外，通过设置分布板减弱了旋转气流对底部积液的卷吸和夹带，进一步提高了气液的分离效率。
附图说明
图1为本发明所述的旋风分液罐结构示意图。
图2为本发明的整流罩的结构示意图。整流罩4内部设置栅格板8（或其它整流结构），栅格板8相互间呈垂直安装。
图3为本发明的旋风分液罐内部流场示意图。主要包括外部下行流、内部上行流和顶部环形区域的纵向环流。
图中：1、筒体；2、进气管；3、排气管；4、整流罩；5、分布板；6、排液管；7、排液口；8、栅格板；9、排气筒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示。
一种火炬气高效旋风分液装置，它包括分液罐筒体1、进气管2、排气管3、导流罩4、分布板5和排液管6，如图1所示，所述的进气管2与分液罐筒体1的上部切向连接，即进气管2的出气方向沿分液罐筒体1内壁切向进入，最佳为切向略向下进入以便快速形成螺旋气流，为了实现好的螺旋气流，具体实施时，还可在内壁增设螺旋线形导流凹槽或加装凸起在内壁上的螺旋线形导流板。以便使进入分液罐筒体1的含液气体能沿其内壁呈螺旋式下降并在下降的过程中实现气液分离；排气管3设置于分液罐筒体11的顶部，在排气管3的下部设置有整流罩4，整流罩4的结构如图2所示，整流罩4内部设置有栅格板8或丝网、百叶窗整流结构，整流罩底部开口大于顶部开口并呈喇叭状结构。整流罩4的下部连接有排气筒9，排气筒9的周向设有多个平衡内外气压的微型通气孔，其内部也可设置相应的螺纹形导流凹槽或导流板；在分液罐筒体1底部设置有一层或多层分布板5，分布板5上设置有多个排液口7，排液口7规则排布，最好为轴对称排布，沿分液罐筒体1内壁下流的液体落在分布板5上并经排液口7落入分液罐筒体1下部最张经分液罐筒体1底部的排液管6排出分液罐筒体1外；沿分液罐筒体1内壁螺旋下降的气流接触到分布板5后反射进入排气筒9中并呈螺旋式上升至整流罩4中进一步进行气液分离后从排气管3排出进行燃烧处理。
参见图1，含液气流从进气管2进入旋风分液罐筒体1时，气流将由直线运动变为圆周运动，旋转气流沿筒壁呈螺旋向下运动，即外部下行流。含液气流在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的液滴甩向筒壁，液滴靠向下的重力沿筒壁下落到分布板5，通过分布板5上的排液口7到达分液罐底部，积液再从底部的排液管6流出。外部下行流到达分布板5后反射并在排气管3与筒内压差的作用下，以同样的旋转方向从筒体1中部的排气筒9中由下反转而上继续做螺旋形流动，即内部上行流，最后净化气经排气管3排出分液罐外。气流上行过程中与排气筒接触进行二次分离，分离后的液体沿排气筒内壁下落到分布板5上并经排液口7排出筒体外。
对于筒体1内的旋流，外部下行流所提供的离心力有助于气液两相的分离，而内部上行流对于气液分离是无益的，且这部分旋流为强旋流，占了旋风分液罐总压损相当大的比例，因此，削弱内部上行流的旋流强度可显著降低旋风分液罐的压损。本发明的旋风分液罐，通过在分液罐顶部、排气管3下部设置一个整流罩4，当内部上行流到达整流罩4时，内部的栅格板8可以起到整流器的作用，降低排气的旋流强度，提高排气的静压，降低旋风分液罐的压损。
当外部下行流到达分液罐底部反转向上时会把一部分沉积在底部的积液重新夹带到上升气流中，这会降低分液罐的分离效率。本发明所述的旋风分液罐，通过在底部设置分布板5将旋转气流与积液隔开，可削弱底部旋转气流对积液的卷吸和夹带，提高了分液罐的分离效率。
在旋风分液罐顶部的环形空间存在纵向环流，如图3所示，在这种纵向环流的作用下，一部分筒壁上分离出的液体被向上带到分液罐顶板并沿排气管3外壁向下流动，时不时被内部上行流带入排气管3，影响了分离效率。针对该问题，本发明在分液罐顶部排气管3下方设置了一个整流罩4，整流罩4底部开口大于顶部开口（通常呈喇叭状）。顶板上的液体会沿着整流罩4的外壁向下流动，由于整流罩4底部开口较大，使得液体流下来时已经远离上行气流，从而避免被上行气流带入带气管3，提高了分液罐的分离效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，对于本领域的技术人员来说，可以有多种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰等，均仍属于发明技术方案的范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种火炬气高效旋风分液装置，它包括分液罐筒体（1）、进气管（2）和排气管（3），其特征在于所述的进气管（2）与分液罐筒体（1）的上部切向连接，以便使进入分液罐筒体（1）的含液气体能沿其内壁呈螺旋式下降并在下降的过程中实现气液分离；排气管（3）设置于分液罐筒体（1）的顶部，在排气管（3）的下部设置有整流罩（4），整流罩（4）的下部连接有排气筒（9）；在分液罐筒体（1）底部设置有分布板（5），分布板（5）上设置有多个排液口（7），沿分液罐筒体（1）内壁下流的液体落在分布板（5）上并经排液口（7）落入分液罐筒体（1）下部最终经分液罐筒体（1）底部的排液管（6）排出分液罐筒体（1）外；沿分液罐筒体（1）内壁螺旋下降的气流接触到分布板（5）后反射进入排气筒（9）中并呈螺旋式上升至整流罩（4）中进一步进行气液分离后从排气管（3）排出进行燃烧处理。
2.根据权利要求1所述的火炬气高效旋风分液装置，其特征是所述的整流罩（4）内部设置有栅格板（8）或丝网、百叶窗整流结构，整流罩底部开口大于顶部开口并呈喇叭状结构。
3.根据权利要求1所述的火炬气高效旋风分液装置，其特征是所述的分布板（5）上设置的多个排液口（7）规则排布。
4.根据权利要求3所述的火炬气高效旋风分液装置，其特征是所述的排液口（7）轴对称排布。
5.根据权利要求1或3所述的火炬气高效旋风分液装置，其特征是所述的分布板（5）为单层或多层设置。
6.根据权利要求1所述的火炬气高效旋风分液装置，其特征是所述的进气管（2）的出气方向沿分液罐筒体（1）内壁切向向下，气体在分液罐筒体（1）内形成旋流，有利气液分离。
7.根据权利要求1所述的火炬气高效旋风分液装置，其特征是所述的排气筒（9）的周向设有多个平衡内外气压的微型通气孔。
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