CN110193300B - 一种lng再冷凝器气液混合均布器 - Google Patents

一种lng再冷凝器气液混合均布器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LNG再冷凝器气液混合均布器，主要包括气液均布板、气液缓冲腔顶板、LNG入口管、BOG入口、气液喷射管；所述LNG入口管向下穿过气液缓冲腔顶板安装于气液缓冲腔顶板上，所述BOG入口位于气液缓冲腔的侧壁上部，气液缓冲腔底板为气液均布板，气液喷射管均匀安装于气液均布板之上。采用本发明具有以下有益效果：(1)BOG与LNG在均布过程中即进行充分混合，这样增加了一次直接冷凝过程，提高了冷凝效率；(2)经过本发明的气液均布之后，BOG与LNG在填料空间的接触更加充分，混合更加均匀，提高了填料层的冷凝效率。

Description

一种LNG再冷凝器气液混合均布器
技术领域
本发明属于液化天然气(LNG)处理技术领域，具体涉及一种LNG再冷凝器气液混合均布器。
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。
现在工程在用的LNG再冷凝器的物料均布的一般做法为对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。现有技术存在如下问题在于LNG再冷凝器工作过程中仅对来流过冷LNG进行均布后进入BOG空间，LNG与BOG未进行充分混合，因此直接影响到了LNG与BOG在填料空间的充分接触，因此填料层的冷凝效率未达到应有水平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LNG再冷凝器气液混合均布器，气液的充分混合提高了再冷凝效率，同时为再冷凝器填料冷凝提供可靠的LNG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。以解决现有技术中LNG与BOG在填料空间接触不够充分的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器，主要包括气液均布板、气液缓冲腔顶板、LNG入口管、BOG入口、气液喷射管；所述LNG入口管向下穿过气液缓冲腔顶板安装于气液缓冲腔顶板上，所述BOG入口位于气液缓冲腔的侧壁上部，气液缓冲腔底板为气液均布板，气液喷射管均匀安装于气液均布板之上。
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器，其特征在于：所述气液缓冲腔顶板与气液均布板之间的圆周型封闭空间为气液缓冲腔。所述LNG入口管竖直向下穿过气液缓冲腔顶板安装于气液缓冲腔顶板的中心。
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器，其特征在于：所述LNG入口管作为来流LNG的入口管道，安装于气液缓冲腔顶板中心，其底部正对气液均布板中心，LNG入口管距离气液均布板为2～3倍的LNG入口管直径；所述LNG入口管的直径应控制LNG流速在0.5～1m/s的范围内。
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器，其特征在于：所述BOG入口位于气液缓冲腔的侧壁上部，应控制进入气液缓冲腔的BOG流速在2～4m/s的范围内。
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器，其特征在于：所述气液缓冲腔的进口为LNG入口管和BOG进口、出口为气液喷射管，主要作为LNG与BOG的缓冲空间。气液缓冲腔的高度应取0.2～0.3倍的气液缓冲腔的直径(即LNG再冷凝器的直径)，以达到良好的LNG与BOG的缓冲效果。
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器，其特征在于：所述气液均布板为其上均匀开孔的圆板结构，开孔呈正三角形排列，所述开孔有大孔和小孔两种，大孔的截面直径一般位于为20～50mm之间，小孔的截面直径一般位于5～10mm之间，其中大孔为气液喷射管BOG支管的安装孔，小孔为气液喷射管LNG支管的安装孔，大孔与小孔一一对应作为一组气液喷射管的安装孔。气液分布板中间不开孔区域的面积应为2～3倍的LNG入口管直径，以削弱冲击在气液分布板上的LNG对气液均布板中心附近气液喷射管的干扰。
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器，其特征在于：所述气液喷射管由竖直向下的BOG支管和自BOG支管侧面插入的LNG支管组成。，以防止LNG自BOG支管顶部串流，使得气液喷射管工作失常；LNG支管由弯头连接的竖直管和斜管组成，斜管插入BOG支管的底部，弯头的角度在30°～45°之间，LNG支管的竖直管略高出气液均布板上表面即可。气液喷射管在气液均布板上呈正三角形均匀排布，BOG支管的开孔率应达到气液均布板面积的30％～40％，以提高气液混合流体进入LNG再冷凝器填料空间时的均匀程度。
本发明的优点为利用气液缓冲腔的缓冲作用对来流LNG与BOG进行了有效缓冲，采用气液喷射管的形式进行气液混合均布，提高了冷凝效率，效果好。
本发明的基本原理是首先LNG经LNG入口管进入气液空间后冲击在缓冲空间底板之上，BOG经气液空间侧壁上的BOG进口进入气液空间，LNG在气液缓冲腔内形成一定高度的液面；然后LNG在自身静水压力与自身动能的作用下经气液喷射管的LNG支管进入气液喷射管，BOG经气液喷射管的BOG支管进入气液喷射管，在气液喷射管内BOG带动LNG充分混合后然后混合物喷射流出气液喷射管；气液喷射管在气液均布板之上均匀分布，气液喷射管流出的气液混合物均匀喷射在均布器下方的填料层。
采用本发明具有以下有益效果：(1)BOG与LNG在均布过程中即进行充分混合，这样增加了一次直接冷凝过程，提高了冷凝效率；(2)经过本发明的气液均布之后，BOG与LNG在填料空间的接触更加充分，混合更加均匀，提高了填料层的冷凝效率。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但并不限制本发明的使用范围。
附图说明
图1是本发明LNG再冷凝器气液混合均布器三维视图；
图2是本发明LNG再冷凝器气液混合均布器结构示意图；
图3是本发明气液喷射管与气液均布板三维安装图；
图4是本发明气液喷射管示意图；
图5是本发明气液均布板示意图。
其中所示附图标记为：1-气液缓冲腔，2-LNG入口管，3-BOG入口管，4-气液均布板，5-气液喷射管，5.1-BOG支管，5.2-LNG支管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
本发明一种LNG再冷凝器气液混合均布器主要包括LNG入口管2、BOG入口3、气液缓冲腔1、气液喷射管5、气液均布板4。LNG入口管2竖直向下穿过气液缓冲腔1顶板安装于气液缓冲腔1顶板的中心，气液缓冲腔1底板即为气液均布板4。气液缓冲腔1顶板与气液均布板4之间的圆周型封闭空间为气液缓冲腔。气液喷射管5均匀安装于气液均布板4之上。
LNG入口管3作为来流LNG的入口管道，安装于气液缓冲腔1顶板中心，其底部正对气液均布板4中心，距离气液均布板4上表面为2～3倍的LNG入口管2直径，LNG入口管2的直径应控制LNG流速在0.5～1m/s的范围内。BOG入口3位于气液缓冲腔1的侧壁上部，应控制进入气液缓冲腔1的BOG流速在2～4m/s的范围内。
气液缓冲腔1是进口为LNG入口管2和BOG进口3、出口为气液喷射管5的圆周型封闭空间，主要作为LNG与BOG的缓冲空间。气液缓冲腔1的高度应取0.2～0.3倍的气液缓冲腔1的直径(即LNG再冷凝器的直径)，以达到良好的LNG与BOG的缓冲效果。
气液分布板4为其上均匀开孔的圆板结构(中间位置一定区域不开孔)，其中大孔为气液喷射管5的BOG支管5.1的安装孔，小孔为气液喷射管5的LNG支管5.2的安装孔，大孔与小孔一一对应作为一支气液喷射管5的安装孔。气液分布板4中间不开孔区域的面积应为3倍以上的LNG入口管2直径，以削弱冲击在气液分布板4上的LNG对气液均布板4中心附近气液喷射管5的干扰。
气液喷射管5主管为竖直向下的BOG支管5.1，分支为自BOG支管5.1侧面插入的LNG支管5.2。BOG支管5.1应高出气液缓冲腔1的高度0.3倍～0.5倍的气液缓冲腔1高度，以防止LNG自BOG支管5顶部串流，使得气液喷射管5工作失常；LNG支管5由弯头连接的竖直管和斜管组成，斜管插入BOG支管5.1的底部，弯头的角度在30°～45°之间，LNG支管5.2略高出气液均布板4上表面即可，以形成一定的LNG溢流效果。气液喷射管5在气液均布板4上呈正三角形均匀排布，BOG支管5.1的开孔率应达到气液均布板4面积的40％以上，以提高进入填料层时的均匀度。
本发明的工作过程为：首先LNG经LNG入口管2进入气液缓冲腔1后冲击在气液均布板4之上，BOG经气液空间侧壁上的BOG进口3进入气液空间，LNG在气液缓冲腔1内形成一定高度的液面；然后LNG在自身静水压力与自身动能的作用下经气液喷射管5的LNG支管5.2进入气液喷射管5，BOG经气液喷射管5的BOG支管5.1进入气液喷射管5，在气液喷射管5内BOG带动LNG充分混合后然后混合物喷射流出气液喷射管5；气液喷射管5在气液均布板4之上均匀分布，气液喷射管5流出的气液混合物均匀喷射在均布器下方的填料层。

Claims (9)

1.一种LNG再冷凝器气液混合均布器，主要包括气液均布板、气液缓冲腔顶板、LNG入口管、BOG入口、气液喷射管；所述LNG入口管向下穿过气液缓冲腔顶板安装于气液缓冲腔顶板上，所述BOG入口位于气液缓冲腔的侧壁上部，气液缓冲腔底板为气液均布板，气液喷射管均匀安装于气液均布板之上；所述气液缓冲腔顶板与气液均布板之间的圆周型封闭空间为气液缓冲腔。
2.根据权利要求1所述的气液混合均布器，其特征在于：所述LNG入口管竖直向下穿过气液缓冲腔顶板安装于气液缓冲腔顶板的中心。
3.根据权利要求1所述的气液混合均布器，其特征在于：所述LNG入口管做为来流LNG的入口管道，安装于气液缓冲腔顶板中心，其底部正对气液均布板中心，LNG入口管距离气液均布板为2～3倍的LNG入口管直径。
4.根据权利要求1所述的气液混合均布器，其特征在于：所述气液缓冲腔的进口为LNG入口管和BOG进口、出口为气液喷射管，主要作为LNG与BOG的缓冲空间。
5.根据权利要求1所述的气液混合均布器，其特征在于：所述气液缓冲腔的高度为0.2～0.3倍的气液缓冲腔的直径。
6.根据权利要求1所述的气液混合均布器，其特征在于：所述气液均布板为中间部分不开孔，其他部分均匀开孔的圆板结构，开孔呈正三角形排列，中间部分不开孔区域的面积为2～3倍的LNG入口管直径。
7.根据权利要求6所述的气液混合均布器，其特征在于：所述开孔有大孔和小孔两种，大孔的截面直径位于为20～50mm之间，小孔的截面直径位于5～10mm之间，其中大孔为气液喷射管BOG支管的安装孔，小孔为气液喷射管LNG支管的安装孔，大孔与小孔一一对应作为一组气液喷射管的安装孔。
8.根据权利要求1所述的气液混合均布器，其特征在于：所述气液喷射管在气液均布板上呈正三角形均匀排布，气液喷射管由竖直向下的BOG支管和自BOG支管侧面插入的LNG支管组成；所述BOG支管的直径为20～50mm，LNG支管的截面直径为5～10mm；所述BOG支管应伸出气液缓冲腔的高度0.3～0.5倍的气液缓冲腔高度。
9.根据权利要求8所述的气液混合均布器，其特征在于：所述LNG支管由弯头连接的竖直管和斜管组成，斜管插入BOG支管的底部，弯头的角度在30°～45°之间。
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