CN111632439B - 一种强化分离型原料气聚结分离器 - Google Patents

Abstract

一种强化分离型原料气聚结分离器，包括支座及水平置于支座上的筒体，筒体内设有过滤元件基座将筒体分隔成过滤腔和分离腔两个腔室；过滤腔顶部设有进气口，过滤元件基座朝向过滤腔的一面有多个导流杆，端部水平安装有过滤元件；分离腔底部设有出气口，顶部设有分离元件安装室，位于分离腔内侧底部设有与出气口连通的分离元件基座，分离元件安装室内设有竖直的分离元件且下端安装在分离元件基座上；筒体下方设有带排污口的集液槽，过滤腔和分离腔底部分别设有排污管与集液槽相连。本发明的分离腔包括水平和垂直部分，延伸了液气流动空间，增加液气混合物在分离腔内的驻留时间，有效缓解因液气比波动对分离元件产生的冲击，提高分离效果。

Description

一种强化分离型原料气聚结分离器

技术领域

本发明涉及天然气石油处理设备技术领域，特别涉及一种强化分离型原料气聚结分离器。

背景技术

近年来,由于气矿输送到净化厂的原料气改为干气及干湿气混合输送后,对原料气输送管线多次清管,大量的硫化铁等粉尘杂质随原料气夹带进入净化厂,经过重力分离和过滤分离,大颗粒杂质和游离水被分离,但仍存在大量细小固体颗粒和液体颗粒。固体颗粒在溶液流速相对缓慢的吸收塔塔盘和换热设备管束中沉积,造成换热设备堵塞,吸收塔拦液发泡,装置原料气有效处理量下降等,甚至产品气不合格；液体颗粒与原料气中的酸性气体（硫化氢、二氧化碳）结合形成酸雾造成管道腐蚀。因此，需要对原料气进一步过滤分离。

现有原料气分离设备多采用两段过滤：第一段过滤段，装有聚结滤芯，气体从外向里通过聚结滤芯，固体颗粒被过滤介质截留，液体颗粒则因过滤介质聚结功能而在滤芯的内表面逐渐聚结长大。当液滴到达一定尺寸时会因气流的冲击作用从内表面脱落出来而进入滤芯内部流道而后进入汇流出料腔。在汇流出料腔内，较大的液珠依靠重力沉降分离出来；第二段是分离段，装有捕雾器，它能有效的捕集液滴，以防止出口液滴的被夹带，进一步提高分离效果。

现有捕雾器通常采用丝网制作而成，但丝网分离负荷范围很窄,超过气液混合物规定流速或者液气比后,分离效率急剧下降。随着着壁液体厚度的增加,气体的流通面积越来越小，会产生液堵现象，同时造成气液流速变大；在上述双重影响下，已经着壁的液体将很容易被气体重新带走。此外，在目前的原料气过滤分离器结构中，丝网捕雾器通常装在分离腔体内，难以进行更换或清洗。

发明内容

本发明要解决现有技术的问题，提供一种强化分离型原料气聚结分离器，分离腔包括水平和垂直部分，延伸了液气流动空间，提高分离效果，避免液堵导致的带液现象。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种强化分离型原料气聚结分离器，包括支座及水平置于支座上的筒体，筒体内设有过滤元件基座将筒体分隔成过滤腔和分离腔两个腔室；过滤腔顶部设有进气口，过滤元件基座朝向过滤腔的一面分布有多个中空的导流杆，导流杆端部水平安装有过滤元件；分离腔底部设有出气口，顶部设有分离元件安装室，位于分离腔内侧底部设有与出气口连通的分离元件基座，分离元件基座上，分离元件安装室内设有竖直的分离元件且下端安装在分离元件基座上。所述筒体下方设有带排污口的集液槽，所述过滤腔和分离腔底部分别设有排污管与集液槽相连。原料气从进气口进入过滤腔，较大的固液颗粒被初步分离，并在重力的作用下沉降到过滤腔底部，并通过排污管汇流至集液槽，在过滤腔内，原料气从外向里通过过滤元件，固体颗粒被拦截在过滤元件表面，液态成分则在过滤元件中心流道表面凝集、聚结，当液滴聚集成一定尺寸时，在气流的冲击作用会从内表面脱落至内部通道，然后汇流至分离腔，在分离腔内，较大的液珠依靠自身重力沉降至分离腔底部，细小的液滴随着气体流向分离元件，原料气从外向里进入分离元件，气体中残余的水分被有效拦截在表面，进而聚集成大液珠沉降到分离腔底部，再由底部排污管汇流至集液槽，最后，去除水分的原料气进入分离元件中心通道，最后从出气口排出。

作为优选，所述过滤元件包括聚结滤芯，导流杆端部设有滤芯座，聚结滤芯安装在滤芯座上。

作为优选，所述过滤腔侧端装有过滤腔快开盲板，顶部设有排空口，过滤腔快开盲板能实现快速开启或关闭，便于检修、更换或清洗。

作为优选，所述分离元件包括由Teflon喷涂网制成的分离滤芯，具有良好的亲烃憎水特性，分离元件基座上沿圆周方向分布多个滤芯座，分离滤芯安装在滤芯座上，滤芯座下端与分离元件基座通过弯管连通。

作为优选，所述分离元件外围设有分离罩，分离元件基座中心处垂直设置中心轴，分离罩安装在中心轴上，分离罩可分离气体中细小的液滴。

作为优选，所述分离罩为至少两层竖直段同心结构的圆柱体，各结构表面开设分水孔，层与层之间填充有不锈钢丝网，气体中的液滴被分离罩填充的丝网捕捉。

作为优选，所述分离罩最外层表面分布有多组翅片，分离罩顶端与中心轴之间设有轴承。翅片在原料气的吹扫作用下带动分离罩绕中心轴旋转（中心轴与分离元件基座固定不旋转），产生的离心力将丝网捕捉的液滴甩落，沉降至分离腔底部。

作为优选，所述分离元件安装室顶端设有快开封头，快开封头上设有排空口和升降转轮，升降转轮与筒体之间通过摇臂相连，能实现快速开启或关闭，便于检修、更换或清洗。

作为优选，所述分离元件安装室顶端设有分离腔快开盲板，分离腔快开盲板上固定有电机，中心轴下端与分离元件基座之间设有轴承，上端与电机之间通过联轴器相连，分离罩顶端与中心轴之间固定连接。电机工作后，中心轴带动分离罩同步旋转，产生的离心力将分离罩中间层填充丝网捕捉的液滴脱落。

作为优选，所述分离元件基座上设有正心轮毂，正心轮毂呈内外双环结构，内外环之间通过若干辐条连接且与中心轴同心，内环底部设有若干支柱与分离元件基座连接，外环面上设有半圆形凹槽，分离罩下端内壁设有相匹配的环型滑轨，分离元件分布在辐条间的间隔内。半圆形凹槽及环型滑轨使得分离罩旋转更稳定，避免发生偏心转动现象。

作为优选，位于两个所述排污管之间的集液槽内设有挡板将集液槽分为第一集液腔和第二集液腔，第一集液腔和第二集液腔分别设有排污口。

本发明的有益效果在于：

（1）设备的分离腔包括水平和垂直两部分，延伸了液气流动空间，增加液气混合物在分离腔内的驻留时间，有效缓解因液气比波动对分离元件产生的冲击，提高分离效果。

（2）原料气进入分离腔内后，在气体吹扫或电机作用下，分离罩转动，同时分离罩中间层填充的丝网对气体中的雾滴进行捕捉。经丝网捕捉的雾滴在分离罩转动产生的离心力的作用下及时脱落，有效避免了丝网捕雾器因着壁液体厚度的增加、气体的流通面积减小而产生的液堵从而导致的带液现象。

（3）经分离罩去除大部分水分的原料气进入分离滤芯，降低了液气比，减轻了分离滤芯的工作负荷，进而有效提高分离滤芯的过滤效果，确保有效脱除原料气中残余的水分。此外，分离罩的存在，避免气流直接冲击滤芯而造成滤材的损坏。

（4）过滤腔和分离腔能实现快速开启或关闭，便于检修、更换或清洗。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例一中分离罩的立体图；

图3是本发明实施例一中分离元件及分离罩所在结构的剖视图；

图4是本发明实施例二的结构示意图；

图5是本发明实施例二中分离罩的立体图；

图6是本发明实施例二中分离元件及分离罩所在结构的剖视图；

图7是本发明分离元件基座所在结构的立体图。

图中主要元件符号说明：1、筒体；2、进气口；3、过滤元件；4、过滤元件基座；5、分离元件；6、分离元件基座；7、分离罩；8、出气口；9、集液槽；10、排污口；11、支座；12、过滤腔；13、分离腔；14、挡板；15、第一集液腔；16、第二集液腔；17、导流杆；18、过滤腔快开盲板；19、排空口；20、排污管；21、分离腔快开封头；22、摇臂；23、升降转轮；24、翅片；25、轴承；26、分水孔；27、不锈钢丝网；28、中心轴；29、电机；30、联轴器；31、分离腔快开盲板；32、分离元件安装室；33、环型滑轨；34、正心轮毂；35、半圆形凹槽；36、弯管。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

实施例一：如图1所示，一种强化分离型原料气聚结分离器，包括支座11及水平置于支座11上的筒体1，筒体1内设有过滤元件基座4将筒体1分隔成过滤腔12和分离腔13两个腔室。筒体1下方设有带排污口10的集液槽9，过滤腔12和分离腔13底部分别设有排污管20与集液槽9相连。其中，位于两个排污管20之间的集液槽9内设有挡板14将集液槽9分为第一集液腔15和第二集液腔16，第一集液腔15和第二集液腔16分别设有排污口10。

在过滤腔12顶部设有进气口2和排空口19，侧端装有过滤腔快开盲板18，过滤元件基座4朝向过滤腔12的一面分布有多个中空的导流杆17，导流杆17端部水平安装有过滤元件3。其中，过滤元件3包括聚结滤芯，导流杆17端部设有滤芯座，聚结滤芯安装在滤芯座上。

在分离腔13底部设有出气口8，顶部设有分离元件安装室32，位于分离腔13内侧底部设有与出气口8连通的分离元件基座6，分离元件安装室32内设有竖直的分离元件5且下端安装在分离元件基座6上。其中，如图3所示，分离元件5包括由Teflon喷涂网制成的分离滤芯，分离元件基座6上沿圆周方向分布多个滤芯座，分离滤芯安装滤芯座上，滤芯座下端与分离元件基座6通过弯管36连通。此外，分离元件安装室32顶端设有快开封头21，快开封头21上设有排空口19和升降转轮23，升降转轮23与筒体1之间通过摇臂22相连。

结合图2-3所示，分离元件5外围设有分离罩7，分离元件基座6中心处垂直设置中心轴28，分离罩7安装在中心轴28上。其中，分离罩7为至少两层竖直段同心结构的圆柱体，各结构表面开设分水孔26，层与层之间填充有不锈钢丝网27，分离罩7最外层表面分布有多组翅片24，分离罩7顶端与中心轴28之间设有轴承25，中心轴28底端与分离元件基座6固定。

在本实施例中，分离罩7旋转所需动力来自原料气本身。

实施例二：结合图4-6所示，与实施例一的区别在于分离腔13一侧的部分结构，具体的，在分离元件安装室32顶端设有分离腔快开盲板31，分离腔快开盲板31上固定有电机29，中心轴28下端与分离元件基座6之间设有轴承25，上端与电机29之间通过联轴器30相连，分离罩7顶端与中心轴28之间固定连接。

实施例一的分离罩7旋转会消耗原料气的部分动能，降低下游原料气的流速和压力，因此在本实施例中，针对一些特殊工况，为保证原料气压力、流速稳定，可从外界提供分离罩旋转所需的动能，比如通过电机29驱动。

实施例三：结合图3及图6-7所示，在实施例一或实施例二的基础上，在分离元件基座6上增加正心轮毂34，正心轮毂34呈内外双环结构且与中心轴28同心，内外环之间通过若干辐条连接，内环底部设有若干支柱与分离元件基座6连接，外环面上设有半圆形凹槽35，分离罩7下端内壁设有相匹配的环型滑轨33，避免分离罩7发生偏心转动现象。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (8)

1.一种强化分离型原料气聚结分离器，包括支座（11）及水平置于支座（11）上的筒体（1），其特征在于：所述筒体（1）内设有过滤元件基座（4）将筒体（1）分隔成过滤腔（12）和分离腔（13）两个腔室；

所述过滤腔（12）顶部设有进气口（2），过滤元件基座（4）朝向过滤腔（12）的一面分布有多个中空的导流杆（17），导流杆（17）端部水平安装有过滤元件（3）；

所述分离腔（13）底部设有出气口（8），顶部设有分离元件安装室（32），位于分离腔（13）内侧底部设有与出气口（8）连通的分离元件基座（6），分离元件安装室（32）内设有竖直的分离元件（5）且下端安装在分离元件基座（6）上；

所述筒体（1）下方设有带排污口（10）的集液槽（9），所述过滤腔（12）和分离腔（13）底部分别设有排污管（20）与集液槽（9）相连；

所述过滤元件（3）包括聚结滤芯，导流杆（17）端部设有滤芯座，聚结滤芯安装在滤芯座上；

所述过滤腔（12）侧端装有过滤腔快开盲板（18），顶部设有排空口（19）；

所述分离元件（5）外围设有分离罩（7），分离元件基座（6）中心处垂直设置中心轴（28），分离罩（7）安装在中心轴（28）上；

在分离元件安装室（32）顶端设有分离腔快开盲板（31），分离腔快开盲板（31）上固定有电机（29），中心轴（28）下端与分离元件基座（6）之间设有轴承（25），上端与电机（29）之间通过联轴器（30）相连，分离罩（7）顶端与中心轴（28）之间固定连接；

分离罩旋转所需动力来自原料气本身，或通过电机驱动。

2.根据权利要求1所述的一种强化分离型原料气聚结分离器，其特征在于：所述分离元件（5）包括由Teflon喷涂网制成的分离滤芯，分离元件基座（6）上沿圆周方向分布多个滤芯座，分离滤芯安装在滤芯座上，滤芯座下端与分离元件基座（6）通过弯管（36）连通。

3.根据权利要求1所述的一种强化分离型原料气聚结分离器，其特征在于：所述分离罩（7）为至少两层竖直段同心结构的圆柱体，各结构表面开设分水孔（26），层与层之间填充有不锈钢丝网（27）。

4.根据权利要求3所述的一种强化分离型原料气聚结分离器，其特征在于：所述分离罩（7）最外层表面分布有多组翅片（24），分离罩（7）顶端与中心轴（28）之间设有轴承（25）。

5.根据权利要求3或4所述的一种强化分离型原料气聚结分离器，其特征在于：所述分离元件安装室（32）顶端设有快开封头（21），快开封头（21）上设有排空口（19）和升降转轮（23），升降转轮（23）与筒体（1）之间通过摇臂（22）相连。

6.根据权利要求3所述的一种强化分离型原料气聚结分离器，其特征在于：所述分离元件安装室（32）顶端设有分离腔快开盲板（31），分离腔快开盲板（31）上固定有电机（29），中心轴（28）下端与分离元件基座（6）之间设有轴承（25），上端与电机（29）之间通过联轴器（30）相连，分离罩（7）顶端与中心轴（28）之间固定连接。

7.根据权利要求4或6所述的一种强化分离型原料气聚结分离器，其特征在于：所述分离元件基座（6）上设有正心轮毂（34），正心轮毂（34）呈内外双环结构，内外环之间通过若干辐条连接，内环底部设有若干支柱与分离元件基座（6）连接，外环面上设有半圆形凹槽（35），分离罩（7）下端内壁设有相匹配的环型滑轨（33）。

8.根据权利要求1或2或3或4或6所述的一种强化分离型原料气聚结分离器，其特征在于：位于两个所述排污管（20）之间的集液槽（9）内设有挡板（14）将集液槽（9）分为第一集液腔（15）和第二集液腔（16），第一集液腔（15）和第二集液腔（16）分别设有排污口（10）。