CN113893619A - 一种气液分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种气液分离器，将卧式分液、立式分液和分气相结合的设施安装在压缩机或泵入口前，在实现气液分离的同时实现了对不同密度液体的分层分离，有效解决了因液体进入压缩机造成的振动结焦以及气泡进入泵引起的汽蚀等问题。同时通过冷却区的设置，使初分的饱和气体进一步冷却，将更多重组分凝成液体汇集到分离器底部，不但可进一步提纯气体，减少液滴携带，还降低了分离气体温度，解决了气体温度过高引起压缩机停机的技术问题。

Description

一种气液分离器
技术领域
本发明涉及气液分离设备技术领域，具体涉及一种气液分离器。
背景技术
在化工、炼油等企业中，有很多饱和态气液混合流体(如分馏塔顶物流、反应产物等)需要进行气液分离，以便使分离出来的气体，经过压缩机升压后，进一步加工利用。压缩机对进料中的液滴含量有严格限制，如果过多会导致压缩机振动、结焦。液体在进泵前也需要分离气体，避免泵汽蚀。对于温度较高的介质，分离后的气体如果直接进入压缩机，会造成压缩机故障或连锁停车，不利于装置安全生产。此外有些需要水洗的介质，在上游注水后，希望在分液罐中将水从油中分离出来，循环使用或送酸性水汽提装置处理。现有技术往往通过增加额外的专用冷却设备和压缩机入口分液罐来降低气体温度和减少液滴携带，增加了投资和占地，且无法在气液分离的同时对密度不同的液体进行分层分离。
CN201921593429.0公开了一种除气器汽液分离装置的发明专利，包括有箱体和支脚，所述支脚设置于箱体底端，所述箱体右侧壁中部设置有进气管。该发明使用时，蒸汽经过进气管进入箱体内，经过滤网时，蒸汽中颗粒杂质被拦截，大部分颗粒直径经过下料斗进入污水盒中，残留的颗粒杂质则可以通过刷杆刷毛清扫脱离滤网，避免了网孔堵塞，净化掉颗粒杂质的蒸汽再经过折流板的气液分离作用后得到较为干燥的气体排入后续设备中。该发明对于仅含少量液体和杂质的蒸汽有一定作用。但如果液量和气量相当时，则会使压降过大。
CN201510008198.2公开了一种汽液分离器发明专利，包括筒体、上封头和下封头，上封头上设置有出汽管，下封头上设置有排水器和进汽管，筒体内设置有n级旋风汽液分离装置和m级汽体旋风集散装置。旋风汽液分离装置用于将筒体内的汽体以旋风方式向筒体内壁四周排放，n级旋风汽液分离装置从下向上依次间隔排列，m级汽体旋风集散装置分布在n级旋风汽液分离装置之间，其中n≥2且为整数，m≥2且为整数；该发明中旋风汽液分离装置和汽体旋风集散装置使得设备造价增加，且立式筒体结构无法满足同时对液体进行分层分离的要求。
发明内容
为解决上述技术中存在的技术问题，有效消除气体中的微量液滴，降低气体出口温度，并将不同密度的液体进行分离，本发明提供了一种气液分离器。
本发明一种气液分离器，其特征在于：包括壳体、物料入口、入口分配器、气包、分液包、气体出口、高密度液体出口、低密度液体出口、破沫网及冷却区；所述物料入口开设于壳体前端上侧；所述入口分配器一端焊接在物料入口，另一端伸入壳体内；所述气包为立式空腔结构，位于壳体后端上侧，与壳体相连通；气包腔体上部安装破沫网，冷却区位于破沫网下方；所述分液包为立式空腔结构，位于壳体后端下侧，与壳体相连通；所述气体出口开设于气包顶端；所述高密度液体出口开设于分液包底端；所述低密度液体出口开设于壳体后端下侧，位于分液包之后。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：所述冷却区包括密封挡板、上挡板、侧挡板、冷却管、管板、入口分配区和出口收集区；两块管板通过密封挡板及侧挡板固定连接在气包内腔的两侧，并形成入口分配区和出口收集区；入口分配区上开设有冷却介质入口，出口收集区上开设有冷却介质出口；上挡板分别与侧挡板、气包内壁固定连接，以防止气流短路，确保气体自下而上穿过冷却管；一组互相平行的冷却管，每根冷却管的两端分别固定在两侧的管板上；冷却管的内截面积之和不小于冷却介质入口接管的内截面积，以减少压降。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：所述壳体为卧式空腔结构，长径比为1.5～10.0。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：破沫网为可拆卸的同径丝网，或可拆卸的外圈盲板加中心丝网。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：入口分配器为管状，其侧面或底部开口。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：入口分配器为直管或向壳体前端顶封头方向弯曲的弯管。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：所述冷却管为翅片管或者光管。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：所述冷却管为L型绕片管、LL型绕片管、KL型滚花翅片管、G型镶嵌式翅片管、DR型双金属轧片管、TC椭圆管套矩形翅片管、TR椭圆管绕钢带翅片管中的其中一种。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：高密度液体出口及低密度液体出口均设有单板片防涡器。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：高密度液体出口及低密度液体出口均设有多板片防涡器，防涡器板片互相平行或交叉。
本发明一种气液分离器，其进一步特征在于：壳体上还设置有指示温度、压力、液位和界位的就地仪表和远传仪表。
本发明气液分离器壳体内卧式空间提供足够的液体停留时间，使进料中的大量液体沉积下来，集中到卧式空间的底部。两种密度的液体顺流而下，并逐渐分层。在壳体的后部，高密度的液体聚集到设备下部的立式空间，从低点排出。低密度的液体从远离入口的另一端底部出口流出。设备上部的立式空间和破沫网，可为气体提供上升空间，降低气体流速，除去微小液滴，达到气液分离的目的。
本发明设置于上游设备(如换热器、空冷器等)气液混合物料出口和压缩机及泵之间。本发明设备采用卧式安装，可安装在构架上，也可安装在地面。
本发明的有益效果如下：
1、本发明将卧式分液、立式分液和分气相结合的设施安装在压缩机或泵入口前，对饱和态气液混合流体进行气液分离，有效解决了因液体进入压缩机造成的振动结焦以及气泡进入泵引起的汽蚀等问题。
2、本发明通过设置立式分液的分液包及不同的液体出口，在实现气液分离的同时实现了对不同密度液体的分层分离。
3、本发明通过设置冷却区，使初分的饱和气体进一步冷却，达到过冷态，将更多重组分凝成液体汇集到分离器底部，不但可进一步提纯气体，减少液滴携带，还降低了分离气体温度，有效解决因气体温度过高引起压缩机停机的技术问题。
4、本发明可用于新建和改造装置，尤其适用于改造装置，可以不增加占地，通过改造原有的卧式分液罐，达到更好的气液分离效果。
附图说明
图1为本发明一种气液分离器的结构示意图；
图2为本发明一种气液分离器的安装位置示意图；
图3为图1的A向视图；
图4为图3的B向视图；
图5为图3的C向视图。
图中：1、物料入口，2、气体出口，3、低密度液体出口，4、壳体，5、气包，6、入口分配器，7、破沫网，8、分液包，9、高密度液体出口，10、防涡器，11、压缩机，12、泵，13、泵入口阀门，14、泵入口过滤器，21、冷却区，22、冷却介质入口，23、冷却介质出口，24、入口分配区，25、出口收集区，26、上挡板，27、管板，28、冷却管，29、侧挡板，30、密封挡板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：
本发明采用卧式安装，设备安装位置如图2所示。物料入口1与上游设备(如换热器、空冷器等)的气液混合物出口相接。气体出口2与压缩机11的入口相接。低密度液体依次通过低密度液体出口3、泵入口阀门13、泵入口过滤器14后进入泵12。
如图1、图3、图4、图5所示，物料入口1设置于壳体4前端上侧；气包5为立式空腔结构，位于壳体4后端上侧，与壳体4相连通；分液包8为立式空腔结构，位于壳体4后端下侧，与壳体4相连通；气体出口2开设于气包5顶端，高密度液体出口9开设于分液包8底端；低密度液体出口3开设于壳体4后端下侧，位于分液包8之后。气液混相的物流从物料入口1进入入口分配器6，并沿着卧式壳体4内空间向后端流动。在流动的过程中，大量液体沉降到壳体4底部。气体则沿着卧式壳体4上部空间进入气包5中，流速降低，向上流动，穿过冷却区21的冷却管28间的缝隙，气体与冷却管28内的冷却介质(冷却介质从冷却介质入口22进，冷却介质出口23出)换热后，进一步被冷却，过冷气体中的部分液体聚集在冷却管28上；冷却后的气体继续上升，经过破沫网7，消除气体中的微小液滴后，经气体出口2流出设备。冷却区21和破沫网7上流下来的液滴均自流汇聚到壳体4中。壳体4底部高密度液体沉集在低密度液体的下部，液体依次流经分液包8及低密度液体出口3。高密度液体流入分液包8中，经高密度液体出口9流出设备，低密度液体经低密度液体出口3流出设备。入口分配器6一端焊接在物料入口1，与物料入口1连通，另一端不需固定。入口分配器6用直管形式，底部密封，侧面向壳体前端侧封头方向开长条形开口，条形开口面积为直管的内截面积的2倍。冷却管28采用多排翅片管，每根翅片管两端分别与两侧的管板27连接；两块管板27通过密封挡板30及侧挡板29固定连接在气包内腔的两侧，并形成入口分配区24和出口收集区25；入口分配区24上开设有冷却介质入口22，出口收集区25上开设有冷却介质出口23；上挡板26分别与侧挡板29、气包内壁固定连接，以防止气流短路，确保气体自下而上穿过冷却管28；冷却管28的内截面积之和不小于冷却介质入口22管的内截面积，以减少压降。
破沫网7采用同径丝网结构。防涡器10采用十字交叉板片式，分别焊接在高密度液体出口9及低密度液体出口3处。壳体4上按需要设置指示温度、压力、液位和界位的就地仪表和远传仪表。
根据需要，在液体不需分层分离时本发明可不设分液包。
以上仅是本发明的典型实施例，本领域技术人员完全可以在其基础上做适当的修饰及改进，但是与本发明实质性相同，同样落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种气液分离器，其特征在于：包括壳体、物料入口、入口分配器、气包、分液包、气体出口、高密度液体出口、低密度液体出口、破沫网及冷却区；所述物料入口开设于壳体前端上侧；所述入口分配器一端焊接在物料入口，另一端伸入壳体内；所述气包为立式空腔结构，位于壳体后端上侧，与壳体相连通，气包腔体上部安装破沫网，冷却区位于破沫网下方；所述分液包为立式空腔结构，位于壳体后端下侧，与壳体相连通；所述气体出口开设于气包顶端；所述高密度液体出口开设于分液包底端；所述低密度液体出口开设于壳体后端下侧，位于分液包之后。
2.根据权利要求1所述的一种气液分离器，其特征在于：所述冷却区包括密封挡板、上挡板、侧挡板、冷却管、管板、入口分配区和出口收集区；两块管板通过密封挡板及侧挡板固定连接在气包内腔的两侧，并形成入口分配区和出口收集区；入口分配区上开设有冷却介质入口，出口收集区上开设有冷却介质出口；上挡板分别与侧挡板、气包内壁固定连接；一组互相平行的冷却管，每根冷却管的两端分别固定在两侧的管板上；冷却管的内截面积之和不小于冷却介质入口接管的内截面积。
3.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：所述壳体为卧式空腔结构，长径比为1.5～10.0。
4.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：破沫网为可拆卸的同径丝网，或可拆卸的外圈盲板加中心丝网。
5.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：入口分配器为管状，其侧面或底部开口。
6.根据权利要求5所述的一种气液分离器，其特征在于：入口分配器为直管或向壳体前端顶封头方向弯曲的弯管。
7.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：所述冷却管为翅片管或者光管。
8.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：所述冷却管为L型绕片管、LL型绕片管、KL型滚花翅片管、G型镶嵌式翅片管、DR型双金属轧片管、TC椭圆管套矩形翅片管、TR椭圆管绕钢带翅片管中的其中一种。
9.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：高密度液体出口及低密度液体出口均设有单板片防涡器。
10.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：高密度液体出口及低密度液体出口均设有多板片防涡器，防涡器板片互相平行或交叉。
11.根据权利要求2所述的一种气液分离器，其特征在于：壳体上还设置有指示温度、压力、液位和界位的就地仪表和远传仪表。
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