CN116651024A - 一种气液分离系统、气液分离装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气液分离系统、气液分离装置及其使用方法，其中，上述气液分离装置包括：分离罐，所述分离罐配置有进流口、出液口、充气口和排气口，所述出液口位于所述分离罐的下端，所述排气口位于所述分离罐的上端；进流管，和所述进流口相连，用于向所述分离罐内充入待处理流体，所述待处理流体包括待分离液体和待分离气体；出液管，和所述出液口相连；充气管，和所述充气口相连，用于向所述分离罐内充入分压气体，所述分压气体和所述待分离气体不同；排气管，和所述排气口相连。上述气液分离装置可以实现待分离气体和待分离液体的分离，能够减少待分离气体进入下游设备中。

Description

一种气液分离系统、气液分离装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及流体处理技术领域，具体涉及一种气液分离系统、气液分离装置及其使用方法。

背景技术

冶金、化工等行业中使用的循环冷却水具有水量大、类别多等特点，且往往会携带有毒气体或者可燃气体等危害性气体，若不加处理，即直接通入开式冷却塔或者沉淀池等下游设备，就容易造成危害性气体的逸散，进而会对现场工作人员的生命安全造成威胁，容易引发安全生产事故，且难以满足环保要求。

因此，如何提供一种方案，以克服或者缓解上述缺陷，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气液分离系统、气液分离装置及其使用方法，其中，该气液分离装置可以实现待分离气体和待分离液体的分离，能够减少待分离气体进入下游设备中。

为解决上述技术问题，本发明提供一种气液分离装置，包括：分离罐，所述分离罐配置有进流口、出液口、充气口和排气口，所述出液口位于所述分离罐的下端，所述排气口位于所述分离罐的上端；进流管，和所述进流口相连，用于向所述分离罐内充入待处理流体，所述待处理流体包括待分离液体和待分离气体；出液管，和所述出液口相连；充气管，和所述充气口相连，用于向所述分离罐内充入分压气体，所述分压气体和所述待分离气体不同；排气管，和所述排气口相连。

在具体工作时，进流管可以向分离罐内充入待处理流体，当待处理流体自进流管进入分离罐后，由于体积的突然增大，会导致压力的骤降，根据闪蒸原理，待处理流体内待分离气体可以迅速地分离出来，以实现待分离液体和待分离气体之间的分离。

并且，充气管能够向分离罐内充入分压气体，该分压气体和待分离气体不同。这样，随着分压气体充入分离罐，分离罐内待分离气体的分压会有所降低，根据亨利定律以及道尔顿定律，待处理流体中的待分离气体可以进一步地析出，能够有效地提升待分离气体和待分离液体的分离效果。

可选地，所述进流管内配置有压力调节阀，用于控制所述待处理流体的进流压力。

可选地，还包括迎流阻挡部件，所述迎流阻挡部件设置在所述分离罐内，并和所述进流口相对设置。

可选地，所述出液管和所述分离罐组合形成U型液封结构；或者，所述出液管形成有U型液封结构。

可选地，所述分离罐还配置有排液口，所述排液口的设置位置低于所述出液口，所述排液口配置有排液阀。

可选地，还包括机架，所述分离罐安装于所述机架。

可选地，还包括检测器件，所述检测器件安装于所述分离罐，用于检测所述分离罐内部的状态参数。

本发明还提供一种气液分离系统，包括气液分离装置、液处理装置和气处理装置，所述气液分离装置为上述的气液分离装置，所述液处理装置和所述出液管相连，所述气处理装置和所述排气管相连。

可选地，所述液处理装置为冷却塔或者沉淀池；和/或，所述气处理装置为危害性气体处理室或者放散塔。

本发明还提供一种气液分离装置的使用方法，所述气液分离装置为上述的气液分离装置，所述使用方法包括如下步骤：通过所述进流管向所述分离罐内通入待处理流体；通过所述充气管向所述分离罐内充入所述分压气体。

附图说明

图1为本发明所提供气液分离系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为气液分离装置和液处理装置的连接结构图；

图3为气液分离装置的结构示意图；

图4为本发明所提供气液分离装置的使用方法的流程示意图。

附图标记说明如下：

100气液分离装置、110分离罐、111进流口、112出液口、113充气口、114排气口、115迎流阻挡部件、116排液口、117液位检测部件、118压力检测部件、119人孔、120进流管、121压力调节阀、122通断阀、130出液管、140充气管、150排气管、160排液阀、170机架；

200液处理装置；

300气处理装置。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是可拆卸地连接，也可以是不可拆卸地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。

本发明实施例中所提到的方位用语，例如，“内”、“外”等，仅是参考附图的方向，因此，使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明实施例，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本发明实施例中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参考图1-图3，图1为本发明所提供气液分离系统的一种具体实施方式的结构示意图，图2为气液分离装置和液处理装置的连接结构图，图3为气液分离装置的结构示意图。

如图1和图2所示，本发明提供一种气液分离系统，可应用于冶金、化工等领域中，用于对冶金、化工等领域中的循环冷却水等待处理流体进行处理。该待处理流体包括待分离液体和待分离气体，其中，待分离气体可溶解于待分离液体中。

上述气液分离系统包括气液分离装置100、液处理装置200和气处理装置300。气液分离装置100用于接收上游设备输送而来的待处理流体，并用于实现待分离液体和待分离气体的分离，分离后的液体可以被送入液处理装置200内进行处理，而分离后的气体则可以被送入气处理装置300内进行处理。

这里，本发明实施例并不限定液处理装置200以及气处理装置300的具体种类，在实际应用中，本领域技术人员可以根据具体需要进行设置，只要是能够满足使用的要求即可。

在一些可选的实施方式中，该液处理装置200可以为开式冷却塔等冷却装置，以实现对于分离后液体的冷却处理。或者，该液处理装置200还可以为沉淀池等，以通过沉淀工艺，对分离后的液体进行液固分离，能够有效地去除液体中的固体杂质。

该气处理装置300的种类则与分离后气体的种类存在关联。若分离后的气体为可燃气体，则该气处理装置300可以为放散塔等，用于对可燃气体进行燃烧放散；或者，该气处理装置300也可以为气罐等存储装置，以用于对可燃气体进行收集存储。若分离后的气体为有毒气体，则该气处理装置300可以为危害性气体处理室，以通过化学筛分等工序对其中不同种类的有毒气体进行提取，以便针对性地进行处理。当然，若有毒气体的毒性不强，上述的气处理装置300也可以为高置的烟囱等，以直接对该有毒气体进行高空排放。

结合图3，在本发明实施例中，气液分离装置100包括分离罐110、进流管120、出液管130、充气管140和排气管150。

分离罐110为气液分离装置100的主体结构，分离罐110内部的腔室是待处理流体发生气液分离的主要场所。分离罐110的具体结构形式在此不作限定，在实际应用中，本领域技术人员可以根据相关需要进行确定，只要是能够满足使用的要求即可。示例性的，如图1-图3所示，分离罐110整体可以呈现为柱形，如圆柱形等，其上端以及下端均可以呈现为锥形，以便进行排液和排气。

分离罐110配置有进流口111、出液口112、充气口113和排气口114。出液口112位于分离罐110的下端，并可以和出液管130相连，出液管130可以和前述的液处理装置200相连。排气口114位于分离罐110的上端，并可以和排气管150相连，排气管150可以和前述的气处理装置300相连。

进流管120和进流口111相连，充气管140和充气口113相连。

进流管120可以向分离罐110内充入待处理流体，该待处理流体具体可以为携带有有毒气体或者可燃气体等危害性气体的循环冷却水等。当待处理流体自进流管120进入分离罐110后，由于体积的突然增大，会导致压力的骤降，根据闪蒸原理，待处理流体内待分离气体可以迅速地分离出来，以实现待分离液体和待分离气体之间的分离。

进一步地，充气管140能够向分离罐110内充入分压气体，该分压气体和待分离气体不同。这样，随着分压气体充入分离罐110，分离罐110内待分离气体的分压会有所降低，根据亨利定律以及道尔顿定律，待处理流体中的待分离气体可以进一步地析出，能够有效地提升待分离气体和待分离液体的分离效果。

这里，本发明实施例并不限定分压气体的种类以及充入量，在具体实践中，本领域技术人员可以根据实际需要进行确定，只要是能够满足使用的要求即可。在一种可以实现的方案中，该分压气体可以为无毒气体，且不具备可燃性，并且，该分压气体应当尽可能少地溶解于待分离液体，这样，可以更好地发挥分压气体降低待分离气体分压的技术功能，示例性的，上述分压气体可以为压缩空气、氮气等。

在一些可选的实施方式中，进流管120内可以配置有压力调节阀121，用于控制待处理流体的进流压力，以将该进流压力维持在设定压力以上。这样，待分离气体基本可以全部地溶解在待分离液体中，能够较大程度地避免进流管120内出现气体析出的现象，即可以较大程度地避免进流管120内出现双相流，进而可以减少进流管120内的振动噪声。

上述设定压力的具体值在此不做限定，在实际应用中，本领域技术人员可以根据待分离气体的具体种类等进行确定。另外，本发明实施例也不限定压力调节阀121在进流管120的安装位置，在实际应用中，本领域技术人员可以根据具体的需要等进行确定；在一种可以实现的方案中，压力调节阀121的设置位置应当尽可能地靠近进流口111，这样，能够尽可能地减少待处理流体在进入分离罐110前发生气液分离，从而减少进流管120内出现双相流。

结合图1和图3，进流管120内还可以设置有通断阀122，通断阀122可以控制进流管120的通断。当通断阀122控制进流管120断开时，进流管120可以停止向分离罐110内通入待处理流体，可以方便地对分离罐110进行停机检修等。

通断阀122可以为手动控制阀，如手动控制的球阀等。或者，该通断阀122也可以为自动控制的阀体，如液压阀、气动阀、电控阀等，以便提升设备的自动化程度。

分离罐110还配置有人孔119，在正常使用时，该人孔119可以处于关闭状态。当需要对分离罐110进行检修时，前述通断阀122可以处于断开状态，以阻断待处理流体进入分离罐110内，然后，可以将人孔119打开，以便工作人员进入分离罐110内部。

在一些可选的实施方式中，气液分离装置100还可以包括迎流阻挡部件115，该迎流阻挡部件115具体可以为挡流板等，其可以设置在分离罐110内，并可以和进流口111相对设置。

进流管120内的待处理流体在进入分离罐110后，可以和迎流阻挡部件115相撞击，这样，能够避免待处理流体和分离罐110内壁面的直接撞击，进而可以有效地对分离罐110进行防护，有利于延长分离罐110的使用寿命。

出液管130和分离罐110可以组合形成U型液封结构。在正常使用时，分离罐110的下部可以始终处于存液状态，这样，配合上述的U型液封结构，可以很好地实现对于分离罐110下部的密封，以尽可能地避免分离罐110中分离后的气体自出液管130排出的情形。

除此之外，上述U型液封结构也可以仅是由出液管130形成，这样也是可行的。

分离罐110还可以配置有排液口116，排液口116的设置位置要低于出液口112，排液口116处可以配置有排液阀160。在常态下，排液阀160可以处于关闭状态，以对排液口116进行封堵，从而可以避免分离后液体在排液口116处发生泄漏；当发生事故需要快速释放分离罐110内部存液时，可以将该排液阀160切换至打开状态，以便快速地对分离罐110的内部存液进行释放。

在一些可选的实施方式中，本发明所提供气液分离装置100还可以包括检测器件，检测器件可以安装于分离罐110，用于检测分离罐110内部的状态参数。

这里，本发明实施例并不限定上述检测器件的种类，在实际应用中，本领域技术人员可以根据具体需要进行设置，只要是能够满足使用的要求即可。示例性的，该检测器件可以包括液位检测部件117、压力检测部件118等，其中，液位检测部件117可用于检测分离罐110内部的液位高度，而压力检测部件118则用于对分离罐110内部的压力进行检测，可用于指导分压气体的充入。

在一些可选的实施方式中，本发明所提供气液分离装置100还可以包括机架170，分离罐110可以安装于机架170。

机架170为气液分离装置100的结构基础，用于对分离罐110进行支撑，并可以提升分离罐110的安装高度，以保证出液管130具有一定的安装高度，从而使得分离后的液体可以具备足够的重力势能，使得分离后的液体可以相对容易地进入液处理装置200内。

请参考图4，图4为本发明所提供气液分离装置的使用方法的流程示意图。

如图4所示，本发明还提供一种气液分离装置的使用方法，适用于上述各实施方式所涉及的气液分离装置，上述使用方法包括如下步骤S1和步骤S2。

步骤S1，通过进流管120向分离罐110内通入待处理流体，以通过闪蒸原理将待处理流体中的待分离气体和待分离液体分离开。

步骤S2，通过充气管140向分离罐110内充入分压气体，以降低分离罐110内部待分离气体的分压，基于亨利定律以及道尔顿定律，待分离气体分压的降低，可以加剧待处理流体中待分离气体的析出，能够有效地提升气液分离的效率。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气液分离装置，其特征在于，包括：

分离罐(110)，所述分离罐(110)配置有进流口(111)、出液口(112)、充气口(113)和排气口(114)，所述出液口(112)位于所述分离罐(110)的下端，所述排气口(114)位于所述分离罐(110)的上端；

进流管(120)，和所述进流口(111)相连，用于向所述分离罐(110)内充入待处理流体，所述待处理流体包括待分离液体和待分离气体；

出液管(130)，和所述出液口(112)相连；

充气管(140)，和所述充气口(113)相连，用于向所述分离罐(110)内充入分压气体，所述分压气体和所述待分离气体不同；

排气管(150)，和所述排气口(114)相连。

2.根据权利要求1所述气液分离装置，其特征在于，所述进流管(120)内配置有压力调节阀(121)，用于控制所述待处理流体的进流压力。

3.根据权利要求1所述气液分离装置，其特征在于，还包括迎流阻挡部件(115)，所述迎流阻挡部件(115)设置在所述分离罐(110)内，并和所述进流口(111)相对设置。

4.根据权利要求1所述气液分离装置，其特征在于，所述出液管(130)和所述分离罐(110)组合形成U型液封结构；或者，所述出液管(130)形成有U型液封结构。

5.根据权利要求1-4中任一项所述气液分离装置，其特征在于，所述分离罐(110)还配置有排液口(116)，所述排液口(116)的设置位置低于所述出液口(112)，所述排液口(116)配置有排液阀(160)。

6.根据权利要求1-4中任一项所述气液分离装置，其特征在于，还包括机架(170)，所述分离罐(110)安装于所述机架(170)。

7.根据权利要求1-4中任一项所述气液分离装置，其特征在于，还包括检测器件，所述检测器件安装于所述分离罐(110)，用于检测所述分离罐(110)内部的状态参数。

8.一种气液分离系统，其特征在于，包括气液分离装置(100)、液处理装置(200)和气处理装置(300)，所述气液分离装置(100)为权利要求1-7中任一项所述气液分离装置，所述液处理装置(200)和所述出液管(130)相连，所述气处理装置(300)和所述排气管(150)相连。

9.根据权利要求8所述气液分离系统，其特征在于，所述液处理装置(200)为冷却塔或者沉淀池；和/或，

所述气处理装置(300)为危害性气体处理室或者放散塔。

10.一种气液分离装置的使用方法，其特征在于，所述气液分离装置为权利要求1-7中任一项所述气液分离装置，所述使用方法包括如下步骤：

通过所述进流管(120)向所述分离罐(110)内通入待处理流体；

通过所述充气管(140)向所述分离罐(110)内充入所述分压气体。