CN202725133U - 一种带有底部防堵件的高温高压分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有底部防堵件的高温高压分离器，用于解决生产过程中，分离器内产生的结焦物堵塞分离器底部管道的问题。该分离器包括所述分离器包括位于分离器下端的锥形底部、固定在锥形底部的内壁上的扰流板、设置在锥形底部的最下端的底部出口和防堵件，所述防堵件呈网状结构，固定在分离器底部，罩住分离器的底部出口，从而有效防止煤浆结焦物堵塞管道，避免了结焦物堵塞管道造成装置停工，有效解决了煤浆堵塞、沉积等问题，保护了下游管线及设备。

Description

一种带有底部防堵件的高温高压分离器

技术领域

本实用新型涉及化工生产中进行气、固、液分离的设备，更具体地说，是煤液化中一种带有底部防堵件的高温高压含固分离器。

背景技术

在煤液化工艺中，油煤浆经高温、高压条件反应后，生成的三相物料需要进入高温高压分离器进行气、液、固三相分离。气相从分离器顶部引出，液固相从分离器底部管道流出。由于三相物料在分离器内分离的过程中，会在分离器的内壁或内构件上产生一定的结焦物。随着运行时间增加，分离器内壁或内构件上产生的大块结焦物会剥落，并掉入分离器底部，从而造成管道堵塞。严重时，由于结焦物堵塞管道，可能会引起整个煤液化工艺装置停工。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于，提供一种带有底部防堵件的高温高压分离器，用于解决生产过程中，分离器内产生的结焦物堵塞分离器底部管道的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种带有底部防堵件的高温高压分离器，其中，所述分离器包括锥形底部、扰流板和底部出口，所述锥形底部位于分离器下端，所述扰流板固定在锥形底部的内壁上，所述底部出口设置在锥形底部的最下端，所述分离器还包括防堵件，所述防堵件呈锥形网状结构，且锥顶朝上设置，固定在分离器底部出口上方。

优选地，所述防堵件通过螺栓连接的方式固定在扰流板上。

优选地，所述防堵件呈通过防堵件的底部边缘固定在扰流板上。

优选地，所述防堵件主要由多个圆环和多个板条构成，所述多个圆环由上至下直径逐步增大，且彼此间隔设置，所述多个板条均匀地搭接在所述多个圆环上构成锥形结构。

优选地，所述防堵件的顶部还设有一个锥形实心体，所述锥形实心体通过焊接的方式固定在防堵件的顶部。

优选地，所述防堵件的高度为锥形底部高度的0.6~1.4倍，所述防堵件的底部直径为底部出口直径的2~5倍。

优选地，所述防堵件的高度与锥形底部的高度相同，所述防堵件的底部直径为底部出口直径的2.5~3.5倍。

优选地，所述圆环与板条所形成的网格的长宽比为1.5-3，相邻的两个圆环之间的间隔设置为50-120mm。

优选地，所述多个圆环的数量为4-8个，所述多个板条的数量为3-8个。

由上述技术方案可见，本实用新型提供的高温高压分离器，在分离器的底部出口设置有锥形网状防堵件，可以有效地阻挡分离器的内壁或内构件上掉落的大块结焦物，大块结焦物在分离器中液相的流动冲刷作用下逐渐减小并被带出分离器，从而有效防止煤浆结焦物堵塞管道，避免了结焦物堵塞管道造成装置停工，有效解决了煤浆堵塞、沉积等问题，保护了下游管线及设备，延长了装置的运转周期。

附图说明

图1为本实用新型提供的分离器中防堵件的固定结构图；

图2为图1中防堵件的结构示意图；

图3为图1中防堵件的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不因此而受到任何限制。

如图1所示，本实用新型提供的一种带有底部防堵件的高温高压分离器包括分离器主体1和防堵件5。其中，所述分离器主体1包括锥形底部2、扰流板3和底部出口4，所述锥形底部2位于分离器主体1下端，所述扰流板3固定在锥形底部2的内壁上，以增加分离器底部扰流，所述扰流板2有多个，比如4-8个，呈板型条状，通过焊接的方式均匀地朝向底部出口4布置在分离器的锥形底部2的内壁上，所述底部出口4设置在锥形底部2的最下端，分离器中的液、固物料可汇集到分离器的锥形底部2并通过底部出口4排出。

由于本实用新型的分离器在高温高压下运行，因此设置这些部件时会与普通的阻挡过滤装置存在很多不同，对于普通的过滤装置，一般在设计时仅根据下游的承受能力设计过滤精度，对拦截下来的物质进行定期清理。而对于本实用新型中的高温高压分离器，由于分离器的结构特点以及高温高压的运行特性，在装置运行时拦截下来的物质进行清理几乎是不可能，而经常停工清理更会造成巨大的经济损失，因此对防堵件的设计需要平衡好一系列竞争的设计关系：

防堵件阻挡结焦物与分离器底部有限空间的关系，由于分离器底部空间相对较小，而且呈锥形，防堵件所阻挡的结焦物容易汇集在最底部，一旦挡住底部出口，会使分离器内固液相不能及时流出，憋在高温高压的分离器内，威胁安全生产，从而可能违背了防堵件的设置初衷，导致相反的效果。

防堵件网格尺寸与下游管道尺寸的关系，防堵件网格设置过小，虽然可以有效地阻挡结焦物，保证下游的畅通，但过小的网格设计又会导致结焦物在分离器底部快速堆积，且由于高温高压的特点，甚至进一步粘结成大块，堵塞分离器底部；而防堵件网格设置过大，虽然可以有效地较少阻挡的结焦物的量，有益于底部出口畅通，但尺寸较大结焦物会进入下游管道，容易造成堵塞。

流体冲刷与结焦物堆积的关系，由于防堵件网格尺寸不能设置过大，必然导致结焦物逐步在分离器底部堆积，要保持底部出口畅通，则需要设置的防堵件对结焦物具有“消化”的能力，且“消化”的速度应该不小于结焦物堆积的速度。与普通的过滤不同，本实用新型中由于结焦物本身来自分离器中固液相的特点，阻挡的结焦物可以在流体的流动冲刷下被逐步带走，这也为解决该矛盾提供了可能。然而流体的冲刷速度与结焦物的堆积量并不总是正比关系，发明人发现当底部堆积的结焦物量较少时，随着结焦物堆积的量增加，其被流体冲刷带走的量也会增加。然而当底部堆积的结焦物量较多时，由于已经导致流体流出分离器底部的流量减小，随着结焦物堆积的量增加，特别是结焦物在底部粘结成块时，可能进一步减小流体流量，使得流体冲刷带走的结焦物的量也相应减小，导致情况不断恶化。因此，调节好流体冲刷与结焦物堆积的关系，将结焦物的堆积量维持在较低的水平，对分离器的稳定连续运行至关重要。

基于上面的考虑，所述防堵件设计为常规的平面网格结构是不可行的，这种结构容易导致结焦物堆积在防堵件上。为克服底部空间有限的问题，所述防堵件设计为具有空间立体结构的形状，如锥形、柱形或长方体形，这样防堵件具有一定的高度，可以使结焦物分布在防堵件的侧面，充分利用底部空间。然而，与常规的防堵件设置不同，本实用新型中的分离器在高温高压下运行，其底部出口处的流体冲刷力很大，因此设置的防堵件还应该结构稳定，可以在有效使用期内承受住流体强大的冲刷力。因此，在分析了锥形、柱形和长方体形等结构的结构受力之后，优选地，发明人将防堵件的结构设计为锥形。

所述防堵件5为锥形结构，其锥形的锥顶朝上，罩在分离器底部出口4的上方，使液、固两相物料通过，而阻挡大块结焦物进入底部出口4，以防堵塞出口管道。所述防堵件5在底部出口4上方的固定方式可以是螺栓连接、焊接或其它固定方式。所述防堵件5可以固定在分离器的锥形底部2的内壁上或扰流板3上。优选地，所述防堵件5可以通过螺栓连接的方式固定在扰流板3上，以方便检修拆卸。

大块的结焦物会被阻挡在锥形防堵件5与分离器的锥形底部2之间的区域，并随着分离器内液体的流动冲刷，大块结焦物会被逐渐冲刷成小块后带走，从而保持底部出口4畅通。

如图2和图3所示，所述防堵件5包括多个圆环6和多个板条7，优选地，所述多个圆环6可以是4-8个，所述多个板条7可以是3-8个。所述多个圆环6由上至下直径逐步增大，所述多个板条7在圆环的圆周方向均匀地搭接在圆环6上，构成稳定的锥形结构。所述防堵件5的圆环6和板条7可以是一体成型的结构，或者所述板条通过焊接的方式搭接在圆环6上。所述多个圆环6之间留有间隔，在圆环6与板条7之间形成网格。

发明人还发现，相对于管线，进入下游的结焦物首先是在调节阀处形成堵塞，因此在考察通过防堵件的结焦物是否会在下游形成堵塞时，可以主要考察其在调节阀处的堵塞情况，结焦物的最大尺寸应在调节阀最大开度时尺寸的80%以下。另外对于煤粉沉积形成的结焦物，发明人发现结焦物的形状大体为不规则扁长形，因此可以考虑将网格高度和宽度设计成一定的长宽比，使其在满足有效的阻挡前提下，有着通畅流道。

所述防堵件5的圆环6和板条7可以是一体成型的结构，或者所述板条通过焊接的方式搭接在圆环6上。其中，圆环6与板条7所形成的网格大体的长宽比（对于防堵件5的下部，板条7之间间隔较大，因此将长宽比定义为相邻板条7间距离与相邻圆环6间距离的比，对于防堵件5上部，板条7之间间隔较小，可以适当增大圆环6间的距离，因此将长宽比定义为相邻圆环6间距离与相邻板条7间距离的比）设计为1.5-3，相邻的两个圆环6之间的间隔可以设置为50-120mm。优选地，所述锥形网状的防堵件5的顶部还设有一锥形实心体8，所述锥形实心体8可以通过焊接的方式固定在防堵件5的顶部，以增加防堵件5的抗物料冲刷磨损性能。

为保证防堵件5的阻挡范围以及底部出口4通畅，所述防堵件5的设计高度可以为所述锥形底部2的高度h的0.6~1.4倍，优选地，所述防堵件5的设计高度与锥形底部2的高度h相同。所述防堵件5的底部直径为底部出口4直径的2~5倍，优选地，所述防堵件5的底部直径为底部出口4直径的2.5~3.5倍。

所述防堵件5的材质可以根据分离器中介质的腐蚀特性，选择不同的抗腐蚀材料，例如，所述防堵件5的材质可以是不锈钢、合金钢或碳钢。此外，还需保证防堵件5具有所需的强度。

本实用新型提供的这种带有底部防堵件的高温高压分离器，在分离器底部出口上设置锥形防堵件，可以有效地阻挡分离器的内壁或内构件上掉落的大块结焦物，大块结焦物被阻挡在防堵件与分离器的锥形底部之间，在分离器中液相的流动冲刷作用下，结焦物逐渐减小并被带出分离器，从而有效防止煤浆结焦物堵塞管道，避免了结焦物堵塞管道造成装置停工，有效解决了煤浆堵塞、沉积等问题，保护了下游管线及设备。

Claims (9)

1.一种带有底部防堵件的高温高压分离器，所述分离器包括锥形底部、扰流板和底部出口，所述锥形底部位于分离器下端，所述扰流板固定在锥形底部的内壁上，所述底部出口设置在锥形底部的最下端，其特征在于，所述分离器还包括防堵件，所述防堵件呈锥形网状结构，且锥顶朝上设置，固定在分离器底部出口上方。

2.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述防堵件通过螺栓连接的方式固定在扰流板上。

3.如权利要求2所述的分离器，其特征在于，所述防堵件呈通过防堵件的底部边缘固定在扰流板上。

4.如权利要求3所述的分离器，其特征在于，所述防堵件主要由多个圆环和多个板条构成，所述多个圆环由上至下直径逐步增大，且彼此间隔设置，所述多个板条均匀地搭接在所述多个圆环上构成锥形结构。

5.如权利要求4所述的分离器，其特征在于，所述防堵件的顶部还设有一个锥形实心体，所述锥形实心体通过焊接的方式固定在防堵件的顶部。

6.如权利要求5所述的分离器，其特征在于，所述防堵件的高度为锥形底部高度的0.6~1.4倍，所述防堵件的底部直径为底部出口直径的2~5倍。

7.如权利要求6所述的分离器，其特征在于，所述防堵件的高度与锥形底部的高度相同，所述防堵件的底部直径为底部出口直径的2.5~3.5倍。

8.如权利要求3所述的分离器，其特征在于，所述圆环与板条所形成的网格的长宽比为1.5-3，相邻的两个圆环之间的间隔设置为50-120mm。

9.如权利要求4所述的分离器，其特征在于，所述多个圆环的数量为4-8个，所述多个板条的数量为3-8个。

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