CN203750364U - 一种气体深度净化设备 - Google Patents

Abstract

一种气体深度净化设备，属于气体净化设备技术领域，用于分离气体中的水、粉尘和杂质。其技术方案是：本实用新型由预处理部分、绝热膨胀部分、精处理部分组成，先通过雾化喷淋及一级预处理部分脱除气体中的粉尘，再利用绝热膨胀部分将气体冷却，使部分饱和水析出，最后通过二级精处理部分完成气—液分离，可有效的分离气体中的微量粉尘、水等杂质，净化后的气体供用户使用。本实用新型具有气体杂质分离效果好、净化效率高的优点，设备没有积液死角，可对焦油等凝结低温凝结物质进行蒸气吹扫，防止焦油粘结粉尘而堵塞设备组件，在处理煤气等危险气体的设备需要检修时，可以进行气体置换，以保证人身安全。

Description

一种气体深度净化设备

技术领域

本实用新型涉及一种脱除气体中杂质的气体净化设备，属于气体净化设备技术领域。

背景技术

气体净化设备主要用于清除气体中的杂质，这些杂质包括水、微量粉尘、焦油、酸液和碱液，在动力充足的情况下，还可以降低气体中水的露点温度，脱除部分饱和水。

在气体净化方法中，冷冻法和吸附法是最早采用的脱水方法，冷冻法是以氨或盐水为冷冻剂，通过压缩冷冻循环进行直接或间接换热，使气体的温度降至露点，再经气液分离器分离掉气体中的水分，脱湿气体再经过热交换器升温后送出；吸附法采用固体或液体吸附剂吸掉气体中的水分。冷冻法和吸附法虽然脱水效果可靠，但是其缺点是设备投资大，消耗热量多，运行成本高，且需要处理系统中的污水。

气体膜分离技术是近50年发展起来的一种新型分离技术，该技术利用原料混合气中不同气体对膜材料具有不同渗透率，以膜两侧气体的压力差为推动力，在渗透侧得到渗透率大的气体富集的物料，在未渗透侧得到不易渗透气体富集的分离气，从而达到气体分离目的。虽然该技术较传统分离技术设备简单，但是仍因其投资及运行费用高而不能大规模的应用于现代工业中。

通过绝热膨胀和旋流分离降低气体中杂质的方法是目前国内、外大量研究的新技术，通过进行对比研究发现，现有的绝热膨胀和旋流分离技术主要由以下不足：a. 设备内腔小，喷口管道长，未设置粉尘处理措施，因此仅适用于较为洁净的天然气处理，当用于处理含有粉尘的气体时，泥水混合物存在容易造成设备堵塞，且检修不便；b.大部分装置存有积液死角，不利于液体外排； c.有的采用旋向喷头，阻力较大，且喷头易堵塞；d.所有类似装置均采用一个通道，当处理动力小，风量大的气体时效果不理想。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种气体深度净化设备，这种设备处理风量大、净化效率高，能够解决现有设备存在积液死角、阻力大、多个装置并联使用、设备检修不便等问题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种气体深度净化设备，它由预处理部分、绝热膨胀部分、精处理部分组成，预处理部分和精处理部分为圆筒体，它们的外端分别有连接法兰，绝热膨胀部分连接在预处理部分和精处理部分之间，绝热膨胀部分为不等径的圆筒体，绝热膨胀部分的直径小于预处理部分和精处理部分的直径，绝热膨胀部分的两端与预处理部分和精处理部分的内端为圆滑过渡连接，在预处理部分中安装有旋流预处理组件，在绝热膨胀部分靠近精处理部分的一端安装有旋流脱水组件，在预处理和精处理部分的下部最低点均有排液口，以便于积液排除。

上述气体深度净化设备，所述绝热膨胀部分由渐缩段、喷口段和膨胀段连接组成，渐缩段和膨胀段分别为有锥度的圆筒体，渐缩段和膨胀段的大直径端分别与预处理部分、精处理部分相连接，渐缩段和膨胀段的小直径端分别连接在喷口段的两端，渐缩段的锥角为15～25°，膨胀段的锥角为5～15°，喷口段的长度为喷口段直径的0.5～1倍。

上述气体深度净化设备，所述旋流预处理组件、旋流脱水组件由导流锥和旋流叶片组成，导流锥两端采用子弹头流线型，中间为圆柱体，圆柱体圆周连接旋流叶片，旋流叶片的仰角α为25～45°，旋流叶片的螺旋升角β为15～25°，旋流叶片的厚度为2～6mm。

上述气体深度净化设备，所述预处理部分和绝热膨胀部分靠近精处理部分的一端分别安装有反冲洗组件。

上述气体深度净化设备，所述预处理部分、绝热膨胀部分、精处理部分的下部分别有吹扫孔，在精处理部分的上部还有放散孔。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型先通过雾化喷淋及一级预处理部分脱除气体中的粉尘，再利用绝热膨胀部分将气体冷却，使部分饱和水析出，最后通过二级精处理部分完成气—液分离，可有效的分离气体中的水、微量粉尘等杂质，净化后的气体供用户使用。本实用新型具有气体杂质分离效果好、净化效率高的优点，设备不存在积液死角，可对焦油等凝结低温凝结物质进行蒸气吹扫，防止焦油粘结粉尘而堵塞设备组件。处理煤气等危险气体的设备需要检修时，可以进行气体置换，以保证人身安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本实用新型的另一种结构示意图。

图中标记如下：预处理部分1、绝热膨胀部分2、精处理部分3、法兰4、鞍座5、扩张管6、收缩管7、渐缩段8、喷口段9、膨胀段10、旋流预处理组件11、旋流脱水组件12、导流锥13、旋流叶片14、反冲洗组件15、排液口16、吹扫孔17、放散孔18。

具体实施方式

本实用新型由预处理部分1、绝热膨胀部分2、精处理部分3组成。预处理部分1和精处理部分3的外端分别有连接法兰4，绝热膨胀部分2连接在预处理部分1和精处理部分3之间，在预处理部分1、绝热膨胀部分2、精处理部分3的下部安装有鞍座5。

图中显示，预处理部分1为圆筒体，预处理部分1的前部为扩张管6，扩张管6的前端直径小于后端直径，扩张管6的前端与法兰4相连接。气体进入后首先经过扩张管6扩张，再经过旋流预处理，将气体的一部分轴向速度转化为周向速度，旋转进入绝热膨胀部分2。

图中显示，精处理部分3为圆筒体，精处理部分3的后部有收缩管7，将气体收缩后通过法兰4排出。

图中显示，绝热膨胀部分2由渐缩段8、喷口段9和膨胀段10连接组成。渐缩段8和膨胀段10分别为有锥度的圆筒体，渐缩段8和膨胀段10的大直径端分别与预处理部分1、精处理部分3相连接，渐缩段8和膨胀段10的小直径端分别连接在喷口段9的两端。渐缩段8的锥角为15～25°，膨胀段10的锥角为5～15°，喷口段9的长度为喷口段9直径的0.5～1倍。

图中显示，在预处理部分1中安装有旋流预处理组件11，在绝热膨胀部分2靠近精处理部分3的一端安装有旋流脱水组件12。

旋流预处理组件11、旋流脱水组件12由导流锥13和旋流叶片14组成，导流锥13两端采用子弹头流线型，流体阻力小；中间为圆柱体，圆柱体圆周连接旋流叶片14，旋流叶片14的仰角α为25～45°，旋流叶片14的螺旋升角β为15～25°，旋流叶片14的厚度为2～6mm。

图中显示，预处理部分1和绝热膨胀部分2靠近精处理部分3的一端分别安装有反冲洗组件15。反冲洗组件15既能提高除尘效率，又可防止旋流叶片14堵塞，反冲洗组件15的水压为0.2～0.4MPa。

图中显示，在预处理部分1和精处理部分3的下部有排液口16，预处理部分1和精处理部分3中形成的泥水混合物通过设于各自最低点的排液口16流入带水封的集液器。

图中显示，在预处理部分1、绝热膨胀部分2、精处理部分3的下部分别有吹扫孔17，吹扫孔17可以对焦油等凝结低温凝结物质进行蒸气吹扫，防止焦油在设备内留存，粘结粉尘而堵塞旋流预处理组件11、旋流脱水组件12和反冲洗组件15的喷嘴。

图中显示，在精处理部分1的上部还有放散孔18，放散孔18在处理煤气等危险气体的设备需要检修时，可以采用氮气或水蒸气进行气体置换，以保证人身安全。

本实用新型的工作过程如下：

气体首先经过一级预处理部分1，将气体的一部分轴向速度转化为周向速度，使气体以旋转的速度进入绝热膨胀部分2的渐缩段8，由于渐缩段8直径不断缩小，离心力将得到加强，气体的中粉尘（或）焦油、部分机械水被分离出来，分离出来的泥水混合物在设在低点的一级排液口16被收集外排。

经过预处理的气体，在绝热膨胀部分2被冷却降温，析出气体中的部分饱和水，在旋流脱水组件12的作用下被彻底分离，同时气体的动力和温度稍微回升，使得出口气体得到较高的净化效率。

旋流预处理组件11和旋流脱水组件12的导流锥13采用子弹头流体型，流体阻力小，旋流叶片14的角度和流速优化设计，大大提高旋流预处理和脱水的分离效率，降低气体流动的阻力，并在旋流预处理组件11和旋流脱水组件12件处增设反冲洗组件15，以提高除尘效率，同时防止旋流叶片14堵塞。

绝热膨胀部分2采用较短的喷口段9尺寸，降低粉尘和液体积聚造成堵塞的几率，并便于设备维护和检修。渐缩段8和膨胀段10采用低阻流体设计，减少动力损失，并尽量可能的净化后气体性能回升的能力。渐缩段8与喷口段9的连接处、喷口段9与膨胀段10的连接处均做圆弧处理，可以获得更好的气动性能。

处理压力较低的气体时，喷口段9的流速≤50 m/s；

处理中、高压气体时，喷口段9处的流速为：50～350 m/s。

当处理风量大、设备的外径D≥2000mm时，旋流预处理组件11及旋流脱水组件12可由双程或多程旋流叶片14组成；绝热膨胀部分2由两个或两个以上同一圆心的绝热膨胀管组成。

Claims (5)

1.一种气体深度净化设备，其特征在于：它由预处理部分（1）、绝热膨胀部分（2）、精处理部分（3）组成，预处理部分（1）和精处理部分（3）为圆筒体，它们的外端分别有连接法兰（4），绝热膨胀部分（2）连接在预处理部分（1）和精处理部分（3）之间，绝热膨胀部分（2）为不等径的圆筒体，绝热膨胀部分（2）的直径小于预处理部分（1）和精处理部分（3）的直径，绝热膨胀部分（2）的两端与预处理部分（1）和精处理部分（3）的内端为圆滑过渡连接，在预处理部分（1）中安装有旋流预处理组件（11），在绝热膨胀部分（2）靠近精处理部分（3）的一端安装有旋流脱水组件（12），在精处理部分（3）的下部有排液口（16）。

2.根据权利要求1所述的气体深度净化设备，其特征在于：所述绝热膨胀部分（2）由渐缩段（8）、喷口段（9）和膨胀段（10）连接组成，渐缩段（8）和膨胀段（10）分别为有锥度的圆筒体，渐缩段（8）和膨胀段（10）的大直径端分别与预处理部分（1）、精处理部分（3）相连接，渐缩段（8）和膨胀段（10）的小直径端分别连接在喷口段（9）的两端，渐缩段（8）的锥角为15°～25°，膨胀段（10）的锥角为5°～15°，喷口段（9）的长度为喷口段直径的0.5～1倍。

3.根据权利要求2所述的气体深度净化设备，其特征在于：所述旋流预处理组件（11）、旋流脱水组件（12）由导流锥（13）和旋流叶片（14）组成，导流锥（13）两端采用子弹头流线型，中间为圆柱体，圆柱体圆周连接旋流叶片（13），旋流叶片（14）的仰角α为25°～45°，旋流叶片（14）的螺旋升角β为15°～25°，旋流叶片（14）的厚度为2～6mm。

4.根据权利要求3所述的气体深度净化设备，其特征在于：所述预处理部分（1）和绝热膨胀部分（2）靠近精处理部分（3）的一端分别安装有反冲洗组件（15）。

5.根据权利要求4所述的气体深度净化设备，其特征在于：所述预处理部分（1）、绝热膨胀部分（2）、精处理部分（3）的下部分别有吹扫孔（17），在精处理部分（3）的上部还有放散孔（18）。