CN205287961U - 一种立式气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式气液分离器，属于化工设备领域。该气液分离器包括筒体、上封头、下封头、液位计接口、排液口和排污口、轴流式旋流器、伞形捕雾器；伞形捕雾器包括竖管、设在竖管上的多个伞形锥，竖管穿过上封头伸入到筒体内部，多个伞形锥位于筒体内部，且设有多个第一出气孔，竖管上设置多个第二出气孔，竖管顶部设有出气口；轴流式旋流器包括水平管、位于水平管中心处的中心柱、旋流叶片，水平管水平伸入筒体内部，且位于伞形捕雾器下方，水平管前端设有进气口；旋流叶片外周缘两端固定在水平管内壁上，内周缘固定在中心柱的外壁上，且水平管的管壁下方沿轴向设置有多个开孔。本实用新型的气液分离器具有高气液分离速度和效率。

Description

一种立式气液分离器

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，特别涉及一种立式气液分离器。

背景技术

在天然气生产过程中，由于刚采出的天然气中通常含有大量的水分，所以需要在现场使用气液分离器对天然气进行气液分离后再输送。所以，提供一种可用于天然气集输的气液分离器十分重要。

举例来说，现有技术通常采用立式气液分离器对井口来气进行现场气液分离，以获得水露点较低的天然气。该立式气液分离器一般包括筒体，设置在筒体上下两端的封头，设置在筒体底部的支腿，分别设置在筒体上部和下部的出口接管和进口接管，以及设置在筒体内部的丝网除沫器。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

当井口来气不均匀而发生段塞流，液态水瞬间增量而无法及时排出并掺入气相中时，或者当井口来气所含杂质较多，或者实际操作压力与设计操作压力相差较大时，现有技术提供的气液分离器将无法对井口来气进行有效的气液分离。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种可适用于井口来气不均匀而发生段塞流，液态水瞬间增量而无法及时排出并掺入气相中时，或者当井口来气所含杂质较多，或者实际操作压力与设计操作压力相差较大的环境中，并能有效提高分离速度和分离效率的立式气液分离器。具体技术方案如下：

一种立式气液分离器，包括筒体、分别设置在所述筒体上部和下部的上封头和下封头，设置在所述筒体上的液位计接口，设置在所述下封头上的排液口和排污口，其中，所述立式气液分离器还包括轴流式旋流器、伞形捕雾器；

所述伞形捕雾器包括竖管、沿轴向设置在所述竖管上的多个伞形锥，所述竖管穿过所述上封头伸入到所述筒体内部，多个所述伞形锥位于所述筒体内部，且所述伞形锥上设置有多个第一出气孔，所述竖管上位于所述筒体内部且高于所述伞形锥的管壁上设置多个第二出气孔，所述竖管的顶部位于所述上封头外部，且设置有出气口；

所述轴流式旋流器包括水平管、位于所述水平管中心处的中心柱、旋流叶片，所述水平管水平穿过所述筒体侧壁并伸入到所述筒体内部，且位于所述伞形捕雾器下方，所述水平管的前端位于所述筒体外部，且设置有进气口；

所述旋流叶片的外周缘相对的两端固定在所述水平管内壁上，内周缘固定在所述中心柱的外壁上，且所述水平管的管壁下方沿轴向设置有多个开孔。

具体地，作为优选，所述轴流式旋流器中，所述旋流叶片包括沿所述中心柱的轴向呈螺旋状排布的多个子叶片，相邻两个所述子叶片之间的螺距相等，多个所述子叶片通过焊接一体成型。

具体地，作为优选，所述轴流式旋流器中的所述多个开孔包括一级开孔、二级开孔和三级开孔；

所述一级开孔设置在所述水平管中部的管壁正下方，且位于所述旋流叶片旋度为900度的位置，所述二级开孔和所述三级开孔沿所述一级开孔的下游依次排布，并且相邻两个开孔之间的间距相等。

具体地，作为优选，所述伞形捕雾器包括由下至上依次设置在所述竖管上的一级伞形锥、二级伞形锥、三级伞形锥和四级伞形锥；

所述一级伞形锥与所述三级伞形锥上的所述多个第一出气孔的排布一致，所述二级伞形锥与所述四级伞形锥上的所述多个第一出气孔的排布一致，所述一级伞形锥与所述二级伞形锥上的所述多个第一出气孔的排布交错设置，且交错角为45度。

具体地，作为优选，所述第一出气孔的孔径为20mm，所述第二出气孔的孔径为50mm。

具体地，作为优选，所述液位计接口的数目为2个，分别设置在所述筒体上部和下部，用于与外部的液位计相连接；

一个所述液位计接口位于所述轴流式旋流器下方，另一个所述液位计接口位于所述轴流式旋流器和所述伞形捕雾器之间

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的立式气液分离器，当天然气来气由轴流式旋流器的水平管的前端的进气口进入筒体时，经过旋流叶片的高速旋流作用，天然气来气中的固体和液体杂质将根据其质量由重至轻，依次从水平管管壁下方的多个开孔中分离出来，经分离后的气体由水平管的后端开口排出，并在筒体内进行自然沉降过程，进一步分离气体中的液体组分。随后分离后气体将上升至伞形捕雾器进行捕雾处理，其中，分离后的气体由伞形锥上的第一出气孔依次排出，最后经竖管上的第二出气孔进入竖管，随后排出至外部的气体出口管路，而分离出来的固体杂质及液滴将分别从排污口和排液口排出。经过上述处理后，能够使气相中粒径大于等于100微米的液粒的脱除率大于99％，液相中粒径大于等于100微米的气泡的脱除率大于95％。可见，本实用新型实施例通过设置如上结构的伞形捕雾器和轴流式旋流器，不仅具有较高的气液分离速度和效率，且能避免井口来气不均匀而发生段塞流，从而避免液力冲击，能在液态水瞬间增量时，及时排出并防止掺入气相中时，还能有效除去井口来气中所含的固体及液体杂质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的立式气液分离器的结构示意图；

图2是本实用新型又一实施例提供的轴流式旋流器的结构示意图；

图3是本实用新型又一实施例提供的伞形捕雾器的第一结构示意图；

图4是本实用新型又一实施例提供的伞形捕雾器的第二结构示意图。

附图标记分别表示：

1筒体，

2上封头，

3下封头，

4排液口，

5排污口，

6轴流式旋流器，

601水平管，

602中心柱，

603旋流叶片，

604开孔，

605进气口，

7伞形捕雾器，

701竖管，

702伞形锥，

703第一出气孔，

704第二出气孔，

705出气口，

8液位计接口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如附图1所示，本实用新型实施例提供了一种立式气液分离器，该立式气液分离器包括筒体1、分别设置在筒体1上部和下部的上封头2和下封头3，设置在筒体1上的液位计接口8，设置在下封头3上的排液口4、排污口5。其中，该立式气液分离器还包括轴流式旋流器6、伞形捕雾器7。

其中，如附图3及附图4所示，伞形捕雾器7包括竖管701、沿轴向设置在竖管701上的多个伞形锥702。竖管701穿过上封头2伸入到筒体1内部，多个伞形锥702位于筒体1内部，且伞形锥702上设置有多个第一出气孔703，竖管701上位于筒体1内部且高于伞形锥702的管壁上设置多个第二出气孔704。竖管701的顶部位于上封头2的外部，且设置有出气口705。

如附图2所示，轴流式旋流器6包括水平管601、位于水平管601中心处的中心柱602、旋流叶片603。水平管601水平穿过筒体1侧壁并伸入到筒体1内部，且位于伞形捕雾器7下方；水平管601的前端位于筒体1的外部，且设置有进气口605。旋流叶片603的外周缘相对的两端固定在水平管601的内壁上，内周缘固定在中心柱602的外壁上。且水平管601的管壁下方沿轴向设置有多个开孔604。

本实用新型实施例提供的立式气液分离器，当天然气来气由轴流式旋流器6的水平管601的前端的进气口605进入筒体1时，经过旋流叶片603的高速旋流作用，天然气来气中的固体和液体杂质将根据其质量由重至轻，依次从水平管601管壁下方的多个开孔604中分离出来，经分离后的气体由水平管601的后端开口排出，并在筒体1内进行自然沉降过程，进一步分离气体中的液体组分。随后分离后气体将上升至伞形捕雾器7进行捕雾处理，其中，分离后的气体由伞形锥702上的第一出气孔703依次排出，最后经竖管701上的第二出气孔704进入竖管701，随后排出至外部的气体出口管路，而分离出来的固体杂质及液滴将分别从排污口5和排液口4排出。经过上述处理后，能够使气相中粒径大于等于100微米的液粒的脱除率大于99％，液相中粒径大于等于100微米的气泡的脱除率大于95％。可见，本实用新型实施例通过设置如上结构的伞形捕雾器7和轴流式旋流器6，不仅具有较高的气液分离速度和效率，且能避免井口来气不均匀而发生段塞流，从而避免液力冲击，能在液态水瞬间增量时，及时排出并防止掺入气相中时，还能有效除去井口来气中所含的固体及液体杂质。

本实用新型实施例提供的立式气液分离器中，通过在轴流式旋流器6设置旋流叶片603来产生高速旋流，以对天然气来气中的杂质进行脱除处理，作为优选，如附图2所示，旋流叶片603可包括沿中心柱602的轴向呈螺旋状结构排布的多个子叶片，其是通过焊接一体成型制备得到。可以理解的是，该旋流叶片603通过焊接一体成型后呈类似压缩弹簧的结构，其中多个子叶片沿中心柱602的轴向等螺旋设置，亦即相邻两个子叶片之间的螺距相等。轴流式旋流器6中的多个开孔604包括一级开孔604、二级开孔604和三级开孔604；一级开孔604设置在水平管601中部的管壁正下方，且位于旋流叶片603的旋度为900度位置(亦即旋流叶片603的起始点为入口端12点位置)，二级开孔604和三级开孔604沿一级开孔604的下游依次排布，并且相邻两个开孔之间的间距相等。可以理解的是，旋流叶片603不得和开孔604相重叠，以实现旋出的液体可从开孔604中排出。如此设置，以使得天然气来气经旋流叶片603的高速旋流作用，质量最重的固体或液体杂质将从一级开孔604中旋出，质量次之的杂质将从二级开孔604中旋出，质量再次之的杂质将从三级开孔604中旋出，质量最轻的气体介质将从水平管601的后开口端流出并进入筒体1内部进行自然沉降处理。可以理解的是，根据待分离的天然气来气中杂质含量，水平管601下方的管壁上还可以设置其他数量的开孔604，例如2个、4个、5个或者更多个。

具体地，本实用新型实施例提供的立式气液分离器中，通过在伞形捕雾器7的竖管701上设置多个伞形锥702，以使饱和的水蒸气可以沉积在伞形锥702的下表面，以实现对气体进行多级捕雾处理。其中，伞形锥702的数目可以为3个、4个、5个、6个或者更多个。作为优选，如附图3及附图4所示，该伞形捕雾器7包括由下至上依次设置在竖管701上的一级伞形锥702、二级伞形锥702、三级伞形锥702和四级伞形锥702。其中，一级伞形锥702与三级伞形锥702上的多个第一出气孔703的排布一致，二级伞形锥702与四级伞形锥702上的多个第一出气孔703的排布一致，一级伞形锥702与二级伞形锥702上的多个第一出气孔703的排布交错设置，且交错角度为45度，同时也不在同一分度圆上。如此设置，可以使气体依次通过一级伞形锥702、二级伞形锥702、三级伞形锥702和四级伞形锥702上的交错排布的第一出气孔703由下至上运动，使得气体的流动通道更加曲折，以便于进行多级且彻底的捕雾处理。

此外，本实用新型实施例通过在竖管701上位于筒体1内部且高于伞形锥702的管壁上设置多个第二出气孔704，例如沿竖管701的外周缘均匀设置3个或4个第二出气孔704，以便于经捕雾处理后的气体可以由该第二出气孔704进入竖管701内，并通过竖管顶部的出气口705进入外部的气体出口管路中。作为优选，伞形锥702上的第一出气孔703的孔径为20mm，竖管701上的第二出气孔704的孔径为50mm，如此能够使气相中粒径大于等于100微米的液粒的脱除率大于99％，液相中粒径大于等于100微米的气泡的脱除率大于95％，且不憋压、不堵塞。

进一步地，本实用新型实施例提供的立式气液分离器中含有两个液位计接口8，分别设置在筒体1上部和下部，用于与外部的液位计相连接。其中一个液位计接口8位于轴流式旋流器6下方，另一个液位计接口8位于轴流式旋流器6和伞形捕雾器7之间。如此设置能够极大限度的扩展液位计的有效长度，使其测量更为精致，排液控制更为灵敏；同时，避免进气口因来气不均匀造成的液力冲击对液位计精度产生影响。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种立式气液分离器，包括筒体、分别设置在所述筒体上部和下部的上封头和下封头，设置在所述筒体上的液位计接口，设置在所述下封头上的排液口和排污口，其特征在于，所述立式气液分离器还包括轴流式旋流器、伞形捕雾器；

所述伞形捕雾器包括竖管、沿轴向设置在所述竖管上的多个伞形锥，所述竖管穿过所述上封头伸入到所述筒体内部，多个所述伞形锥位于所述筒体内部，且所述伞形锥上设置有多个第一出气孔，所述竖管上位于所述筒体内部且高于所述伞形锥的管壁上设置多个第二出气孔，所述竖管的顶部位于所述上封头外部，且设置有出气口；

所述轴流式旋流器包括水平管、位于所述水平管中心处的中心柱、旋流叶片，所述水平管水平穿过所述筒体侧壁并伸入到所述筒体内部，且位于所述伞形捕雾器下方，所述水平管的前端位于所述筒体外部，且设置有进气口；

所述旋流叶片的外周缘相对的两端固定在所述水平管内壁上，内周缘固定在所述中心柱的外壁上，且所述水平管的管壁下方沿轴向设置有多个开孔。

2.根据权利要求1所述的立式气液分离器，其特征在于，所述轴流式旋流器中，所述旋流叶片包括沿所述中心柱的轴向呈螺旋状排布的多个子叶片，相邻两个所述子叶片之间的螺距相等，多个所述子叶片通过焊接一体成型。

3.根据权利要求2所述的立式气液分离器，其特征在于，所述轴流式旋流器中的所述多个开孔包括一级开孔、二级开孔和三级开孔；

所述一级开孔设置在所述水平管中部的管壁正下方，且位于所述旋流叶片旋度为900度的位置，所述二级开孔和所述三级开孔沿所述一级开孔的下游依次排布，并且相邻两个开孔之间的间距相等。

4.根据权利要求1所述的立式气液分离器，其特征在于，所述伞形捕雾器包括由下至上依次设置在所述竖管上的一级伞形锥、二级伞形锥、三级伞形锥和四级伞形锥；

所述一级伞形锥与所述三级伞形锥上的所述多个第一出气孔的排布一致，所述二级伞形锥与所述四级伞形锥上的所述多个第一出气孔的排布一致，所述一级伞形锥与所述二级伞形锥上的所述多个第一出气孔的排布交错设置，且交错角为45度。

5.根据权利要求4所述的立式气液分离器，其特征在于，所述第一出气孔的孔径为20mm，所述第二出气孔的孔径为50mm。

6.根据权利要求1所述的立式气液分离器，其特征在于，所述液位计接口的数目为2个，分别设置在所述筒体上部和下部，用于与外部的液位计相连接；

一个所述液位计接口位于所述轴流式旋流器下方，另一个所述液位计接口位于所述轴流式旋流器和所述伞形捕雾器之间。