CN209934365U - 配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配置洗涤‑羽叶分离‑收液系统的热泵二次蒸汽分离室，包括分离室壳体、流体流态调整腔、收液装置、一级汽流洗涤装置、羽叶分离装置、二级汽流洗涤装置、羽叶旋流洗涤装置和导气装置，所述分离室壳体的入口处至所述收液装置之间的部分为所述流体流态调整腔，所述流体流态调整腔、收液装置、一级汽流洗涤装置、羽叶分离装置、二级汽流洗涤装置依次设置在所述分离室壳体内，所述羽叶旋流洗涤装置和导气装置也设置在所述分离室壳体内，且分别位于所述羽叶分离装置的气流入口端和气流出口端。本实用新型解决了二次蒸汽含盐碱超标问题，实现了二次蒸汽的净化，减小了热泵压缩机结垢、结晶、腐蚀的机率。

Description

配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室

技术领域

本实用新型涉及蒸汽分离技术领域，尤其是涉及一种配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室。

背景技术

在制盐制碱、海水淡化、废水蒸发、石油炼制、能源化工、天然气处理与输送、海上平台和陆上终端油气开采、冶金、热电、焦化、造纸、环保、制药和食品等行业领域中，几乎无一例外会产生不少盐碱无机溶液、含盐废酸液、含盐废水，需要采用蒸发结晶器进行浓缩蒸发结晶处理，达到液相和固相分别回收处理、节能减排、增收节支等目的。尤其是制盐制碱、海水淡化、废水蒸发、石油化工、天然气处理与输送、海上平台和陆上终端油气开采、冶金、环保、制药等行业企业的生产过程装置副产有机含盐碱废液、循环水排放含盐废水、海水淡化排放浓盐水、盐碱母液等，其采用分离室进行液固浓缩蒸发工艺过程，工况复杂，二次蒸汽产生量大、含盐碱高，且液滴液沫含有钙镁等离子，因而必须在分离室二次蒸汽离开排放出口前或进入二次蒸汽热泵压缩机之前对二次蒸汽进行高效除沫汽液分离净化。具有长周期抗结晶堵塞、低运行压降、高稳定分离效率、低维护成本、低运行成本、低盐碱溶质携带量的热泵二次蒸汽气液分离室，是国内外企业目前急需的关键技术设备。

目前，上述行业领域国内外不少企业，尤其是化工行业企业在废液蒸发浓缩结晶器二次蒸汽气液分离室上，或则束手无策，或则仅安装一些简单除沫单元设备权且应付。这些热泵二次蒸汽气液分离室存在的主要不足在于：1）分离室设计缺乏技术系统性，普遍存在“盲人摸象”。2）分离室运行效率低，操作弹性空间小，不能适应较大幅度波动工况，甚至没有效果。3）运行压降高，补水量大，热耗居高不下，运行费用高昂。 4）分离室送往热泵的二次蒸汽携带含盐碱液滴液沫超标的，对热泵压缩设备造成结晶、结垢进而导致动平衡运行故障，压缩设备损坏，甚至被迫停产，损失大。

综上所述，以往的热泵二次蒸汽气液分离室设计方或技术提供方，缺少精准动力学分离技术计算设计和组态工艺系统性技术，仅凭经验加估 计甚至拍脑门进行工艺设计和组态配置，必然导致热泵二次蒸汽气液分离室自始至终都存在运行问题。国内外也有一些企业试图对上述分离室二次蒸汽分离室进行技术改造，但由于对动力学分离技术本身无法深度把握，也没有精准动力学分离计算设计和组态系统工作平台，往往盲人摸象。近两年来，一些建有蒸发装置的业主们也采用前述形似而神非的种种办法尝试改进，但始终难以获得满意的运行效果。因此，一种能解决前述问题的蒸发装置热泵二次蒸汽气液分离室是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室，采用喷淋洗涤-羽叶分离-收液系统，实现对盐碱溶液、含盐废水浓缩蒸发结晶器热泵二次蒸汽汽液分离，有效防止分离室出口二次蒸汽含盐碱超标，减少热泵压缩机结垢结晶和腐蚀甚至毁坏等风险。

本实用新型的目的是通过以下技术方案得以实现的：

配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室，包括分离室壳体、流体流态调整腔、收液装置、一级汽流洗涤装置、羽叶分离装置、二级汽流洗涤装置、羽叶旋流洗涤装置和导气装置，所述分离室壳体的入口处至所述收液装置之间的部分为所述流体流态调整腔，所述流体流态调整腔、收液装置、一级汽流洗涤装置、羽叶分离装置、二级汽流洗涤装置依次设置在所述分离室壳体内，所述羽叶旋流洗涤装置和导气装置也设置在所述分离室壳体内，且分别位于所述羽叶分离装置的气流入口端和气流出口端。

本实用新型进一步设置为：所述收液装置固定在所述分离室壳体内，包括收液塔盘，其外边缘与所述分离室壳体内壁无缝连接。

本实用新型进一步设置为：所述收液塔盘上设置有至少一个布气筒、收液外排管，每个所述布气筒上设置有筒帽，所述收液外排管位于所述收液塔盘的外侧，引出到所述分离室壳体外。

本实用新型进一步设置为：所述布气筒以阵列方式均匀排列在所述收液塔盘上。

本实用新型进一步设置为：所述一级汽流洗涤装置分布在所述分离室壳体内横截面上，包括至少一个一级洗涤水管和相应数量的一级旋流喷头，所述一级旋流喷头安装在所述一级洗涤水管上。

本实用新型进一步设置为：所述羽叶分离装置包括至少一组羽叶分离模块、支撑架、降液管，所述支撑架用于固定所述羽叶分离模块，所述降液管位于所述羽叶分离装置底部与所述收液装置之间。

本实用新型进一步设置为：所述支撑架位于所述一级汽流洗涤装置上方，所述羽叶分离模块安装在所述支撑架上，位于所述分离室壳体的中部。

本实用新型进一步设置为：所述二级汽流洗涤装置与所述羽叶分离装置相隔一定距离，位于所述羽叶分离装置上部，包括至少一个二级洗涤水管和相应数量的二级旋流喷头，所述二级旋流喷头安装在所述二级洗涤水管上。

本实用新型进一步设置为：所述羽叶旋流洗涤装置正对所述羽叶分离装置的气流入口端，包括至少一个旋流洗涤水管和相应数量的旋流喷头，所述旋流喷头安装在所述旋流洗涤水管上。

本实用新型进一步设置为：所述导气装置位于羽叶分离装置气流出口端，由密封板围制而成,并与分离室壳体上二次蒸汽出口管内壁固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为：

1.本申请通过洗涤-收液，降低了喷淋洗涤系统补水对蒸发系统操作平衡稳定性影响。

2.进一步地，通过采用羽叶分离，提升了气液分离室操作弹性空间和分离效率。

3.进一步地，本申请的洗涤-羽叶分离-收液系统，缩短了工艺流程，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的一个具体实施例的热泵二次蒸汽分离室的结构示意图。

图2是本实用新型的一个具体实施例的流体流态调整腔与收液装置位置结构示意图。

图3是本实用新型的一个具体实施例的收液装置俯视结构示意图。

图4是本实用新型的一个具体实施例的一级汽流洗涤装置与收液装置位置结构示意图。

图5是本实用新型的一个具体实施例的羽叶分离装置侧视结构示意图。

图6是本实用新型的一个具体实施例的二级汽流洗涤装置与羽叶分离装置及其旋流洗涤装置位置结构示意图。

附图标记：1-流体流态调整段；2-收液装置；21-收液塔盘；22-筒帽；23-布气筒；24-收液装置排液管；25-收液装置支撑件；3-一级汽流洗涤装置；31-一级洗涤水管；32-一级旋流喷头；4-羽叶分离装置；5-二级汽流洗涤装置；51-二级洗涤水管；52-二级旋流喷头；6-羽叶旋流洗涤装置；61-羽叶旋流洗涤水管；62-羽叶旋流喷头；7-导气装置；8-分离室壳体；9-二次蒸汽出口管；10-羽叶分离装置支撑件；11-羽叶降液管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本申请中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖 直”、“水 平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示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实用新型的限制。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

具体实施方式一

本申请的一种配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室，如图1所示，包括分离室壳体8、流体流态调整腔1、收液装置2、一级汽流洗涤装置3、羽叶分离装置4、二级汽流洗涤装置5、羽叶旋流洗涤装置6和导气装置7，分离室壳体8的入口处至收液装置2之间的部分为流体流态调整腔1，流体流态调整腔1、收液装置2、一级汽流洗涤装置3、羽叶分离装置4、二级汽流洗涤装置5依次设置在分离室壳体8内，羽叶旋流洗涤装置6和导气装置7也设置在分离室壳体8内，且分别位于羽叶分离装置4的气流入口端和气流出口端。

分离室壳体8的入口处的参数，如材质、内径、外形等，由上游工艺确定。

为了说明的方便，本具体实施例中以分离室壳体8的入口处为底部，相应的描述以此为基础，

收液装置2固定在分离室壳体8内，且与分离室壳体8内壁无缝连接；分离室壳体8的入口处至收液装置2之间的部分为流体流态调整腔1；一级汽流洗涤装置3安装在收液装置2的上方，与收液装置2具有一定距离；

羽叶分离装置4安装在一级汽流洗涤装置3的上方，位于分离室壳体8的中部，

二级汽流洗涤装置5位于所述羽叶分离装置4顶部，支撑架25的数量至少有一个。

羽叶旋流洗涤装置6对于羽叶分离装置4气流入口端中心布置。

二次蒸汽出口管9位于分离室壳体8的外部，与导气装置7连接。

导气装置7位于羽叶分离装置4的气流出口端，由密封板围制而成,并与分离室壳体8上二次蒸汽出口管9内壁固定。

具体实施方式二

本申请的一种配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室，流体流态调整腔1是圆柱体。

本实施例中，如图2、3所示，收液装置2包括收液塔盘21，收液塔盘21上设置有布气筒23、筒帽22和收液外排管24，收液塔盘21由支撑架25固定在分离室壳体8 的内壁。布气筒23、筒帽22的数量相当，根据需要设置。

在本申请的一个具体实施例中，布气筒23以阵列方式分布在收液塔盘21上。

收液外排管24设置在收液塔盘21的外侧，如收液塔盘21的侧面或底部，引出到分离室壳体8的外面。收液外排管24的数量至少有一个，在本实施例中，收液外排管24设置有二个，对称分布引出到分离室壳体8的外壁。

在本实施例中，支撑架25的数量有二个，设置在分离室壳体8内。

布气筒23的直径小于筒帽22的直径。

一级汽流洗涤装置3，如图4所示，包括一级洗涤水管31和相应数量的一级旋流喷头32，一级旋流喷头32安装在一级洗涤水管31上，以一定角度进行喷淋。

羽叶分离装置 4，如图5所示，为羽叶分离装置4的正视图，图1中羽叶分离装置 4为侧视，包含羽叶分离模块、羽叶分离支撑架10、降液管11，羽叶分离支撑架10固定在分离器壳体8的内壁，羽叶分离模块通过支撑架布置在分离室壳体8的中部。

降液管11位于羽叶分离装置4底部与所述收液装置之间，将液体排往收液装置 2，其数量根据需要设定。

二级汽流洗涤装置5布置于羽叶分离装置4的上部，二者相距一定距离，靠近羽叶分离装置4气流入口端。

二级汽流洗涤装置5，如图6所示，包括二级洗涤水管51和相应数量的二级旋流喷头52，二级旋流喷头52安装在二级洗涤水管51上，以一定角度进行喷淋。

羽叶旋流洗涤装置6正对所述羽叶分离装置的气流入口端，包括旋流洗涤水管61和相应数量的旋流喷头62，旋流喷头62安装在旋流洗涤水管61上.

一级旋流喷头32、二级旋流喷头52、旋流喷头62的数量根据需要设置。

导气装置7与分离室壳体8、羽叶分离装置4连接，导气装置7设置在羽叶分离装置4后方，与二次蒸汽出口管9连接。

本分离室的工作过程如下：

二次蒸汽原气进入分离室壳体8内部流体流态调整腔1形成的最大横截面圆柱状空间，二次蒸汽轴向减速，横截面各流体微元动量动能差缩小而得到均一化分配，遵照斯托克斯定律，较大尺寸的重相携带质，从轻相二次蒸汽中得以初步沉降分离；从流体流态调整腔1出来的二次蒸汽，尚残存有较小尺寸重相携带质，直接穿过收液装置 2 内部布气筒 22并沿筒帽 23 周边排出后，即进入一级汽流洗涤装置3喷淋形成的浓密雾沫中，二次蒸汽中残存的较小尺寸重相携带质即被一级汽流洗涤装置3喷淋液洗脱，落入收液装置 2；经过一级汽流洗涤装置3洗脱后的二次蒸汽，随后再进入二级汽流洗涤装置5和羽叶旋流洗涤装置6进行强化洗脱，洗脱液也落入收液装置2，且二次蒸汽中被润湿后的重相携带质则聚集形成尺寸更大、比重更大的重相携带质，一部分遵照斯托克斯定律继续从二次蒸汽流中沉降分离并落入收液装置2，而其余部分则随着二次蒸汽进入羽叶分离装置 4；二次蒸汽携带被润湿的微量残存重相携带质，进入到羽叶分离装置 4 内部，经过其特殊结构空气动力学流道，受迫进行高效动能动量变换，流体沿微小旋转半径高速旋转，润湿的重相携带质颗粒间相互高效碰撞而聚结增大，增大的重相携带质在包括径向离心力在内的矢量分离场作用下，强制从二次蒸汽中分离，并在羽叶内件组壁面汇集形成不断增厚的液膜，而二次蒸汽气流中残留的更微小液沫液雾和粉尘颗粒物一旦撞击到羽叶内件液膜表面，即被动能转换的巨大表面自由能液膜捕集而进一步分离汇集进入液膜，这些不断更新增厚的液膜在重力主导作用下回落并与上升二次蒸汽实现高效分离；从羽叶分离装置4出来的合格二次蒸汽，通过导气装置7，由二次蒸汽出口管9送往下游热泵压缩机；而羽叶分离装置 4 从二次蒸汽中捕集的液体，则通过降液管11汇集到收液装置2，并从收液装置排液管单独导出分离室。

此外，羽叶旋流洗涤装置6，不仅可对二次蒸汽中残存的极少量微小尺寸重相携带质进行二次洗涤润湿捕集，并可对羽叶分离装置 4 气流入口端附着聚集的重相携带质进行冲洗清理，保证热泵二次蒸汽气液分离室长期高效稳定运行。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.配置洗涤-羽叶分离-收液系统的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：包括分离室壳体、流体流态调整腔、收液装置、一级汽流洗涤装置、羽叶分离装置、二级汽流洗涤装置、羽叶旋流洗涤装置和导气装置，所述分离室壳体的入口处至所述收液装置之间的部分为所述流体流态调整腔，所述流体流态调整腔、收液装置、一级汽流洗涤装置、羽叶分离装置、二级汽流洗涤装置依次设置在所述分离室壳体内，所述羽叶旋流洗涤装置和导气装置也设置在所述分离室壳体内，且分别位于所述羽叶分离装置的气流入口端和气流出口端。

2.根据权利要求1所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述收液装置固定在所述分离室壳体内，包括收液塔盘，其外边缘与所述分离室壳体内壁无缝连接。

3.根据权利要求1所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述收液装置包括收液塔盘，收液塔盘上设置有至少一个布气筒、收液外排管，每个所述布气筒上设置有筒帽，所述收液外排管位于所述收液塔盘的外侧，引出到所述分离室壳体外。

4.根据权利要求3所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述布气筒以阵列方式均匀排列在所述收液塔盘上。

5.根据权利要求1所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述一级汽流洗涤装置分布在所述分离室壳体内横截面上，包括至少一个一级洗涤水管和相应数量的一级旋流喷头，所述一级旋流喷头安装在所述一级洗涤水管上。

6.根据权利要求1所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述羽叶分离装置包括至少一组羽叶分离模块、支撑架、降液管，所述支撑架用于固定所述羽叶分离模块，所述降液管位于所述羽叶分离装置底部与所述收液装置之间。

7.根据权利要求6所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述支撑架位于所述一级汽流洗涤装置上方，所述羽叶分离模块安装在所述支撑架上，位于所述分离室壳体的中部。

8.根据权利要求1所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述二级汽流洗涤装置与所述羽叶分离装置相隔一定距离，位于所述羽叶分离装置上部，包括至少一个二级洗涤水管和相应数量的二级旋流喷头，所述二级旋流喷头安装在所述二级洗涤水管上。

9.根据权利要求1所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述羽叶旋流洗涤装置正对所述羽叶分离装置的气流入口端，包括至少一个旋流洗涤水管和相应数量的旋流喷头，所述旋流喷头安装在所述旋流洗涤水管上。

10.根据权利要求1所述的热泵二次蒸汽分离室，其特征在于：所述导气装置位于羽叶分离装置气流出口端，由密封板围制而成,并与分离室壳体上二次蒸汽出口管内壁固定。

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