CN213556110U - 地热水气液固分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于地热设备技术领域，提供了一种地热水气液固分离装置，包括罐体、过滤板、隔挡板、溢流盖及水力旋流器。罐体设有分离腔、出液管、上开口及排渣管，溢流盖包括顶板、侧围板以及倾斜底板，倾斜底板与竖直方向呈夹角设置，顶板、侧围板以及倾斜底板围合形成溢流腔，罐体的上部伸入至溢流腔内。本实用新型提供的地热水气液固分离装置，通过设置在罐体内设置过滤板、隔档板和水力旋流器并在罐体顶部设置溢流盖，使地热水在罐体内进行气液固三相物质的分离操作，最终气体从溢流盖中溢出，固体从罐体的排渣管中排出，液体从出液管中排出，使经过本装置的地热水中的气体和固体大幅减少，减少后续流通地热水的设备和管道的磨损、堵塞风险。

Description

地热水气液固分离装置

技术领域

本实用新型属于地热设备技术领域，更具体地说，是涉及一种地热水气液固分离装置。

背景技术

近年来，地热能作为一种清洁能源而得到了积极开发利用，地热井技术迅速发展，人们抽取地热井热水用于取暖、洗浴、游泳池增温、发电等。

地热开发利用中地热水被大量从地下抽上地面，在此过程中不可避免的将地下的砂砾及各种可溶气不可溶气等伴随地热水一同混合抽出，此外还会含有大量输送管道中存在的空气、铁锈、黏土等固相及气相物。由此导致后续出现换热器、水泵、管道、阀门等设备磨损。此外气相物会导致管道气堵，换热器换热效率大幅下降等危害，更会导致地热尾水含气含固量大，导致地热回灌尾水处理使用高精度过滤设备频繁堵塞，回灌出现气体堵塞、颗粒堵塞等危害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地热水气液固分离装置，旨在解决或者至少在一定程度上改善地热水存在的因为富含砂砾和气体造成管道磨损和堵塞的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，提供一种地热水气液固分离装置，包括：

罐体，设有分离腔、出液管、上开口以及排渣管，所述上开口设置于所述罐体的顶部；

过滤板，安装于所述分离腔内，用于过滤固体杂质；

隔挡板，安装于所述分离腔内，位于所述过滤板的下部；所述过滤板和所述隔挡板将所述分离腔分隔为上子腔、中子腔以及下子腔，所述中子腔位于所述过滤板和所述隔挡板之间，所述上子腔位于所述中子腔的上部，所述下子腔位于所述中子腔的下部；所述中子腔和所述下子腔被所述隔挡板分隔开而互不导通；

溢流盖，与所述罐体相连，包括顶板、侧围板以及倾斜底板，所述倾斜底板与竖直方向呈夹角设置，所述顶板、所述侧围板以及所述倾斜底板围合形成溢流腔，所述罐体的上部伸入至所述溢流腔内，所述上子腔通过所述上开口与所述溢流腔导通；所述侧围板设有气体逸散管以及回流管，所述回流管位于所述溢流腔的底部并位于所述气体逸散管的下部，所述气体逸散管用于将所述溢流腔内的气流导出，所述回流管用于连通所述溢流腔和所述上子腔；以及

水力旋流器，具有进料管、溢流管以及底流管，所述进料管伸出于所述分离腔外，所述溢流管向上伸入至所述上子腔内，所述底流管向下伸入至所述下子腔内；

其中，所述出液管与所述中子腔导通，所述排渣管与所述下子腔导通。

进一步地，所述罐体包括下端开口的第一罐体以及上端开口的第二罐体，所述第一罐体与所述第二罐体可拆卸且密封连接，以形成所述分离腔；所述第一罐体位于所述第二罐体的上部，所述上开口设置于所述第一罐体上。

进一步地，所述第一罐体的外周环设有第一法兰安装边，所述第二罐体的外周环设有第二法兰安装边，所述第一法兰安装边与所述第二法兰安装边抵接并螺纹连接。

进一步地，所述第一法兰安装边与所述第二法兰安装边之间设有密封圈。

进一步地，所述第二罐体的内壁上环设有环形挡体，所述环形挡体位于所述过滤板的下部并与所述过滤板抵接。

进一步地，所述隔挡板焊接固定在所述第二罐体的内壁上。

本实用新型提供的地热水气液固分离装置，与现有技术相比，通过设置在罐体内设置过滤板、隔档板和水力旋流器并在罐体顶部设置溢流盖，使地热水在罐体内进行气液固三相物质的分离操作，最终气体从溢流盖中溢出，固体从罐体的排渣管中排出，液体从出液管中排出，使经过本装置的地热水中的气体和固体大幅减少，减少后续流通地热水的设备和管道的磨损、堵塞风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的地热水气液固分离装置的示意图。

图中：100、罐体；110、第一罐体；111、第一法兰安装边；120、第二罐体；121、第二法兰安装边；122、环形挡体；130、上子腔；140、中子腔；150、下子腔；160、出液管；170、排渣管；200、过滤板；300、隔挡板；400、溢流盖；410、气体逸散管；420、回流管；430、顶板；440、倾斜底板；500、水力旋流器；510、进料管；520、溢流管；530、底流管。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参见图1，现对本实用新型提供的地热水气液固分离装置的实施例进行说明。所述的地热水气液固分离装置，包括罐体100、过滤板200、隔挡板300、溢流盖400以及水力旋流器500。

其中，罐体100设有分离腔、出液管160、上开口以及排渣管170，上开口设置于罐体100的顶部。地热水气液固的分离操作就在分离腔内进行。

过滤板200安装于分离腔内，过滤板200用于过滤地热水中的固体杂质。

隔挡板300安装于分离腔内，隔挡板300位于过滤板200的下部。过滤板200和隔挡板300将分离腔分隔为上子腔130、中子腔140以及下子腔150，中子腔140位于过滤板200和隔挡板300之间，上子腔130位于中子腔140的上部，下子腔150位于中子腔140的下部。中子腔140和下子腔150被隔挡板300 分隔开而互不导通。上子腔130和中子腔140被过滤板200分隔开，但是上子腔130和中子腔140并不是完全不导通的，过滤板200作为一个半透性结构，其可以允许水的通过，但是固体杂质会被过滤板200阻拦。

溢流盖400与罐体100相连，包括顶板430、侧围板以及倾斜底板440，倾斜底板440与竖直方向呈夹角设置，顶板430、侧围板以及倾斜底板440围合形成溢流腔，因为顶板430是水平设置的，倾斜底板440是倾斜设置的，所以溢流腔的空间也呈现出一端宽一段窄的设置。罐体100的上部伸入至溢流腔内，也就是说溢流盖400套设在罐体100上部的外周，当然倾斜底板440上必然设置了供罐体100插入的底板插孔。倾斜底板440有利于从上开口中逸散出来的凝结水和小固体颗粒朝向溢流盖400的一侧(即倾斜底板440低端一侧)聚集。出液管160与中子腔140导通，排渣管170与下子腔150导通。

上子腔130通过上开口与溢流腔导通，侧围板上设有气体逸散管410以及回流管420，气体逸散管410以及回流管420分别与溢流腔导通。回流管420 位于气体逸散管410的下部，回流管420位于溢流腔的底部，也就是说回流管 420位于倾斜底板440的底端一侧。气体逸散管410用于将溢流腔内的气流导出，回流管420用于连通溢流腔和上子腔130。溢流盖400与现有技术中的磁性矿石磁选机中溢流槽结构类似，但是回流管420相当于溢流槽中的溢流槽口，但是在溢流盖400上专门设置了供气体逸散的气体逸散管410。

水力旋流器500具有进料管510、溢流管520以及底流管530，进料管510 (穿过罐体100的外壁)伸出于分离腔外，以便于进料管510与地热水输送管的连接。溢流管520向上(穿过过滤板200)伸入至上子腔130内，底流管530 向下(穿过隔档板300)伸入至下子腔150内。水力旋流器500是现有技术，其具有旋流作用，含气含固地热水从进料管510进入后，可在水力旋流器500 的作用下沿水力旋流器500内壁形成强旋流，由此地热水产生离心力和不同的压力分布，砂砾、铁锈等固相颗粒在离心力及重力的双重作用下拽至水力旋流器500最贴近内壁位置向下由底流管530排入下子腔150中。

同时，由于地热水在水力旋流器500内形成强旋流，在地热水漩流中部，也就是在水力旋流器500轴向中心部位置会形成一个低压空心柱，气体可析出于此，地热水气液初步分离。由于运行中罐体100内始终处于低压状态(比水力旋流器500的压强低)，旋流状地热水和析出的气体可通过水力旋流器500 的溢流管520溢流散出。溢流散出的大部分地热水液体由于重力作用自然下落，下落过程中会流入到过滤板200处，经过过滤板200的作用而流入到中子腔 140。析出的气体由于密度小，而通过上开口逸散到溢流腔。

在使用本实用新型实施例提供的地热水气液固分离装置时，地热水从进料管510进入到水力旋流器500中，经过水力旋流器500的分离作用，大部分固体杂质从底流管530进入到下子腔150内，固体杂质在下子腔150内得到收集并从排渣管170中排出。气体、液体和某些小固体颗粒则从溢流管520进入到上子腔130内。从溢流管520中溢流散出的大部分地热水液体和大部分小固体颗粒由于重力作用自然下落，下落过程中会流入到过滤板200处，地热水经过过滤板200的作用而流入到中子腔140，小固体颗粒则被过滤板200阻挡在上子腔300内，地热水在中子腔140中汇集并从出液管160中排出。由于地热水温度较高，所以汽化水蒸气较多，所以从溢流管520逸散出来的气体中会夹杂着水蒸气(小液滴)和极少部分的小固体颗粒，这些混合气体会通过上开口逸散到溢流腔，水蒸气(小液滴)和极少部分的小固体颗粒会被溢流腔顶部的顶板430阻挡，水蒸气(小液滴)会在溢流腔中凝结成液体并聚集到倾斜底板440 的倾斜底端，极少部分的小固体颗粒会在溢流腔中最终集结到倾斜底板440的倾斜底端，只有气体容易从气体逸散管410中逸散流出溢流腔，聚集在倾斜底板440的倾斜底端的液体和固体又通过回流管420返回到上子腔130中，接受过滤板200的过滤作用。这样通过本实用新型实施例提供的地热水气液固分离装置就实现了地热水的气液固三相物质的基本分离，这样经过分离后的地热水中的气体和固体大幅减少，后续流通地热水的设备和管道也就减少了磨损和堵塞的风险。

本实用新型实施例提供的地热水气液固分离装置，与现有技术相比，通过设置在罐体内设置过滤板、隔档板和水力旋流器并在罐体顶部设置溢流盖，使地热水在罐体内进行气液固三相物质的分离操作，最终气体从溢流盖中溢出，固体从罐体的排渣管中排出，液体从出液管中排出，使经过本装置的地热水中的气体和固体大幅减少，减少后续流通地热水的设备和管道的磨损、堵塞风险。

请参见图1，作为本实用新型提供的地热水气液固分离装置的一种具体实施方式，罐体100包括下端开口的第一罐体110以及上端开口的第二罐体120，第一罐体与第二罐体可拆卸且密封连接，以形成分离腔(当然下端开口和上端开口尺寸正好吻合，这样第一罐体110和第二罐体120才能够扣合在一块形成分离腔)；第一罐体110位于第二罐体120的上部，上开口设置于第一罐体110 上。

请参见图1，作为本实用新型提供的地热水气液固分离装置的一种具体实施方式，第二罐体120的内壁上环设有环形挡体122，环形挡体122位于过滤板300的下部并与过滤板300抵接，这样环形挡体122可以撑起过滤板300，使过滤板300活动地安装在第二罐体200上，这样可以便于更换过滤板300。

作为本实用新型提供的地热水气液固分离装置的一种具体实施方式，第二罐体120的内壁和过滤板300之间具有过滤板密封圈，过滤板密封圈粘在第二罐体120的内壁上，过滤板密封圈使第二罐体120的内壁和过滤板300之间密封，并使过滤板300能够利用过滤板密封圈的弹性卡合在第二罐体120的内壁上。

作为本实用新型提供的地热水气液固分离装置的一种具体实施方式，隔挡板300焊接固定在第二罐体120的内壁上，为了保证密封性，隔挡板300可与第二罐体120的内壁采用满焊形式。

作为本实用新型提供的地热水气液固分离装置的一种具体实施方式，气体逸散管410内设置有防尘过滤网，以避免气体中夹杂的尘埃级颗粒通过气体逸散管410逸散。

请参见图1，作为本实用新型提供的地热水气液固分离装置的一种具体实施方式，第一罐体110下端的外周环设有第一法兰安装边111，第二罐体120 上端的外周环设有第二法兰安装边121，第一法兰安装边111与第二法兰安装边121抵接并螺纹连接。具体地，第一法兰安装边111可看作第一罐体110 下端的环形翻边，第二法兰安装边121可看作第二罐体120上端的环形翻边。第一法兰安装边111与第二法兰安装边121上分别设置了过孔，螺栓穿过过孔后与螺母相连，从而将第一法兰安装边111与第二法兰安装边121锁紧，即将第一罐体110和第二罐体120可拆卸地连接起来。

作为本实用新型提供的地热水气液固分离装置的一种具体实施方式，第一法兰安装边111与第二法兰安装边121之间设有密封圈，以使第一罐体110和第二罐体120密封连接。

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

Claims (6)

1.地热水气液固分离装置，其特征在于，包括：

罐体，设有分离腔、出液管、上开口以及排渣管，所述上开口设置于所述罐体的顶部；

过滤板，安装于所述分离腔内，用于过滤固体杂质；

隔挡板，安装于所述分离腔内，位于所述过滤板的下部；所述过滤板和所述隔挡板将所述分离腔分隔为上子腔、中子腔以及下子腔，所述中子腔位于所述过滤板和所述隔挡板之间，所述上子腔位于所述中子腔的上部，所述下子腔位于所述中子腔的下部；所述中子腔和所述下子腔被所述隔挡板分隔开而互不导通；

溢流盖，与所述罐体相连，包括顶板、侧围板以及倾斜底板，所述倾斜底板与竖直方向呈夹角设置，所述顶板、所述侧围板以及所述倾斜底板围合形成溢流腔，所述罐体的上部伸入至所述溢流腔内，所述上子腔通过所述上开口与所述溢流腔导通；所述侧围板设有气体逸散管以及回流管，所述回流管位于所述溢流腔的底部并位于所述气体逸散管的下部，所述气体逸散管用于将所述溢流腔内的气流导出，所述回流管用于连通所述溢流腔和所述上子腔；以及

水力旋流器，具有进料管、溢流管以及底流管，所述进料管伸出于所述分离腔外，所述溢流管向上伸入至所述上子腔内，所述底流管向下伸入至所述下子腔内；

其中，所述出液管与所述中子腔导通，所述排渣管与所述下子腔导通。

2.如权利要求1所述的地热水气液固分离装置，其特征在于，所述罐体包括下端开口的第一罐体以及上端开口的第二罐体，所述第一罐体与所述第二罐体可拆卸且密封连接，以形成所述分离腔；所述第一罐体位于所述第二罐体的上部，所述上开口设置于所述第一罐体上。

3.如权利要求2所述的地热水气液固分离装置，其特征在于，所述第一罐体的外周环设有第一法兰安装边，所述第二罐体的外周环设有第二法兰安装边，所述第一法兰安装边与所述第二法兰安装边抵接并螺纹连接。

4.如权利要求3所述的地热水气液固分离装置，其特征在于，所述第一法兰安装边与所述第二法兰安装边之间设有密封圈。

5.如权利要求2所述的地热水气液固分离装置，其特征在于，所述第二罐体的内壁上环设有环形挡体，所述环形挡体位于所述过滤板的下部并与所述过滤板抵接。

6.如权利要求2-5任一项所述的地热水气液固分离装置，其特征在于，所述隔挡板焊接固定在所述第二罐体的内壁上。

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