CN217032115U - 梯级气液分离设备 - Google Patents

Abstract

一种梯级气液分离设备，包括壳体、集液器、降液管、气液分隔器和液滴捕捉器。集液器周沿连接于壳体上，将壳体内腔分隔为上部气液收集空间和下部气液分离空间，降液管上端与集液器的出液孔相连通，下端与气液分隔器相连。液滴捕捉器周沿连接于壳体上，将气液分离空间分割为上部气体空间和下部液体空间，其上包括装配孔，与降液管的管体装配。本实用新型的梯级气液分离设备，利于与管壳式换热器相耦合，装配于管壳式换热器之下，对设备改造要求低，改造效率高。

Description

梯级气液分离设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于物质分离的装置，尤其涉及一种用于精馏塔塔顶回收能量的装置，以降低热阻，提高产品的回收率，降低设备的一次性投资费用。

背景技术

为了保护气体或蒸汽压缩机，一般在压缩机前设置有气液分离设备，当前的气液分离设备，若上游有换热器，一般在换热器下游单独设置气液分离设备，换热器与气液分离装置单独设置，以实现气体和液体的分离。这种方式在工业生产中较为常见，不仅占地面积大，设备所需的投资费用也较高，同时冷流体被加热后形成的气液混合物在换热器与气液分离设备之间输送时，很容易在管道内产生水锤，导致管道震动损坏甚至造成安全事故。

CN106196749B公开了一种气液分离式冷凝器，有助于将冷凝过程中蛇形管的热阻及时的降低，使得制冷效果更好。其结构简单，包括翅片、蛇形管、风扇、中间联箱、下降管、下联箱、针阀体、泄水孔和二级冷却器入口。由于有中间联箱内的针阀体及时泄水的气液分离作用，可以使得在蛇形管内有更多纯净的制冷蒸汽进行冷凝，适合多种工况下工作。此种设备不能适用于工业化产品制造，比如：产品的精馏工艺。

CN106512463A公开了一种精馏塔的气液分离装置，将精馏和冷凝集为一体，实现气、液快速分离，进而提高精馏的效率及产品纯度。包括精馏塔塔体、冷却器b、冷凝器a和塔内储液槽；冷凝器a设在精馏塔塔体的内部最上方位置，冷凝器a的下方设有塔内储液槽；塔内储液槽内还设有圆盖挡板和通气管，塔内储液槽的下方还设有花板，花板的下方为精馏塔填料区。塔内储液槽还通过出液管与冷却器b连接，冷却器b的下方为馏液收集口。此方案需要替换现有的精馏塔才能实施，设备投入大，必须进行停产改造。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种梯级气液分离设备，利于与管壳式换热器相耦合，缩短改造时间和改造费用。

本实用新型的另一个目的在于提供一种梯级气液分离设备，通过气液收集，逐级减压后达到气液完全分离的目的，以节省占地。

本实用新型的再一个目的在于提供一种梯级气液分离设备，降低设备及相连接管路，仪表等的一次性投资费用。

本实用新型的再一个目的在于提供一种梯级气液分离设备，降低水锤风险，保护设备或管道，显著降低安全风险。

一种梯级气液分离设备，包括：

壳体；

集液器，其包括出液孔，周沿连接于壳体上，将壳体内腔分隔为上部气液收集空间和下部气液分离空间；

降液管，其上端与出液孔相连通；

气液分隔器，其包括第一口、第二口、器侧壁和器底壁，第一口与降液管的下端相连通，第二口设置于第一口下方，器侧壁和器底壁相围形成器腔，第一口和第二口均与器腔连通；

液滴捕捉器，其包括装配孔，周沿连接于壳体上，将气液分离空间分割为上部气体空间和下部液体空间，装配孔与降液管的管体装配。

另一种具体的实施方式，集液器为斗状，引导液体进入降液管。

另一种具体的实施方式，器侧壁倾斜设置，使其上端靠近降液管，下端远离降液管。

另一种具体的实施方式，器侧壁设置若干第一小孔。

另一种具体的实施方式，器底壁设置若干第二小孔。

另一种具体的实施方式，液滴捕捉器单层厚度100mm～500mm，包括一层或多层丝网除沫器或聚结器。

另一种具体的实施方式，梯级气液分离设备设置一根或多根降液管。

另一种具体的实施方式，降液管各处同径，或者上端的管径小于下端的管径，或者上端的管径大于下端的管径。

另一种具体的实施方式，壳体的底端设置液体出口。

另一种具体的实施方式，在壳体的侧壁上设置气体出口，出口位于集液器的下方，且位于液滴捕捉器的上方。

本实用新型技术方案实现的有益效果：

本实用新型的梯级气液分离设备，利于与管壳式换热器相耦合，装配于管壳式换热器之下，对设备改造要求低，改造效率高。

根据不同物质的物性，通过调整降液管的形式以及数量，液滴捕捉器的规格和数量调整分离级数，满足不同的气液分离要求，比如：由三级分离，改为两级分离，或者一级分离。

附图说明

图1为本实用新型梯级气液分离设备一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型梯级气液分离设备与管壳式换热器相耦合一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

图1为本实用新型梯级气液分离设备一实施例的结构示意图，图2为本实用新型梯级气液分离设备与管壳式换热器相耦合一实施例的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例的梯级气液分离设备10设置于管壳式换热器20之下，具体的，设置于管壳式换热器20的各个管件出口的下方。梯级气液分离设备10的壳体100与管壳式换热器20的壳体相连接，比如：焊接、铆接或法兰连接，或在设备制造时，将管壳式换热器20的壳体与梯级气液分离设备10的壳体100一体化制成，不再设置连接机构，也不再使用连接措施。

本实施例中管壳式换热器采用竖直布置，冷流体从管程上方进口进入换热管后，与壳程的热流体(如：蒸汽等)进行相互换热，经过加热后的冷流体变成气液混合物，一部分变成蒸汽，另外多余部分仍为液体，进入换热管的冷流体，从换热管上方进入各换热管后，随着与壳程加热介质的换热，沿换热管壁形成下降的液膜，形成降膜，冷流体经过换热管加热后，进入下方的壳体100，并首先被集液器200所收集。

集液器200的周沿连接于壳体100上，将壳体100内腔分隔为上部气液收集空间110和下部气液分离空间120。集液器200包括出液孔210，收集的液体从出液孔210中流出。为了利于对所收集液体的导流，集液器200为斗状，以引导液体经出液孔210进入降液管300。降液管300的上端与出液孔210相连通，下端与气液分隔器400相连接。本实施例中，根据物料分离的需要，降液管300可设置多根，每个降液管各处同径，或者上端的管径小于下端的管径，或者上端的管径大于下端的管径。

气液分隔器400包括第一口410、第二口420、器侧壁430和器底壁440，第一口410与降液管300的下端相连通，第二口420设置于器底壁440上，器侧壁430和器底壁440相围形成器腔450，第一口410和第二口420均与器腔450连通。器侧壁430倾斜设置，使其上端靠近降液管300，下端远离降液管300，形似“喇叭”。进入降液管300的液体，从第一口410进入器腔450，再从第二口420流出。

气液混合物经过气液分隔器400时，与降液管300相比，压力降低，而发生闪蒸现象，使得气液进一步分离。在器侧壁430上设置若干第一小孔(未示出)，当气液混合物通过第二口420发生闪蒸时，部分气体通过器侧壁430上的小孔实现初步一级气液分离，气体进入器侧壁430上方，液体通过第二口420进入壳体100底部。器底壁440上设置若干第二小孔(未示出)，便于液体顺利流下，同时防止壳体100下部的蒸汽进入降液管300，影响气液混合物的顺利流下，保证换热器的换热效果。

气液混合物通过第二口420和器底壁440经一级气液分离后，进入壳体100底部。由于空间进一步扩大，压力进一步降低，气液混合物发生第二次闪蒸现象，再次完成气液闪蒸分离后的液体通过壳体底部出口150排出。夹带部分液滴的气体上升，经器侧壁430外侧后，遇到液滴捕捉器500。将气体中含有的液滴进一步捕捉去除，实现第三级气液分离，经过除液滴的气体，继续上升通过液滴捕捉器500后，壳体的侧壁上设置气体出口140排出，从而完成冷测流体的从冷凝到被加热后气液分离的全过程。气体出口140设置于集液器的下方以及液滴捕捉器的上方的壳体侧壁上。

本实施例中，液滴捕捉器500包括一层或多层丝网除沫器或聚结器，单层厚度100mm～500mm，其周沿连接于壳体上，将气液分离空间分割为上部气体空间和下部液体空间，包括装配孔510，装配孔510与降液管300的管体装配。

通过本实施例的梯级气液分离设备，以逐级减压的方式达到气液完全分离的目的，降低水锤风险，保护设备或管道，显著降低安全风险。本实施例的梯级气液分离设备便于与管壳式换热器连接，或一体化制造，实现了设备及相连接管路，仪表等的一次性投资费用设备的降低，还节省了占地。

Claims (10)

1.一种梯级气液分离设备，其特征在于包括：

壳体；

集液器，其包括出液孔，周沿连接于壳体上，将壳体内腔分隔为上部气液收集空间和下部气液分离空间；

降液管，其上端与出液孔相连通；

气液分隔器，其包括第一口、第二口、器侧壁和器底壁，第一口与降液管的下端相连通，第二口设置于第一口下方，器侧壁和器底壁相围形成器腔，第一口和第二口均与器腔连通；

液滴捕捉器，其包括装配孔，周沿连接于壳体上，将气液分离空间分割为上部气体空间和下部液体空间，装配孔与降液管的管体装配。

2.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于所述的集液器为斗状。

3.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于所述的器侧壁倾斜设置，使其上端靠近降液管，下端远离降液管。

4.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于所述器侧壁设置若干第一小孔。

5.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于所述器底壁设置若干第二小孔。

6.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于所述的液滴捕捉器包括一层或多层丝网除沫器或聚结器。

7.根据权利要求6所述的梯级气液分离设备，其特征在于所述液滴捕捉器的单层厚度100mm～500mm，设置一层或多层。

8.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于设置1根以上所述降液管。

9.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于所述的降液管各处同径，或者上端的管径小于下端的管径，或者上端的管径大于下端的管径。

10.根据权利要求1所述的梯级气液分离设备，其特征在于包括：

液体出口，其设置于壳体的底端；

气体出口，其设置在壳体的侧壁上，位于集液器的下方，以及液滴捕捉器的上方。

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