CN217068056U - 一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，包括分离筒、除雾滤网、气体缓冲筒、螺旋波形板分离器、进气口，所述除雾滤网、螺旋波形板分离器位于分离筒的内部、与分离筒相固定，所述除雾滤网位于螺旋波形板分离器的上方，除雾滤网与分离筒焊接固定；所述除雾滤网上方设置气体缓冲筒，气体缓冲筒顶部设置有出气口，气液分离后气体集中在气体缓冲筒，进而从出气口排出。本实用新型通过采用螺旋波形板分离器的设计使混合气在重力、离心力、浮力以及螺旋波形板结构撞击的联合作用下迅速发生分离，分离后的液体聚集在螺旋波形板凹槽内，并沿凹槽快速流向集液管，使分离出的液体与混合气完全分开，从而实现气液两相完全分离。

Description

一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器

技术领域

本实用新型涉及一种尿素水解反应器用气液分离器，尤其涉及一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器。

背景技术

尿素水解反应器是通过吸收进入蒸汽盘管内饱和蒸汽的热量，使40％-60％浓度的尿素溶液在一定温度和压力下进行水解反应，生成含氨混合气，为脱硝SCR反应器提供还原剂的设备。

但是尿素水解产生的混合气中水蒸气的体积含量可达44.1％，在氨气管道输送过程中，出现保温伴热效果欠佳或者在弯头处，混合气温度降低，水与氨气、CO2遇冷会生成碳酸铵结晶，且混合气存在气液夹带现象，携带的液滴含有浓度较高的尿素溶液和催化剂溶液，降低溶液中催化剂的含量，影响反应速率，同时该液滴随混合器进入输氨管道，被管道外的伴热蒸汽缓慢加热导致部分水解，而来不及分解的直接在弯头等介质流向变化处触碰管壁，附着沉积，并被逐渐蒸发至干，最终形成尿素、氨基甲酸铵等固体沉积物堆积，从而引起很严重的供氨管道、阀门腐蚀堵塞的安全隐患，影响SCR脱硝反应器的正常运行，导致机组氮氧化物超标。因此对混合气进行气液分离具有重要意义。

目前尿素普通水解反应器一般不设置气液分离器，而是采用卧式运行，靠增大水解反应器直径，来保证运行中混合气缓冲空间，混合气上升过程中携带的较大水滴在重力作用下降落，大量较小水滴被气流带走，分离效率极低，且这种分离方式要求设备体积大，占用空间多。

由于催化水解反应速率相对普通水解提高9倍以上，产气速率明显提升，上升的混合气流速明显增大，会导致混合气带液显著增多，依靠重力作用的气液分离方式已无法满足要求，为进一步提高分离效果，有效去除混合气的含水量，防止供氨管道、阀门腐蚀堵塞，影响SCR脱硝反应器的正常运行，特此提出本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，包括分离筒、除雾滤网、气体缓冲筒、螺旋波形板分离器、进气口，所述除雾滤网、螺旋波形板分离器位于分离筒的内部、与分离筒相固定，所述除雾滤网位于螺旋波形板分离器的上方，除雾滤网与分离筒焊接固定；所述进气口设置在所述分离筒侧壁面。

优选的，所述除雾滤网上方设置气体缓冲筒，气体缓冲筒顶部设置有出气口，气液分离后气体集中在气体缓冲筒，进而从出气口排出。

优选的，还包括出液口，出液口设置在所述分离筒底部。

优选的，所述出液口为锥形口。

优选的，所述螺旋波形板分离器为包括螺旋波形板、集液管、排液孔；所述集液管安装在螺旋波形板中心，通过焊接固定；所述排液孔位于螺旋波形板凹槽与所述集液管接触处。

优选的，所述螺旋波形板为螺旋波形板分离器的主体结构，呈螺旋上升结构，外侧与内侧形成不小于5°的夹角，外侧高于内侧。

优选的，所述螺旋波形板分离器可以为单层螺旋波形板分离器。

优选的，所述螺旋波形板分离器也可以为多层螺旋波形板分离器。

本实用新型有益技术效果：

1.本实用新型通过采用螺旋波形板分离器的设计使混合气在重力、离心力、浮力以及螺旋波形板结构撞击的联合作用下迅速发生分离，分离后的液体聚集在螺旋波形板凹槽内，并沿凹槽快速流向集液管，使分离出的液体与混合气完全分开，避免液体下行过程与混合气的接触时混合气再次携带液体，从而实现气液两相完全分离；通过螺旋波形板在不增加分离器整体尺寸的情况下明显延长了混合气路径，从而提升气液分离效果，而且螺旋波形板分离器可根据混合气流量选用单层或者多层，形成满足混合气流量和流速的通道面积，提高气液分离效率。

2.螺旋波形板气液分离器可以更好的防止氨气管道的结晶堵塞和腐蚀，延长设备使用寿命，降低维护使用成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器结构示意图。

图2为单层螺旋波形板分离器示意图。

图3为多层螺旋波形板分离器示意图。

图4为螺旋波形板分离器排液孔示意图。

图5本实用新型安装于水解反应器后的状态图。

其中，1、分离筒；2、除雾滤网；3、气体缓冲筒；4、出气口；5、螺旋波形板分离器；51、螺旋波形板；52、集液管；53、排液孔；6、进气口；7、出液口；8、水解反应器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，包括分离筒1、除雾滤网2、气体缓冲筒3、出气口4、螺旋波形板分离器5、进气口6、出液口7；所述除雾滤网2、螺旋波形板分离器5位于分离筒1的内部、与分离筒1相固定；所述除雾滤网2位于螺旋波形板分离器5的上方，除雾滤网2与分离筒1焊接固定，除雾滤网2用于除去气体中未完全去除的小液滴；除雾滤网2上方设置气体缓冲筒3，气体缓冲筒3顶部设置有出气口4，气液分离后气体集中在气体缓冲筒3，进而从出气口4排出；所述出液口7设置在所述旋风分离筒1底部，为锥形口，用来排出所述螺旋波形板气液分离器分离出的液体。

参照图5，所述进气口6设置在所述分离筒1侧壁面，并与螺旋波形板分离器5的相连通，水解反应器8产生的混合气通过所述进气口6进入螺旋波形板分离器5。

参照图2-4，螺旋波形板分离器5为包括螺旋波形板51、集液管52、排液孔53；所述集液管52安装在螺旋波形板51中心，通过焊接固定，所述螺旋波形板51为螺旋波形板分离器5的主体结构，呈螺旋上升结构，同时外侧与内侧形成不小于5°的夹角，外侧高于内侧。

螺旋波形板51向上倾斜。

所述排液孔53位于螺旋波形板51凹槽与所述集液管52接触处。

参照图2，螺旋波形板分离器5为单层螺旋波形板分离器。

参照图3，螺旋波形板分离器5为多层螺旋波形板分离器。

工作原理是：一定速度的混合气进入螺旋波形板气液分离器后，沿螺旋波形板形成的螺旋通道上升，从而产生作用于液体的离心力和浮力，气液两相混合体在重力、离心力、浮力以及螺旋波形板结构撞击的联合作用下迅速发生分离，液相介质聚集在螺旋波形板凹槽内，沿凹槽斜坡向集液管流动，通过排液孔进入集液管内部，最终从底部出液口排出，气相介质则沿螺旋通道上升到顶部。

根据混合气流量，螺旋波形板分离器可设置单层或者多层的波形板，形成满足混合气流量和流速的通道面积。混合气沿螺旋波形板流动时，混合气中的水滴受到惯性力作用撞击在螺旋波形板上，逐渐积累在螺旋波形板凹槽内，液体在重力作用下沿螺旋波形板斜面向集液管流动，经过排液孔进入集液管内部，实现与混合气的完全分离，避免下降过程中与上升混合气接触被高速混合气带走。

在螺旋波形板分离器上部增加了除雾滤网，进一步除去气体中可能未完全去除的小液滴，使混合气中的含水量降到最低；将分离出的液体与混合气完全分开，避免液体下行过程与混合气的接触时混合气再次携带液体；通过螺旋波形板在不增加分离器整体尺寸的情况下明显延长了混合气路径，从而提升气液分离效果。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，包括分离筒(1)、除雾滤网(2)、气体缓冲筒(3)、螺旋波形板分离器(5)、进气口(6)，所述除雾滤网(2)、螺旋波形板分离器(5)位于分离筒(1)的内部、与分离筒(1)相固定，所述除雾滤网(2)位于螺旋波形板分离器(5)的上方，除雾滤网(2)与分离筒(1)焊接固定；所述进气口(6)设置在所述分离筒(1)侧壁面。

2.根据权利要求1所述尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，所述除雾滤网(2)上方设置气体缓冲筒(3)，气体缓冲筒(3)顶部设置有出气口(4)，气液分离后气体集中在气体缓冲筒(3)，进而从出气口(4)排出。

3.根据权利要求1所述尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，还包括出液口(7)，出液口(7)设置在所述分离筒(1)底部。

4.根据权利要求3所述尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，所述出液口(7)为锥形口。

5.根据权利要求1所述尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，所述螺旋波形板分离器(5)为包括螺旋波形板(51)、集液管(52)、排液孔(53)；所述集液管(52)安装在螺旋波形板(51)中心，通过焊接固定；所述排液孔(53)位于螺旋波形板(51)凹槽与所述集液管(52)接触处。

6.根据权利要求5所述尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，所述螺旋波形板(51)为螺旋波形板分离器(5)的主体结构，呈螺旋上升结构，外侧与内侧形成不小于5°的夹角，外侧高于内侧。

7.根据权利要求6所述尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，所述螺旋波形板分离器(5)为单层螺旋波形板分离器。

8.根据权利要求6所述尿素催化水解反应器用螺旋波形板气液分离器，其特征在于，所述螺旋波形板分离器(5)为多层螺旋波形板分离器。

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