气液分离装置的制作方法

本公开涉及气液分离技术领域，特别涉及一种气液分离装置。

背景技术：

加热炉是炼油厂的重要耗能设备，加热炉可以将油料加热到工艺所需的温度，加热炉主要依靠在炉内燃烧的燃料气提供能量。加热炉的燃料气主要为炼厂催化裂化、加氢等装置产生的气体。燃料气在输送过程中由于温度变化凝结出液体，液体会随着气体进入加热炉，带来加热炉闪爆的隐患。因此，燃料气在进入加热炉前必须采用气液分离装置进行脱液，除去燃料气中的液体组分。

相关技术提供了一种气液分离罐，该气液分液罐包括：罐体和设置在罐体内部的分离单元。其中，分离单元多为简单的空壳设备和顶部捕沫丝网的组合。

然而，当注入气液分离罐内的燃料气压力较高时，燃料气会快速通过罐体内的分离单元，导致气液分离不充分，使得气液分离效率较低，造成大量液体随燃料气进入加热炉，容易造成加热炉出现闪爆的问题，使加热炉无法安全可靠地运行。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种气液分离装置，能避免加热炉燃料气带液出现闪爆，使加热炉能够安全可靠地运行。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种气液分离装置，所述气液分离装置包括：罐体，具有进气口、排气口和排液口，所述排气口位于所述罐体的顶部，所述排液口位于所述罐体的底部；至少一组气液分离单元，位于所述罐体内，且位于所述排气口和所述进气口之间，所述气液分离单元包括：第一锥形罩和第二锥形罩，所述第一锥形罩的边缘与所述罐体的内壁相连，所述第一锥形罩的中部具有过流孔，所述第二锥形罩位于所述过流孔正上方，所述第二锥形罩的边缘与所述罐体的内壁间隔。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述第一锥形罩上设有第一排液孔，所述第一排液孔以所述过流孔为中心周向布置在所述第一锥形罩上。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一排液孔与所述罐体的内壁的距离为10mm至20mm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第二锥形罩上设有第二排液孔，所述第二排液孔以所述第二锥形罩的中轴线为中心周向布置在所述第二锥形罩上。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第二排液孔与所述第二锥形罩的中轴线的距离为5mm至20mm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一锥形罩上同轴连接有引流筒，所述引流筒与所述过流孔连通。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一锥形罩和所述第二锥形罩之间的竖直间距为100mm至800mm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述气液分离单元有多组，多组所述气液分离单元沿所述罐体的轴向间隔排布。

在本公开实施例的另一种实现方式中，多个所述气液分离单元之间的竖直间距为100mm至700mm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述气液分离装置还包括破沫网，所述破沫网的边缘与所述罐体的内壁相连，所述气液分离单元位于所述破沫网下方。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供的气液分离器中气液分离单元设置在排气口和进气口之间，即通过罐体的进气口将燃料气注入罐体中，注入的燃料气即可通过气液分离单元进行气液分离。在通过气液分离单元分离时，燃料气会先通过第一锥形罩的过流孔进一步扩散至第二锥形罩，而第二锥形罩位于过流孔正上方，即扩散的燃料气会被第二锥形罩阻挡，从而改变燃料气的扩散方向。并且，燃料气在触碰第二锥形罩时，产生的冲击力也会促使燃料气中的气相组分和液相组分相互分离。部分液相组分，在重力的作用下下沉至罐体底部，以实现第一级气液分离。经过第二锥形罩阻挡而改变扩散方向的燃料气，在第二锥形罩的阻挡下还会继续沿着第二锥形罩朝着罐体的内壁移动，并在与罐体内壁撞击后，再一次改变扩散方向，以朝着罐体的顶部扩散。由于第二锥形罩的边缘与罐体的内壁间隔，这样经过第二锥形罩阻挡而改变扩散方向的气体，就可以通过第二锥形罩与罐体之间的间隙继续向罐体的顶部扩散。燃料气在触碰罐体内壁时，产生的冲击力也会促使燃料气中的气相组分和液相组分相互分离，这样燃料气与罐体内壁碰撞时，其中的气相组分可以继续罐体的顶部扩散，液相组分则直接在重力作用下沉落或者顺着罐体内壁滑落至罐体底部，实现第二级气液分离。本公开实施例通过在罐体内设置的气液分离单元实现两级气液分离，有效提高了气液分离罐的分离效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种气液分离装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

图1是本公开实施例提供的一种气液分离装置的结构示意图。如图1所示，该气液分离装置包括：罐体1和至少一组气液分离单元2。

如图1所示，罐体1具有进气口11、排气口12和排液口13，排气口12位于罐体1的顶部，排液口13位于罐体1的底部。

其中，至少一组气液分离单元2位于罐体1内，且位于排气口12和进气口11之间。

如图1所示，气液分离单元2包括：第一锥形罩21和第二锥形罩22，第一锥形罩21的边缘与罐体1的内壁相连，第一锥形罩21的中部具有过流孔310，第二锥形罩22位于过流孔310正上方，第二锥形罩22的边缘与罐体1的内壁间隔。

本公开实施例提供的气液分离器包括罐体1，罐体1内部设置有气液分离单元2，气液分离单元2设置在排气口12和进气口11之间，即通过罐体1的进气口11将燃料气注入罐体1中，注入的燃料气即可通过气液分离单元2进行气液分离。

在通过气液分离单元分离时，燃料气会先通过第一锥形罩21的过流孔310进一步扩散至第二锥形罩22，而第二锥形罩22位于过流孔310正上方，即扩散的燃料气会被第二锥形罩22阻挡，从而改变燃料气的扩散方向。并且，燃料气在触碰第二锥形罩22时，产生的冲击力也会促使燃料气中的气相组分和液相组分相互分离。部分液相组分，在重力的作用下下沉至罐体1底部，以实现第一级气液分离。

同时，经过第二锥形罩22阻挡而改变扩散方向的燃料气，在第二锥形罩22的阻挡下还会继续沿着第二锥形罩22朝着罐体1的内壁移动，并在与罐体1内壁撞击后，再一次改变扩散方向，以朝着罐体1的顶部扩散。由于第二锥形罩22的边缘与罐体1的内壁间隔，这样经过第二锥形罩22阻挡而改变扩散方向的气体，就可以通过第二锥形罩22与罐体1之间的间隙继续向罐体1的顶部扩散。同时，燃料气在触碰罐体1内壁时，产生的冲击力也会促使燃料气中的气相组分和液相组分相互分离，这样燃料气与罐体1内壁碰撞时，其中的气相组分可以继续罐体1的顶部扩散，液相组分则直接在重力作用下沉落或者顺着罐体1内壁滑落至罐体1底部，实现第二级气液分离，分离后的气相组分可以通过排气口12排出罐体1，分离后的液相组分可以通过排液口13排出罐体1，完成燃料气的分离。

可选地，第一锥形罩21的最大直径与罐体1的内径一致，以便于第一锥形罩与罐体1连接，第一锥形罩21的最大直径可以是2000mm至3000mm。第二锥形罩22的最大直径可以是1200mm至1800mm，以便于第二锥形罩22与罐体1的内壁之间保留充足的间隙，方便燃料气通过。

本公开实施例通过在罐体1内设置的气液分离单元2实现两级气液分离，有效提高了气液分离罐的分离效率。即使是注入气液分离罐内的燃料气压力较高的情况下，在第二锥形罩22的阻挡下也能有效阻挡燃料气快速通过罐体1，使燃料气能充分进行气液分离，提高气液分离效率，防止大量液相随燃料气进入加热炉，避免闪爆隐患，提高加热炉的运行可靠性。

本公开实施例中，气液分离单元2可以有多组，例如1至15组。多组气液分离单元2沿罐体1延伸方向间隔排布。通过设置多组气液分离单元2可以使得注入罐体1内的燃料气进行多次的两级气液分离，使得分离更加充分，以提高气液分离效果。

可选地，多组气液分离单元2的布置间距可以是100mm至700mm。通过限制气液分离单元2之间的布置间距，可以使得多个气液分离单元2保持合理的间距，能保证每一级气液分离单元2之间都有充足的燃料气，便于高效地实现气液分离。

可选地，第一锥形罩21与第二锥形罩22之间的竖直间距可以是100mm至800mm。通过限制两个锥形罩之间的布置间距，能使得两个锥形罩保持合理的间距，能保证第一锥形罩21与第二锥形罩22之间都有充足的燃料气，且避免第一锥形罩21和第二锥形罩22距离过近，而导致燃料气碰撞改变方向后直接从第一锥形罩21上的通孔回落至罐体1，以使得燃料气的气液分离能高效进行。

示例性地，如图1所示，罐体1内设置有两组气液分离单元2，两个气液分离单元2从罐体1的下端至罐体1的上端间隔分布。其中，两组气液分离单元2之间的间距可以是600mm，每组气液分离单元2的第一锥形罩21和第二锥形罩22之间的间距可以是700mm。

本公开实施例中，罐体1可以是圆柱罐，圆柱罐的顶部和底部均设置有封头密封。其中，第一锥形罩21上直径较大的一端的直径可以与罐体1的内径相同，以便于第一锥形罩21可以与罐体1内壁采用焊接的方式固定，这样第一锥形罩21与罐体1内壁焊接固定后，第一锥形罩21即可将罐体1从第一锥形罩21处分隔成两个容纳空间。

如图1所示，第二锥形罩22可以与罐体1同心布置，即第二锥形罩22位于罐体1的中轴线上。由于第二锥形罩22上直径较大的一端的直径小于第一锥形罩21上直径较大的一端的直径。即第二锥形罩22与罐体1不接触。为方便第二锥形罩22安装固定，还可以在罐体1内部设置一根从罐体1的顶部延伸至罐体1的底部的安装杆4，通过安装杆4作为第二锥形罩22的安装基础，将第二锥形罩22焊接于安装杆4上，以使得第二锥形罩22能可靠地固定在罐体1内部。

可选地，同一组气液分离单元2中的第二锥形罩22还可以直接固定在第一锥形罩21上，例如，在第二锥形罩22的边缘竖直设置多根连接杆与第一锥形罩21连接。这样可以一组一组地安装气液分离单元2，安装方便。

本公开实施例中，第一锥形罩21和第二锥形罩22的圆锥角可以是20°至45°。这样将通过设置两个锥形罩，可以为燃料气导向，使得燃料气在碰撞后，相较于平面板更容易继续向上扩散，以使燃料气扩散时，始终沿预定方向移动。

同时，由于第一锥形罩21朝向第二锥形罩22为向下倾斜的斜面，这样在燃料气与第二锥形罩22碰撞后，分离出来的下沉的液相组分可以沿着第一锥形罩21的斜面，汇集至第一锥形罩21与罐体1内壁形成的容纳槽。

本公开实施例中，第一锥形罩21上还可以设有第一排液孔311，待液相组分容量足够多时，液压组分可以顺着第一排液孔311，从第一锥形罩21处下落至罐体1的底部。

并且，当气液分离单元2有多组时，燃料气从第二锥形罩22与罐体1之间的间隙继续向上扩散过程中，燃料气还会与下一个气液分离单元2的第一锥形罩21触碰而改变扩散方向，同时也使得部分液相组分沉积至第二锥形罩22的板面，与第一锥形罩21类似，由于第二锥形罩22的板面是斜面，分离出来的液相组分可以沿着第二锥形罩22的斜面向下流动，并流动至第一锥形罩21与罐体1内壁形成的容纳槽内汇集。

如图1所示，第一排液孔311以过流孔310为中心周向布置在第一锥形罩21上。由于过流孔310是位于第一锥形罩21的中心位置，因此，从燃料气从过流孔310经过第一锥形罩21后，会通过从过流孔310为中心周向地向四周扩散。通过将第一排液孔311周向布置在第一锥形罩21上，使得分离出的液相组分更容易通过第一排液孔311下落至罐体1底部。

可选地，第一排液孔311与罐体1的内壁的距离可以为10mm至20mm的区域上。其中，第一排液孔311的直径可以是3mm至10mm。

如图1所示，第二锥形罩22上设有第二排液孔320，第二排液孔320以第二锥形罩22的中轴线为中心周向布置在第二锥形罩22上，在第二锥形罩22上设置轴向布置的第二排液孔320可以使沉降在第二锥形罩22上的液相组分从第二锥形罩22上下落，方便液相组分有更多的路径下落至罐体1底部。

其中，第二排液孔320与第二锥形罩22的中轴线的距离为5mm至20mm的区域上。即第二锥形罩22上距离安装杆4的垂直距离5mm至20mm处的区域设置有沿周向分布的第二排液孔320，且第二排液孔320的直径可以是3mm至10mm。

本公开实施例中，第二锥形罩22的直径较大的一端的横截面面积与罐体1的横截面面积的比值确定为0.3至0.75。由于第二锥形罩22与罐体1内壁之间的间隙为第三流道221，为方便气相组分通过的同时，且不会促使过多的液相组分通过第三流道221，需要合理设置第三流道221的尺寸。

如图1所示，第一锥形罩21上同轴连接有引流筒33，引流筒33与过流孔310连通。其中，引流筒33呈圆筒状，引流筒33可以垂直焊接于过流孔310处，引流筒33的高度为100mm至600mm，且引流筒33的横截面面积与罐体1的横截面面积比例为0.25至0.6。

可选地，第一排液孔311和第二排液孔320的面积之和可以是罐体1的横截面面积的0.1％至0.5％，以避免燃料气5直接通过第一排液孔311和第二排液孔320经过第一锥形罩21和第二锥形罩22而影响分离效果。

可选地，如图1所示，气液分离装置还可以包括破沫网5，破沫网5位于罐体1的顶部，破沫网5的边缘与罐体1的内壁相连，气液分离单元2位于破沫网5下方。即燃料气通过气液分离单元2后，再继续通过破沫网5进行最后一次脱液，通过破沫网5的燃料气经排气口12以及与排气口12连通的管线外输至加热炉火嘴。

以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。