一种处理气量变化大的气液分离方法与流程

1.本发明属于硫磺废弃物精制技术领域，具体涉及一种处理气量变化大的气液分离方法。


背景技术：

2.气液分离广泛应用于石油和化工领域，如石油开采后首先经过油气水三相分离器除去开采石油中的气与水，工业尾气脱硫过程中尾气除雾过程等，均用到气液分离过程。随着气液分离技术的发展，折流板型气液分离也被广泛用于各个工业领域，但折流板型气液分离对穿过折流板的气速有一个范围要求，高于或低于气速范围均不能达到较好的分离效果。
3.随着社会生产力的发展，会出现气、液、固多相混合物中气量变化较大的情况或在设计过程中气量未知的情况。针对这类情况就需要气液分离过程能最大范围地适应气量的变化或对未知气量的适应。
4.目前以pds脱硫法、ada脱硫法、栲胶脱硫法、络合铁脱硫法等湿法氧化还原脱除硫化氢，得到硫膏。这类硫膏若直接采用熔硫技术，得到黑色硫磺，它仍是固体危废，且操作能耗高，只能用于制备硫酸。采用cs2、c
2 hcl3和ccl4等有机溶剂萃取能得到较纯净的硫磺，但所使用的溶剂毒性和挥发性较大，均属于易燃易爆物，且工艺繁琐，仍存在安全生产和对环境污染较大等问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种处理气量变化大的气液分离方法。可使用于石油、化工等相关领域的气、液两相混合物分离，以及气、液、固三相或四相混合物分离。
6.本发明采用的技术方案是：一种处理气量变化大的气液分离方法，包括容器，所述容器上设有混合物进口、气体出口、重液出口和轻液出口组，所述容器内部的设有入口挡板、捕雾器、液固分离器、液液分离器和隔板；所述混合物入口位于容器一侧，所述入口挡板位于混合物入口处，所述液固分离器、液液分离器依次位于入口挡板后方，所述捕雾器位于液液分离器后方，所述隔板位于捕雾器后方，所述轻液出口组位于捕雾器与隔板之间且均匀布置，所述气体出口位于轻液出口组上方的容器顶部，所述重液出口位于隔板后方下侧的容器底部，集固区位于捕雾器与隔板之间的底部外侧，所述集固区设有液固出口；
7.还包括
8.设于气体出口管线上的气体流量计，
9.设于重液出口管线上的调节阀，
10.设于容器瓶身外部与容器内部连通的液位计，所述液位计位于隔板后方容器瓶身外部；
11.气液混合物从混合物入口进入容器经入口挡板，混合物分散于容器中，液面上方
的气相经捕雾器捕捉气相中微小液滴后，从气相出口排出，液固首先经液固分离器分离液固两相，固相受惯性力作用撞击液固分离器的折流板，固相向下进入容器底部，进入集固区，从液固出口排出，经液固分离的液相再经液液分离器，轻重液分别向上层轻液和下层重液移动，上层轻液由轻液出口组排出，下层重液穿过隔板底部，进入重液区，从重液出口经调节阀排出；
12.通过气体流量计和液位计，实时控制调节阀，使容器内的重液液面上升或下降，确保气体穿过气液分离器的气速满足要求。
13.所述捕雾器由折流板组垂直位于容器气体出口前端，覆盖气体通过容器的截面积98％及以上。
14.所述捕雾器的2％及以下未覆盖面积位于容器截面底部。
15.气体通过捕雾器的面积可在被覆盖的容器截面积5～95％之间调节，最佳范围在10～90％之间。
16.针对具有两相液体存在的气液分离体系，所述轻液出口组包括多个轻液出口，轻液由气体通过折流板捕雾器的气速在最佳分离气速范围内所需面积的液面高度对应的轻液出口组排出。
17.所述隔板下端与捕雾器下端对齐，所述隔板上端与容器顶端留出不大于最高控制液面到容器顶端的高度距离。
18.还包括设于轻液出口组管线上的开关阀组。
19.所述轻液出口组的接管出口采用液封密封。
20.上层轻液由轻液出口组，经开关阀组进入液封排出。
21.本发明四相混合物指气、轻液、重液和固渣，即经过热裂解硫膏而得到的含液硫与裂解气、轻质液和固渣的硫膏精制过程中产生四相混合物。
22.本发明将硫膏首先通过高温裂解，除去其中大量杂质，而使硫熔融成为液硫，再将液硫进一步加热汽化，除去固态杂质，然后，对气态硫进行冷凝，得到含裂解不凝气、裂解轻质液和冷凝前气相夹带固体微粒杂质的液硫四相混合物。在裂解气气量未知的情况下，为降低气相对硫液滴的夹带量，提高硫回收率和液硫品质，必须设置有效地气液分离元件等，实现四相混合物分离。
23.本发明气液混合物进入容器，通过气体流量计和液位计，联锁控制液体出口调节阀，使得液面上升或下降，确保气体穿过气液分离器的气速要求，保证气液分离效果。针对气、液、固三相或四相混合物分离，同样通过气体流量计和液位计联锁控制调节阀，实现液面上升或下降，来确保气体穿过气液分离器的气速要求，保证气液分离效果。不同的是针对三相或四相体系，上轻液的出口高度需作相应的调整，是通过气体流量计和液位计联锁开关阀组实现不同高度轻液出口的开与关实现。本发明装置结构简单，操作方便。
24.本发明具有如下有益效果：
25.1、装置结构简单，通过容器内的各类分离器，可实现多相混合物的分层，达到气相除雾效果。
26.2、装置操作简单，通过液位计和气体流量计联锁对重液(相对两相液体)出口管线上调节阀和轻液出口组管线上对应支路的开关阀自动控制，实现对气、轻液和重液的很好分离。
27.3、能够处理气量占总量10～90％之间变化的二、三、四相混合物。
附图说明
28.图1是本发明结构示意图；
29.图2是气液两相分离工艺操作示意图；
30.图3是图1中a—a剖面的轻液出口和开关阀组及液封结构示意图。
31.其中，混合物入口；2-入口挡板；3-捕雾器；4-液固分离器；5-液液分离器；6-隔板；7-气体出口；8-气体流量计；9-液位计；10-调节阀；11-重液出口；12-轻液出口组；13-集固区；14-液固出口；15-开关阀组；16-液封。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
33.如图1-图3所示，本发明包括包括容器，所述容器上设有混合物进口1、气体出口7、重液出口11和轻液出口组12，所述容器内部的设有入口挡板2、捕雾器3、液固分离器4、液液分离器5和隔板6；所述混合物入口1位于容器一侧，所述入口挡板2位于混合物入口1处，所述液固分离器4、液液分离器5依次位于入口挡板2后方，所述捕雾器3位于液液分离器5后方，所述隔板6位于捕雾器3后方，所述轻液出口组12位于捕雾器3与隔板6之间且均匀布置，所述气体出口7位于轻液出口组12上方的容器顶部，所述重液出口11位于隔板6后方下侧的容器底部，集固区13位于捕雾器3与隔板6之间的底部外侧，所述集固区13设有液固出口14；
34.还包括
35.设于气体出口7管线上的气体流量计8，
36.设于重液出口11管线上的调节阀10，
37.设于容器瓶身外部与容器内部连通的液位计9，所述液位计9位于隔板6后方容器瓶身外部；
38.气液混合物从混合物入口1进入容器经入口挡板2，混合物分散于容器中，液面上方的气相经捕雾器3捕捉气相中微小液滴后，从气相出口7经气体流量计8排出，液固首先经液固分离器4分离液固两相，固相受惯性力作用撞击液固分离器4的折流板，固相向下进入容器底部，进入集固区13，从液固出口14排出，经液固分离的液相再经液液分离器5，轻重液分别向上层轻液和下层重液移动，上层轻液由轻液出口组12经开关阀组15进入液封16排出，下层重液穿过隔板6底部，进入重液区，在液位计9控制调节阀10维持液面的情况下，从重液出口11经调节阀10排出；
39.通过气体流量计8和液位计9，实时控制调节阀10，使容器内的重液液面上升或下降，确保气体穿过气液分离器的气速满足要求。
40.所述捕雾器3由折流板组垂直位于容器气体出口7前端，覆盖气体通过容器的截面积98％及以上。
41.所述捕雾器3的2％及以下未覆盖面积位于容器截面底部。
42.气体通过捕雾器3的面积可在被覆盖的容器截面积5～95％之间调节，最佳范围在10～90％之间。
43.针对具有两相液体存在的气液分离体系，所述轻液出口组12包括多个轻液出口，轻液由气体通过折流板捕雾器3的气速在最佳分离气速范围内所需面积的液面高度对应的轻液出口组12排出。
44.所述隔板6下端与捕雾器3下端对齐，所述隔板6上端与容器顶端留出不大于最高控制液面到容器顶端的高度距离。
45.还包括设于轻液出口组12管线上的开关阀组15。
46.所述轻液出口组12的接管出口采用液封16密封。
47.气体流量波动时，通过气体出口管路的气体流量计8和液位计9联锁控制液体出口调节阀10，使容器内液面上升或下降，来调节气体通过捕雾器3的面积，保证气体通过折流板捕雾器3的气速在厂方提供的最佳分离气速范围内。
48.针对具有两相液体存在的气液分离体系，上轻液出口应配置多个出口构成轻液出口组12，每个出口配备一个开关阀，因而，构成开关阀组15；开关阀组15由气体流量计8和液位计9联锁控制开关阀组15中开关阀的开与关，保证气液分离和轻液排出要求。
49.管路上的调节阀10和开关阀组15均可由普通阀门代替，采用人工观测气体流量计8和液位计9的结果，通过人工调节重液出口的调节阀10和打开或关闭轻液对应的出口的开关阀组15进行控制操作。
50.实施例1：
51.焦炉煤气络合铁脱硫板框过滤的硫膏，经热裂解汽化再冷凝得到由液硫、不凝气、沥青油和微固组成的1000kg/h混合物，从图1所示的混合物入口1进入有效容积为2m3的容器，混合物经入口挡板2缓冲混合物冲击能后进入容器分离区。气体经捕雾器3除雾后，由气体出口7经气体流量计8排出。由已知的轻重液密度、容器尺寸和气体流量计8测得值，得到气体通过捕雾器3所需面积，以及对应容器内液位高度，故与容器上液位计9联锁控制重液出口调节阀10和开启轻液出口组12与对应支路开关阀组15对应液位高度相近的开关阀，关闭其它开关阀，使容器内液位达到新的高度，满足气体通过捕雾器3的气速要求，实现对未知气量混合物的气液分离。同时，通过液固分离器4和液液分离器5实现对液固和液液的分离，由此得到的硫磺按照gb/t2449.1-2014检测，为一级品硫磺。
52.实施例2：
53.含气量50v％的气液混合物由图2所示的混合物入口1进入直径为800mm的气液分离容器中，混合物经入口挡板2缓冲混合物冲击能后进入容器分离区。由于工况变化，现气体出口流量计测得气量增加了50％，于是通过气体流量计8与容器液位计9联锁将液体出口阀10开度加大，使容器内液位下降，由原来平稳运行的400mm液位高，很快降到240mm液位高度运行。此时新状态运行平稳，而且，气相除雾效果满足设计要求。
54.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。