一种缓冲罐气液分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及气液分离技术领域，特别涉及一种缓冲罐气液分离装置。


背景技术：

2.气液分离是通过重力沉降、惯性碰撞、离心分离、静电吸引、扩散等方法实现气液相分离的过程，主要用于处理含有少量凝液的气体，实现凝液的回收或气相净化，是工业生产中常用的技术工序。
3.在对含凝液的气体进行气液分离时，一般会使用到气液分离缓冲罐，而气液分离缓冲罐对气液进行分离时，其分离方法主要有：重力沉降、折流分离、离心力分离、丝网分离、超滤分离和填料分离等。
4.中国公开授权发明：cn211513930u公开了一种新型气液分离装置，其通过设有的气液输送机构，即通过喷头将气液喷射出，同时设有的折流分离机构，即喷头将气液喷射在倾斜的折流板上，进而使得气体与液体进行分离，便于通过排气机构和排水机构分别进行排水和排气，该设计通过折流分离的方式，改变了传统的离心分离方式存在的弊端，提高了气液分离的效率，有效的保护了环境，解决了现有的气液分离方式存在弊端的问题。
5.然而该气液分离装置存在一定问题，由于进气口与出气口距离较近，在罐体内部未设进气和出气分隔装置，使得进气和出气通道未分开，传质和换热不充分；另外，在排气管(即气体出口处)没有除沫设计，由于液体没有固定的形状，容易碎化，因此其气液喷射在折流板上，液体在与折流板接触时液体会发生碎化，进而变成更细小的液沫重新进入气相中，并经由排气管排出，从而导致气液分离效果较差。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种缓冲罐气液分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
8.一种缓冲罐气液分离装置，包括内部呈中空结构的罐体，所述罐体的侧面设有进气口，所述进气口为内插式进气通道，且内插式进气通道的进气端与水平面具有夹角e，所述夹角e为35℃，在所述内插式进气通道位于罐体外侧的直管段内固定安装有旋流部件，所述旋流部件和罐体之间的直管段l＞150mm，所述内插式进气通道和罐体之间的圆弧段弧度与罐体内壁的弧度相同，所述罐体内部固定安装有上升管，且内插式进气通道的输出端布设于上升管外侧壁与罐体内壁之间，所述上升管的上方设有板式聚结填料，所述板式聚结填料的上方设有捕沫丝网，所述板式聚结填料和捕沫丝网均通过安装架固定安装于罐体内部，所述罐体的顶部开设有出气口，所述罐体的底部设有呈开口式结构的出水通道。
9.优选的，所述旋流部件为闭式旋流片，所述闭式旋流片包括外圆环、内圆柱和闭式旋流叶片，所述外圆环固接于内插式进气通道位于罐体外侧的直管段内，所述内圆柱和外圆环为同圆心且向外扩展结构分布，所述内圆柱和外圆环之间均匀布设多个闭式旋流叶
片，所述闭式旋流叶片的高度h1≥100mm，所述闭式旋流叶片的旋流角度q1，其中，30
°
＜q1＜45
°
。
10.优选的，所述旋流部件为开式旋流片，所述开式旋流片包括中心圆柱和开式旋流叶片，所述中心圆柱的外侧壁均匀布设多个开式旋流叶片，所述开式旋流叶片远离中心圆柱的一侧固接于内插式进气通道位于罐体外侧的直管段内壁上，所述开式旋流叶片的高度h2≥100mm，所述开式旋流叶片的旋流角度q2，其中，30
°
＜q2＜45
°
。
11.优选的，所述出水通道上设有阀门。
12.优选的，所述捕沫丝网为金属丝网或非金属丝网。
13.优选的，还包括设置于捕沫丝网上方的喷淋装置，所述喷淋装置包括一体制成的喷淋管道、内部呈中空结构的喷淋座以及喷淋嘴，所述喷淋管道的一端贯穿罐体设置，所述喷淋管道的另一端与喷淋座内部相连通，所述喷淋座下方均匀分布多个喷淋嘴，所述喷淋嘴的输入端与喷淋座内部相连通，所述喷淋管道通过支撑架固定安装于罐体内部。
14.本实用新型的有益效果为：
15.本实用新型通过采用内插式进气通道，且内插式进气通道的进气端与水平面具有一定夹角，配合旋流部件的使用，能够使气体旋流的向下进入罐内，增强了罐内气体的稳定性和刚性，增加了罐内气体的运动行程，提高了气液传质的效率，也降低了气体的温度，便于气液两相分离；通过在罐体内部设置上升管，能够确保进气和出气路径分开，进而增加换热和传质时间；通过板式聚结填料具有较强的抗堵性，可以实现雾沫的初步分离，初步分离后的雾沫再经过捕沫丝网进行二次分离，可以达到更好的分离效果，在提高气液分离的同时，能够大大降低气体雾沫夹带，实用性好。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例中一种缓冲罐气液分离装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例中罐体的俯视图；
18.图3为本实用新型实施例中进气口位于罐体外侧的结构示意图；
19.图4为本实用新型实施例中罐体内部的结构示意图；
20.图5为本实用新型实施例中闭式旋流片的结构示意图；
21.图6为本实用新型实施例中闭式旋流片中高度h1和旋流角度q1的示意图；
22.图7为本实用新型实施例中开式旋流片中高度h2和旋流角度q2的示意图。
23.附图标记：罐体1、进气口2、出气口3、出水通道4、阀门5、旋流部件6、喷淋座7、喷淋嘴8、喷淋管道9、捕沫丝网10、板式聚结填料11、上升管12、外圆环13、闭式旋流叶片14、内圆柱15、中心圆柱16、开式旋流叶片17。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.本实用新型通过优化进气口2位置和进气口2的内部尺寸以及形状，并且增加了出
气口3的气液分离和除沫装置，能够有效增强气液分离效果，降低雾沫夹带，减少气体中的水分含量，实用性好。
26.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
27.参考附图1-7，一种缓冲罐气液分离装置，包括内部呈中空结构的罐体1，所述罐体1的侧面设有进气口2，所述进气口2为内插式进气通道，且内插式进气通道的进气端与水平面具有夹角e，所述夹角e为35℃，在所述内插式进气通道位于罐体1外侧的直管段内固定安装有旋流部件6，所述旋流部件6和罐体1之间的直管段l＞150mm，所述内插式进气通道和罐体1之间的圆弧段弧度k与罐体1内壁的弧度相同，所述罐体1内部固定安装有上升管12，且内插式进气通道的输出端布设于上升管12外侧壁与罐体1内壁之间，所述上升管12的上方设有板式聚结填料11，所述板式聚结填料11的上方设有捕沫丝网10，所述板式聚结填料11和捕沫丝网10均通过安装架固定安装于罐体1内部，所述罐体1的顶部开设有出气口3，所述罐体1的底部设有呈开口式结构的出水通道4。
28.在本实施例中，气体通过进气口2进入罐体1内部时，内插式进气通道的进气端与水平面存在一定夹角e，此夹角e根据aspen流场模拟和伯努利方程：p+1/2ρv2+ρgh＝c以及勾股定理：a^2＝b^2+c^2-2
×b×c×
cos e计算可知，夹角e的最佳设计值为35℃，通过该夹角e，能够让旋流的向下进入罐内，进而增加罐内气体的运动行程，提高气液传质的效率，同时，还能够降低气体的温度，便于气液两相分离。
29.在本实施例中，所述旋流部件6为闭式旋流片，所述闭式旋流片包括外圆环13、内圆柱15和闭式旋流叶片14，所述外圆环13固接于内插式进气通道位于罐体1外侧的直管段内，所述内圆柱15和外圆环13为同圆心且向外扩展结构分布，所述内圆柱15和外圆环13之间均匀布设多个闭式旋流叶片14，所述闭式旋流叶片14的高度h1≥100mm，所述闭式旋流叶片14的旋流角度q1，其中，30
°
＜q1＜45
°
；所述旋流部件6为开式旋流片，所述开式旋流片包括中心圆柱16和开式旋流叶片17，所述中心圆柱16的外侧壁均匀布设多个开式旋流叶片17，所述开式旋流叶片17远离中心圆柱16的一侧固接于内插式进气通道位于罐体1外侧的直管段内壁上，所述开式旋流叶片17的高度h2≥100mm，所述开式旋流叶片17的旋流角度q2，其中，30
°
＜q2＜45
°
。
30.在本实施例中，通过在在内插式进气通道内固定安装旋流部件6，气体在进入罐体1内部时，能够保持一定的形状，不易分散，其中，旋流部件6分两种形式，分别为闭式旋流片和开式旋流片，旋流片的高度h≥100mm(h为h1或h2)，旋流角度30
°
＜q＜45
°
为宜，既能够保证气流的刚性，又能够满足气液分离的压降需求，并且旋流片和罐体1之间的直管段l＞150mm，内插式进气通道和罐体1之间的圆弧段弧度k与罐体1内壁的弧度相同，既确保气体不对罐体1内壁的接触点造成冲刷，又不破坏气体气柱的完整性，且气体流速不受影响。
31.在本实施例中，通过在罐体1内部设置上升管12，且内插式进气通道的输出端布设于上升管12外侧壁与罐体1内壁之间，能够使气体通过内插式进气通道进入罐体1内后，沿着罐体1内壁和上升管12外壁之间的间隙向下作螺旋运动，直至达到上升管12的最低端，在此过程中，能够确保进气和出气路径分开，以便增加换热和传质时间。
32.在本实施例中，所述出水通道4上设有阀门5。
33.在本实施例中，所述捕沫丝网10为金属丝网或非金属丝网。
34.在本实施例中，通过设置板式聚结填料11和捕沫丝网10，首先利用板式聚结填料11对气液进行初步分离，初步分离后的雾沫再次经由捕沫丝网10进行二次分离，能够实现更好的气液分离效果，可在提高气液分离的同时，能够大大降低气体雾沫夹带，实用性好。
35.在本实施例中，还包括设置于捕沫丝网10上方的喷淋装置，所述喷淋装置包括一体制成的喷淋管道9、内部呈中空结构的喷淋座7以及喷淋嘴8，所述喷淋管道9的一端贯穿罐体1设置，所述喷淋管道9的另一端与喷淋座7内部相连通，所述喷淋座7下方均匀分布多个喷淋嘴8，所述喷淋嘴8的输入端与喷淋座7内部相连通，所述喷淋管道9通过支撑架固定安装于罐体1内部。
36.在本实施例中，通过设置喷淋装置，能够对板式聚结填料11和捕沫丝网10进行清洗，避免板式聚结填料11和捕沫丝网10长期使用后出现堵塞的问题。
37.本实用新型涉及的缓冲罐气液分离装置的工作原理：使用时，首先气体通过进气口2进入罐体1内部，在内插式进气通道的进气端与水平面存在一定夹角e以及旋流部件6的共同作用下，能够使气体旋流的向下进入罐内，增强了罐内气体的稳定性和刚性，增加了罐内气体的运动行程，提高了气液传质的效率，也降低了气体的温度，便于气液两相分离；气体沿着罐体1内壁和上升管12外壁之间的间隙向下作螺旋运动，直至达到上升管12的最低端，随后气体进入上升管12，顺着上升管12进入板式聚结填料11，在板式聚结填料11中对气液进行初步分离，初步分离后的雾沫再次经由捕沫丝网10进行二次分离，通过捕沫丝网10后直接由出气口3排出，即完成气液的整个传质和分离过程。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种缓冲罐气液分离装置，包括内部呈中空结构的罐体，其特征在于，所述罐体的侧面设有进气口，所述进气口为内插式进气通道，且内插式进气通道的进气端与水平面具有夹角e，所述夹角e为35℃，在所述内插式进气通道位于罐体外侧的直管段内固定安装有旋流部件，所述旋流部件和罐体之间的直管段l＞150mm，所述内插式进气通道和罐体之间的圆弧段弧度与罐体内壁的弧度相同，所述罐体内部固定安装有上升管，且内插式进气通道的输出端布设于上升管外侧壁与罐体内壁之间，所述上升管的上方设有板式聚结填料，所述板式聚结填料的上方设有捕沫丝网，所述板式聚结填料和捕沫丝网均通过安装架固定安装于罐体内部，所述罐体的顶部开设有出气口，所述罐体的底部设有呈开口式结构的出水通道。2.根据权利要求1所述的一种缓冲罐气液分离装置，其特征在于，所述旋流部件为闭式旋流片，所述闭式旋流片包括外圆环、内圆柱和闭式旋流叶片，所述外圆环固接于内插式进气通道位于罐体外侧的直管段内，所述内圆柱和外圆环为同圆心且向外扩展结构分布，所述内圆柱和外圆环之间均匀布设多个闭式旋流叶片，所述闭式旋流叶片的高度h1≥100mm，所述闭式旋流叶片的旋流角度q1，其中，30
°
＜q1＜45
°
。3.根据权利要求1所述的一种缓冲罐气液分离装置，其特征在于，所述旋流部件为开式旋流片，所述开式旋流片包括中心圆柱和开式旋流叶片，所述中心圆柱的外侧壁均匀布设多个开式旋流叶片，所述开式旋流叶片远离中心圆柱的一侧固接于内插式进气通道位于罐体外侧的直管段内壁上，所述开式旋流叶片的高度h2≥100mm，所述开式旋流叶片的旋流角度q2，其中，30
°
＜q2＜45
°
。4.根据权利要求1所述的一种缓冲罐气液分离装置，其特征在于，所述出水通道上设有阀门。5.根据权利要求1所述的一种缓冲罐气液分离装置，其特征在于，所述捕沫丝网为金属丝网或非金属丝网。6.根据权利要求1所述的一种缓冲罐气液分离装置，其特征在于，还包括设置于捕沫丝网上方的喷淋装置，所述喷淋装置包括一体制成的喷淋管道、内部呈中空结构的喷淋座以及喷淋嘴，所述喷淋管道的一端贯穿罐体设置，所述喷淋管道的另一端与喷淋座内部相连通，所述喷淋座下方均匀分布多个喷淋嘴，所述喷淋嘴的输入端与喷淋座内部相连通，所述喷淋管道通过支撑架固定安装于罐体内部。

技术总结
本实用新型涉及气液分离技术领域，特别涉及一种缓冲罐气液分离装置；包括所述罐体的侧面设有进气口，所述进气口为内插式进气通道，且内插式进气通道的进气端与水平面具有夹角E，在所述内插式进气通道位于罐体外侧的直管段内固定安装有旋流部件，所述罐体内部固定安装有上升管，所述上升管的上方设有板式聚结填料，所述板式聚结填料的上方设有捕沫丝网。本实用新型通过采用内插式进气通道，配合旋流部件的使用，能够使气体旋流的向下进入罐内，增强了罐内气体的稳定性和刚性，增加了罐内气体的运动行程，提高了气液传质的效率，也降低了气体的温度；通过在罐体内部设置上升管，能够确保进气和出气路径分开，进而增加换热和传质时间。时间。时间。


技术研发人员：丁龙奇 高明
受保护的技术使用者：重庆中润新材料股份有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/23