外冷器旋風式氣液分離器的製作方法
2023-12-04 00:55:46 1
專利名稱：外冷器旋風式氣液分離器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化工機械，特別適用於聯鹼車間氯化銨結晶工段，液氨直接冷卻工藝的氣液分離。
在聯鹼生產過程中，氯化銨是通過對母液冷卻、結晶、分離而獲得的，冷卻過程在外冷器內完成的，母液在列管管內，液氨在列管管間蒸發成氣氨，蒸發過程為吸熱過程，可將母液冷卻。氣氨由外冷器上部，經氣液分離器，回冰機房再變成液氨循環使用。
目前，廣泛使用的氣液分離器結構簡單，氣液分離能力差，因氣氨中夾帶的液氨分離不下來而被帶入冰機去的事故常有發生，容易損壞氣缸。為了避免帶液事故，通常將外冷器的液氨的液位控制在較低位置，即半液位操作法。由於外冷器的上部列管是在氣氨中，因為氣氨熱容僅為液氨氣化潛熱的1－2％，所以，上部的列管沒有發揮換熱效果，造成投資費用的增加和降溫效果的不良。
《純鹼工業》1990年第3期陸善鳴〈外冷器設計探討〉，1991年第2期趙國龍〈也談外冷器的滿液位操作法〉只提及外冷器的滿液位問題，1990年第4期周光耀〈冷析結晶系統設計及操作中若干問題的討論〉第4節中提及外冷器滿液位法用自然循環臥式分離器，但未談具體構思和明確的結構。
本實用新型的目的和任務是設計新的氣液分離器，達到有效分離氣液氨，不讓氣氨帶液。從而可將外冷器液氨的液位由半液位提高到滿液位，這樣，整個外冷的換熱面積均可充分發揮效果，有效面積提高了約40％。並且，因為降溫均勻，所以還可以減緩列管管壁上的氯化銨結疤。從而延長外冷器作業周期。
本設計的具體技術方案和做法是分離器內部設置旋風分離圓筒、波紋板除沫器和絲網均氣板。還設置折流板和防渦流格柵。
以下結合附圖、實施例對本實用新型作進一步的描述。
圖1.外冷器和旋風式氣液分離器示意圖圖2.是旋風式氣液分離器結構示意圖圖3.是圖(2)的A－A剖視圖圖4.是旋風分離圓筒主、俯視示意圖本實施例為臥式氣液分離器，置於外冷器的上方，分離器上部中間為出氣口(2)，下部中間為出液口(9)，側面有兩個氣液氨混合物進口，上部還有壓力表、帶液報警、安全伐等裝置的接口。
採用本設計的分離器後，外冷器的液位由原先的半液位改成滿液位，分離器的液位控制在容器高度的1／3到1／2水平上。由液位調節系統控制液位高度。
液氨加入管(1)位於分離器內的中下部，處於液位面上下，管長與分離器直段大致相同，頭部封閉，兩側等距離開孔，以利於液氨均勻地加入，考慮到新加入的液氨通常比外冷器的液氨溫度高出約30℃。本設計將加液氨的位置移到分離器，液氨加入分離器後可讓其先減壓蒸發降溫，再沿下降管(15)進入外冷器下部，這種加入方法比直接加入外冷器下部效果好。
在分離器液位附近設計兩個旋風式分離圓筒(12)，當外冷器上部流出的氣液氨的混合物，經上升管(14)和分離圓筒縮逕入口(10)。沿圓筒的切線方向進入筒體(12)，進行旋風分離，液氨比氣氨密度高，氣液在作圓周運動時，液氨的離心力比氣氨大得多，這樣，液氨緊貼筒壁下降，氣體在筒體中心上升。氣氨上升時，還要經過波紋板(4)內的間隙，曲折上升，這樣，夾帶在氣氨中少量液氨霧沫被波紋板吸附，這部分液氨因重力向下流入分離器。氣氨最後經均氣板(3)氣氨出口(2)去冰機房。均氣板按裝於氣氨出口處，它是一塊長方形鐵板，在近出口處不開孔，其餘部分均勻開孔，可以避免在氣氨出口氣速過高，以確保分離器整個液面上部氣體上升速度均勻(過高氣速易將霧沫隨氣氨帶出，影響氣液分離效果)，為了將氣氨中的霧沫夾帶量小於1％，在均氣板下部加一層100mm不鏽鋼絲網。旋風分離筒體(12)的下部為導向器(13)，其作用是使得流出筒體液體旋轉進入分離器，減少氣泡夾帶。分離器下部有兩塊折流擋板(6)，延長液氨去出液口(9)的路徑，增加液氨有效停留時間，有利於液氨中少量氣泡的排出。出液口(9)上部有防渦流格柵(8)，可以有效地破除出口處液氨形成旋渦，因為，旋渦易將氣氨帶出，從而使較純的液氨往下降管(15)進入外冷器。
為了降低出口液氨的流速，宜選用口徑比較粗的出口管道，在配下降管時，再用異徑管與外冷器下部接口相連。
本實用新型廣泛用於液氨直冷式外冷器的氣液分離主要優點①氣液分離效果好。氣氨經旋風分離、波紋板、絲網均氣板後，使進入冰機的氣氨夾帶霧沫少。
②外冷器上下部分溫差小。液氨可以在外冷器內上升，到分離器後，由分離器液氨出口下降，形成自然循環。可使外冷器內各點溫度均勻。
③提高了外冷器有效面積約40％。
④減少了母液與液氨的溫差，減緩了管壁結疤速度，延長了外冷器作業周期(由8小時增加到16小時)。
⑤減少冰機壓縮的電耗和操作費用。
權利要求1.一種由筒體外殼，殼上有氣液氨混合物進口，氣液氨出口組成的氣液分離器，其特徵在於分離器上有液氨進口(1)，分離器內部由旋風分離圓筒(12)、波紋板(4)、絲網均氣板(3)、折流板(6)和防渦流格柵(8)組成。
2.根據權利要求1所述的氣液分離器，其特徵在於液氨進口(1)是與筒體直段等長的鋼管，頭部封閉，兩側等距離開孔。
專利摘要本實用新型廣泛用於液氨直冷外冷器的氣液分離。本設計的特徵在於分離器內設旋風式分離圓筒(12)、波紋板(4)、絲網均氣板(3)、折液板(6)和防渦流格柵(8)。本設計具有良好的氣液分離能力，從而可以使外冷卻器液氨的液位由半液位改成滿液位操作。這樣，外冷器有效換熱面積增加40％，提高了換熱效率，延長外冷器作業周期，減少冰機電耗，其經濟效果顯著。
文檔編號B04C9/00GK2149251SQ9221857
公開日1993年12月15日 申請日期1992年8月21日 優先權日1992年8月21日
發明者陳俊明 申請人:張家港市化肥廠