專利名稱：一種用于氣體水合物連續分離的裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于氣、液、固分離裝置領域，尤其涉及一種用于其它水合物連續分離的裝置。
背景技術：
目前利用水合物獨特的化學物理特征可以開發一系列高新技術，涉及水資源、環 保、氣候、油氣儲運、石油化工、生物制藥等諸多領域。其中典型的例子有水合物法淡化海水 以彌補淡水資源的不足；水合物法永久性地將溫室氣體(X)2封存于海底以改善全球氣候環 境；以水合物的形式儲存、運輸、集散天然氣；水合物法分離低沸點氣體混合物(如乙烯裂 解氣、各種煉廠干氣和天然氣)等。這些技術在應用中一個重要的環節是氣、水、水合物的分 離。氣體水合物存在的條件是低溫、高壓，故水合物分離設備需要維持其內部低溫、高壓環 境。目前水合物的分離大多采用傳統的分離器進行多級分離工藝，即先采用重力沉降式分 離設備分離出氣體及固液初分離，然后再用固液分離設備對固液混合物進一步分離。由于 重力沉降式分離設備大多存在體積龐大、結構較為復雜、處理時間長、分離效果差、工作不 連續等缺點，而工藝中采用多種分離設備必然增加投資成本、運行管理及維修費用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠連續地分離氣、液、固水合物的裝置，該裝置結構 簡單，占地面積小，維護方便。本發明采取的技術方案是一種用于氣體水合物連續分離的裝置，由上箱體和下 箱體組成，箱體之間由上法蘭盤和下法蘭盤連接；上箱體為集氣腔，其上端設有分離氣出 口、安全閥口和壓力表口，下部設有絲網除霧器；下箱體為長方體形，其上部設有水合物漿 進口，該水合物漿進口末端設有豎直方向的均流板，該均流板底端纊20mm的距離設置篩 板，篩板通過與引流板交替連接組成分離通道，篩板所在平面與水平面成15 45度夾角；該 分離通道與所述下箱體之間為集水腔，該集水腔由內外壁構成，兩壁之間為冷卻水腔，下部 設有分離水出口 ；冷卻水腔上部設有冷卻水出口，下部設有冷卻水進口 ；分離通道的下端 連接水合物儲腔，該水合物儲腔底端設有水合物出口。作為本發明的進一步改進，所述篩板與引流板連接處設置有折流板，其所在平面 與水平面成3(Γ45度夾角；該篩板為20(Γ250目的不銹鋼網板；所述均流板為一矩形孔板， 板上均勻布置孔徑為IOmm的圓孔，板最底端為半圓孔。本發明具有如下的有益效果
(1)本發明的裝置結構簡單，內部除了篩板和絲網除霧器需定期檢查外，沒有任何需要 維修的運動件、易損件和支撐件，也無需濾料等。(2)本發明的裝置占地面積小，安裝方便，運行費用低。與處理量相同的重力沉降 分離器相比，本發明的體積和重量只相當于其十分之一。同時，由于重量輕，不需特殊的安 裝條件，只需簡單的支撐及管線連接即可工作。此外，與常規旋流分離器相比，本發明的運行費用低。(3)本發明的裝置使用方便、靈活；可以單臺使用，也可以并聯使用，加大處理量， 還可以串聯使用，增加處理深度。(4)本發明的裝置實現了氣體水合物中氣、液、固三相間同時、高效、連續分離，簡 化了傳統分離工藝中，先分離出氣體，再進行固液分離的流程，節約了設備投資。
圖1是氣體水合物連續分離的裝置結構示意圖； 圖2是圖1的A-A剖面圖3是圖IWB-B剖面圖； 圖4是均流板的結構示意其中1-水合物漿進口 ；2-均流板；3-篩板；4-引流板；5-折流板；6-絲網除霧器； 7-集氣腔；8-集水腔；9-水合物儲腔；10-分離氣出口； 11-分離水出口 ； 12-水合物出口 ； 13-冷卻水進口 ； 14-冷卻水出口 ； 15-冷卻水腔；16-安全閥口 ； 17-壓力表口 ； 18-篩板與 水平面夾角；19-折流板與水平面夾角；20-上法蘭盤；21-下法蘭盤。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明
如圖1所示，一種用于氣體水合物連續分離的裝置由上箱體和下箱體組成，箱體由上 法蘭盤20和下法蘭盤21連接；上箱體為集氣腔7，其頂部為拱形，上端設有分離氣出口 10、 安全閥口 16和壓力表口 17，下部設有絲網除霧器6 ；下箱體為長方體形，其上部設有水合物 漿進口 1，該水合物漿進口 1橫截面為圓形，末端設有豎直方向的均流板2，該均流板2底端 纊20mm的距離設置篩板3，該篩板3的三面與下箱體相連，篩板3通過與引流板4交替連接 組成分離通道，篩板3所在平面與水平面成15 45度夾角；該分離通道與所述下箱體之間為 集水腔8，該集水腔8由內外壁構成，兩壁之間為冷卻水腔15，下部設有分離水出口 11 ；所 述冷卻水腔15上部設有冷卻水出口 14，下部設有冷卻水進口 13 ；所述分離通道的下端連接 水合物儲腔9，該水合物儲腔9為棱錐形，底端設有水合物出口。用于氣體水合物連續分離的裝置的分離氣出口 10、水合物出口 12與集氣腔7、集 水腔8、水合物儲腔9的中線在同一軸線上。由于集氣腔7由上法蘭盤20和下法蘭盤21連接，以便于拆卸后對分離器內部篩 板3和絲網除霧器6進行定期檢查。如圖3所示，圖1的A-A剖面圖為長方形，集氣腔7上端設有分離氣出口 10、安全 閥口 16和壓力表口 17 ；下箱體側面設有水合物漿進口 1。如圖4所示，均流板2為一矩形孔板，板上均勻布置孔徑為IOmm的圓孔，板最底端 為半圓孔均。均流板2平行于軸線，其底端和篩板3保持纊20mm的距離。篩板3為20(Γ250 目的不銹鋼網板，篩板所在平面與水平面成15 45度夾角。折流板5為一長方形不銹鋼板，折流板所在平面與水平面成3(Γ45度夾角。其作 用一是為了改變流體的動量，提高分離效率；二是為了防止水合物漿快速流過篩板3，從而 達不到最佳分離效果。
本發明的工作原理為水合物漿由水合物漿進口 1引入，經均流板2分流后均勻 流過篩板3，然后沖擊折流板5，由于氣、液、固各相的慣性不同，此時流體的動量突然發生 變化，于是在折流板5處產生氣體和液體以及固體的初始預分離。水合物漿中的游離態氣 體向著液體流動的反方向流動，氣流中還未被分離出來的小液滴在重力下被分離出來而沉 降到氣液界面上，而一些直徑非常小，在重力沉降過程中難以分離的液滴，則被絲網除霧器 6進一步分離，過濾后的氣體聚集到集氣腔7內；水合物漿中的大部分游離水在重力作用下 漏過篩板3沿引流板4匯集至集水腔8 ；固體水合物晶粒及部分游離水直接落到第二個篩 板上進行二次分離，以此類推，流過最后一個篩板，固體水合物落至水合物儲腔9。水合物儲 腔9設計成棱錐形以便于將固體水合物導出。水合物分離器具有冷卻和分離兩個功能。冷卻水腔15通過冷卻水進口 13、冷卻水 出口 14與外部恒溫水浴相連，其內部的冷卻水維持溫度(T3°C，使水合物漿液進一步生成 水合物；同時將生成的水合物、剩余的未反應的氣體、以及未反應的水進行連續分離。分離 出來的水合物由水合物出口 12導出，分離出來的氣體由分離器出口 10返回氣體循環回路， 分離出來的水由分離水出口 11返回液體循環回路。
權利要求
1.一種用于氣體水合物連續分離的裝置，由上箱體和下箱體組成，箱體之間由上法蘭 盤(20)和下法蘭盤(21)連接，其特征在于所述上箱體為集氣腔(7)，其上端設有分離氣 出口(10)、安全閥口(16)和壓力表口(17)，下部設有絲網除霧器(6);所述下箱體為長方體 形，其上部設有水合物漿進口(1 )，該水合物漿進口( 1)末端設有豎直方向的均流板(2)，該 均流板(2)底端纊20mm的距離設置篩板(3)，所述篩板(3)通過與引流板(4)交替連接組 成分離通道，篩板(3)所在平面與水平面成15 45度夾角；該分離通道與所述下箱體之間為 集水腔(8)，該集水腔(8)由內外壁構成，兩壁之間為冷卻水腔(15)，下部設有分離水出口 (11)；所述冷卻水腔(15)上部設有冷卻水出口(14)，下部設有冷卻水進口(13)；所述分離 通道的下端連接水合物儲腔(9 )，該水合物儲腔(9 )底端設有水合物出口。
2.根據權利要求1所述的用于氣體水合物連續分離的裝置，其特征在于所述篩板(3) 與引流板(4 )連接處設置有折流板(5 )，其所在平面與水平面成3(Γ45度夾角。
3.根據權利要求1或2所述的用于氣體水合物連續分離的裝置，其特征在于所述篩 板(3)為200^250目的不銹鋼網板。
4.根據權利要求1所述的用于氣體水合物連續分離的裝置，其特征在于所述均流板 (2)為一矩形孔板，板上均勻布置孔徑為IOmm的圓孔，板最底端為半圓孔。
5.根據權利要求1所述的用于氣體水合物連續分離的裝置，其特征在于所述分離氣 出口(10)、水合物出口(12)與集氣腔(7)、集水腔(8)和水合物儲腔(9)的中線在同一軸線 上。
6.根據權利要求1所述的用于氣體水合物連續分離的裝置，其特征在于所述水合物 漿進口(1)橫截面為圓形。
7.根據權利要求1所述的用于氣體水合物連續分離的裝置，其特征在于所述水合物 儲腔(9)為棱錐形。
8.根據權利要求1所述的用于氣體水合物連續分離的裝置，其特征在于所述集氣腔 (7)頂部為拱形。
全文摘要
本發明公開一種用于氣體水合物連續分離的裝置，該裝置由上箱體和下箱體組成，該上箱體為集氣腔(7)，其上端設有分離氣出口(10)、安全閥口(16)和壓力表口(17)，下部設有絲網除霧器(6)；該下箱體為長方體形，其上部設有水合物漿進口(1)，該水合物漿進口(1)末端設有豎直方向的均流板(2)，該均流板(2)底端設置篩板(3)，篩板(3)通過與引流板(4)交替連接組成分離通道；該分離通道與所述下箱體之間為集水腔(8)，下部設有分離水出口(11)；該分離通道的下端連接水合物儲腔(9)，該水合物儲腔(9)底端設有水合物出口。本發明的結構簡單、占地面積小，維護方便。
文檔編號B01D29/00GK102120104SQ20111000388
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月11日 優先權日2011年1月11日
發明者周詩崠, 李恩田, 武玉憲, 王樹立, 陳云 申請人:常州大學