一種液體閃蒸分配器的制造方法
【專利摘要】一種液體閃蒸分配器，如附圖所示，它由內置進料管配合口（1）、氣液分配管（2）和緩沖室（3）組成，內置進料管配合口（1）是開在液體閃蒸分配器中心底部的一個圓孔，用以內置進液管（13）和液體閃蒸分配器榫接相連，氣液分配管（2）是一個水平管槽，矩形氣液導流槽（8）內部有多塊氣液導流板（9），管槽兩端設有端板（7）密封，管兩端被緊固在塔壁兩側的支座上；下部開有導流口，兩相鄰導流口之間由氣液導流板（9）分隔，緩沖室（3）是一個在氣液分配管中部正對內置進液管的穹形空間。本發明的液體閃蒸分配器，可有效的降低液體對塔內件的沖擊，強化閃蒸效果并提高液體分布均勻。
【專利說明】一種液體閃蒸分配器
發明領域
[0001]本發明涉及塔器分離內件，具體地說，它是一種液體閃蒸分配器。
【背景技術】
[0002]工業上常采用加壓吸收的方式去除氣體中的某一種或多種組分，再將吸收后產生的富液減壓再生脫除吸收的氣體，以使吸收液再生為貧液循環利用。在吸收富液再生過程中，富液進入再生塔時壓力從1.0-2.5MPa降為0.1-0.15MPa，這時會閃蒸出大量水蒸氣和已吸收的氣體，從而形成高能聚集的氣液混合流(由壓力能轉變為動能)，若這種高能聚集的氣液混合流在塔內不能得到很好的分配，其所含的能量將會對再生塔設備特別是內部構件造成巨大沖擊，以致破壞。為此，專利CN1273875A提出了一種變壓閃蒸器，可有效避免高能氣液混合流體對塔設備和塔內部構件的沖擊破壞。但是，CN1273875A只適合于吸收液由塔頂外側進入塔內閃蒸器的情況，并未涉及吸收液由塔內中心管自下而上進入塔頂閃蒸器的情況。而由于工藝的需要，工程上經常會遇到將液體或氣體管道置于塔內的情況(以下將這種內置的氣液管道簡稱為“內置管”)，因此必須設計出符合此類情況的液體閃蒸分配器。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本發明提出一種液體閃蒸分配器。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005]一種液體閃蒸分配器，如附圖所示，它由內置進料管配合口(I)、氣液分配管(2)和緩沖室(3)組成，內置進料管配合口(I)是開在液體閃蒸分配器中心底部的一個圓孔，用以將塔外進入塔內自下而上伸至塔頂的內置管(13)和液體閃蒸分配器相連，并采用榫接方式，氣液分配管(2)是一個水平安裝的管槽，它由一段直管(6)和一個矩形氣液導流槽(8)組成，矩形氣液導流槽(8)內部安裝有多塊氣液導流板(9)，管槽兩端設有端板(7)密封，管兩端被緊固在塔壁兩側的支座上；直管(6)兩側上部開有排氣孔，下部開有導流口，兩相鄰導流口之間由氣液導流板(9)分隔，緩沖室(3)是一個在氣液分配管中部上方設置的穹形空間，正對內置管，其結構是為在氣液分配管正中上方焊接一段帶有防沖板的圓弧形頂板，簡稱為穹頂(4)，其目的是減小內置管自下而上的高速氣液流體的沖擊，并使其在此改變流向。
[0006]上述的液體閃蒸分配器，考慮到工程上的熱膨脹因素，所述的內置管(13)上端與氣液分配管(2)的連接不宜采用焊接、法蘭連接或鉚接等剛性連接方式，以榫接為佳，即內置管(13)通過內置進料管配合口(I)插入液體閃蒸分配器(4-2)，如附圖2所示，榫接時，內置管(13)伸入氣液分配管(2)內的長度一般不得大于100mm，以免影響氣液兩相在氣液分配管內的分配。此外，為了保證伸入氣液分配管的內置管在操作溫度變化時具有自我調節的功能，內置管(13)的外徑必須比內置進料管配合口(I)的直徑尺寸小2-10mm，最好為4mm ο
[0007]上述的液體閃蒸分配器，所述的氣液分配管的直徑應略大于內置管的直徑，其比例關系為:
[0008]氣液分配管(2)的直徑/內置管(13)的直徑=1-1.5，最好為1.2。
[0009]上述的液體閃蒸分配器，所述的氣液分配管(2)兩端上部對稱開有多個排氣孔，形狀可以為矩形孔也可為圓孔，排氣孔的直徑一般為10-30_。
[0010]上述的液體閃蒸分配器，所述的氣液分配管(2)兩側下部沿水平中心面對稱開孔并焊接一個矩形氣液導流槽(8)，矩形氣液導流槽(8)總水平截面積應盡可能大，以盡可能使氣液兩相在此由于壓力變化而急劇閃蒸以及氣體從液相中閃蒸造成的高速流動的動能得到迅速釋放，矩形氣液導流槽(8)上安裝有氣液導流板(9)，其形狀為流線型或圓弧形，以降低流體阻力，其數量為4-16，偶數，左右對稱布置，依據塔器的直徑不同其數量可增減，一般地，直徑為6000_的塔器，導流板數為6-8塊。每一塊導流板的形狀都有變化，距離中心線越遠的導流板，其圓弧尺寸和整個導流板的尺寸越大，見附圖1。其目的是使氣液兩相從內置管(13)進入液體閃蒸分配器下部的矩形氣液導流槽(8)后通過導流板得到均分，從而使流體在下降時能沿氣液分配管(2)管長方向(即塔直徑方向)均布，同時流動阻力最小，由于矩形氣液導流槽(8)開口下方是液體面分布器的的主槽，所以下降的液體將進入下方的液體面分布器進一步在塔截面上均勻分布，并進入更下方的填料層進行傳質和換熱。
[0011]上述的液體閃蒸分配器，所述的氣液導流板(9)的兩側與液體閃蒸分配器的壁面牢固焊接，且每塊氣液導流板背部均焊有1-3塊筋板(9-1)，以防沖刷損壞。
[0012]上述的液體閃蒸分配器，所述的緩沖室的作用是緩沖從內置進液管(13)上升的氣液兩相混合流體的動能并使混合流體在此處改變流向，為此，緩沖室的穹頂(4) 一般設計成圓弧型或球形，其圓弧或球形直徑一般為1.5-2倍內置管直徑，與氣液分配管(2)焊接的圓弧長度一般取1/3-1 /2圓弧，最好為40%圓弧。舉例來說，若進料管直徑為D1，并采用緩沖室圓的直徑為1.6倍于內置管直徑，則有，緩沖室圓的直徑=LeD1，其圓弧總長為
3.14X1.6D10那么，與氣液分配管焊接的圓弧最佳長度=40%X 3.14X1.60^2.0096Dlo
[0013]上述的液體閃蒸分配器，為了防止從所述的內置進液管(13)上升的氣液兩相混合流體對緩沖室內壁的長期沖擊造成的磨損和破壞，在緩沖室的穹頂內側焊接9-21塊防沖板(5)，中心處焊接一塊豎直方向的防沖板，兩側對稱布置，如附圖4所示，其間距一般為200-300mm,防沖板的厚度一般為10_20mm，高度一般為50-100mm，其長度與穹頂圓弧的寬度相同或略短，每塊防沖板的安裝方向與塔的中心線成45-60°夾角，這樣既可以最大程度的抵抗沖擊，保護緩沖室穹頂不被損壞，又可以起到改變流向的作用。
[0014]采用本發明的液體閃蒸分配器時，內置管在距離矩形氣液導流槽(8)下方100-200mm處需裝有一擋液圈(IO，見附圖2 )，擋液圈(IO )為一四周向下傾斜的金屬環，其內徑與內置進液管(13)的外徑相匹配，其外徑大于內置管外徑50-200mm,厚度6_16mm,向下傾斜的角度為與塔中心線的夾角30-60°，可以是螺栓連接也可以是焊接。以防止進料口漏出的少量液體沿內置進液管(13)外壁流下，形成壁流降低填料的效率。
[0015]上述的液體閃蒸分配器，其材質可采用碳鋼或合金鋼等材料。
[0016]本發明的液體閃蒸分配器是這樣運行的:
[0017]吸收富液從內置管進入液體閃蒸分配器，減壓閃蒸并釋放能量，形成氣液混合物從液體閃蒸分配器與下方液體面分布器組成的空間釋放出，其中的氣相上升至塔頂經管道排出，而液體則依次進入下方的液體面分布器和填料繼續傳質和傳熱，使富液得到徹底再生。
[0018]本發明的優點在于:(1)富液在液體閃蒸分配器內閃蒸，獨有的穹頂緩沖結構能最大限度地降低高能氣液混合流體的沖擊損壞；(2)內置管與分配器的榫接方式避免了溫度膨脹引起的二次應力；(3)穹頂及防沖板在降低沖擊的同時，兼起到很好的導流作用；
(4)矩形氣液導流槽內的導流板能起到均分氣液流體的作用，使氣液流在矩形氣液導流槽出口時分配均勻，阻力最小，對下方構件造成的沖擊破壞影響最小，從而大幅提高設備的壽命O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為液體閃蒸分配器示意圖，圖1a為主視圖；圖1b為左視圖。其中:1為內置進料管配合口，2為氣液分配管，3為緩沖室，4為穹頂，5為防沖板，7為端板，8為矩形氣液導流槽，9為氣液導流板。
[0020]圖2為內置管與液體閃蒸分配器在塔內的安裝示意圖，6為內置進液管(簡稱內置管)，8為矩形氣液導流槽，10為擋液圈，I為內置進料管配合口，11為除沫器，12為閃蒸塔塔殼。
[0021]圖3為氣液導流板及其筋板示意圖，9為氣液導流板，9-1 一筋板。
[0022]圖4為緩沖室圖示意，5為防沖板，4為穹頂。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:液體輸送管和加熱裝置內置的CO2吸收富液再生塔，閃蒸段直徑8000mm, CO2吸收富液進料量3050m3/h，進料壓力0.8MPa，溫度115°C，內置進液管13直徑800_，塔頂操作壓力0.1MPa0采用本發明的液體閃蒸分配器，它有一個水平方向的氣液分配管2，氣液分配管2為一直徑為1000_的圓管，兩端有端板7，它的長度與閃蒸塔的直徑相匹配，被固定在閃蒸塔壁兩側的支座上，在它長度中點的底部有一圓孔形的內置進液管配合口 1，內置進液管13通過內置進液管配合口 I伸入氣液分配管2內50mm,內置進液管13與內置進液管配合口 I榫接，正對內置進液管13的上方,在氣液分配管2上管壁上有一矩形孔，矩形孔的寬度與氣液分配管2的直徑相匹配，在矩形孔兩短邊上密封焊接有一塊長度方向為拱形的鋼板，構成穹頂4，穹頂4圓弧直徑為1400mm，圓弧長度1720mm，矩形孔兩長邊上分別密封焊有平板，與穹頂4構成緩沖室3，緩沖室3內有7塊防沖板5，防沖板5長990mm，高70mm，與塔中心線夾角45°，緩沖室3是為了減小內置進液管13自下而上的高速氣液流體的沖擊，并使其在此改變流向，氣液分配管2頂部開有4個Φ20的圓形排氣孔。在氣液分配管2下管壁上，距離內置進液管配合口 I邊緣50mm處，左右對稱分別有一個矩形孔，每個矩形孔的長度為3200_，矩形孔的寬度與氣液分配管2的直徑相匹配，矩形孔的四個邊上焊有垂直向下的平板構成氣液導流槽8，氣液導流槽8的高度為800mm，氣液導流槽8在長度方向上對稱固定有8塊與中心截面成30°角度的氣液導流板9，氣液導流板9將氣液流導向兩側，每個氣液導流板9上有兩塊筋板9-1，以加強氣液導流板的強度。內置管的擋液圈10距離矩形氣液導流槽底部100mm,最大外徑為920mm,與塔中心線夾角45°。
[0024]采用本發明的液體閃蒸分配器后，CO2脫除率提高20%以上，塔頂幾乎無液沫夾帶情況。[0025]實施例2:液體輸送管和加熱裝置內置的H2S吸收富液再生塔，閃蒸段直徑12000mm, H2S吸收富液進料量5794m3/h，進料壓力1.8MPa，溫度90°C，內置進液管13直徑1200_，塔頂操作壓力0.12MPa。采用本發明的液體閃蒸分配器，其結構似實施例1，氣液分配管直徑1400mm，兩側矩形氣液導流槽長4700mm，裝有10塊氣液導流板，每塊氣液導流板均焊有2塊筋板，氣液分配管頂部開有4個Φ20的圓形排氣孔。穹頂采用圓弧板，圓弧直徑為2000mm,圓弧長度2810mm,防沖板長1190mm,高70mm,與塔中心線夾角50°。內置管的擋液圈距離矩形氣液導流槽底部120mm,最大外徑為1320mm,與塔中心線夾角45°。
[0026]采用本發明的液體閃蒸分配器后，貧液出口 H2S含量降低25%。塔頂幾乎無液沫夾帶情況。
[0027]實施例3:液體輸送管和加熱裝置內置的CO2吸收富液再生塔，閃蒸段直徑18000mm,CO2吸收富液進料量15438m3/h，進料壓力0.75MPa，溫度112°C，內置進液管13直徑1800mm，塔頂操作壓力0.09MPao采用本發明的液體閃蒸分配器，其結構似實施例1，氣液分配管直徑2200mm，兩側矩形氣液導流槽長7200mm，裝有14塊氣液導流板，每塊氣液導流板均焊有3塊筋板，氣液分配管頂部開有4個Φ30的圓形排氣孔。穹頂采用圓弧板，圓弧直徑為3000mm，圓弧長度3880mm，防沖板長1600mm，高90mm，與塔中心線夾角45°。內置管的擋液圈距離矩形氣液導流槽底部150mm,最大外徑為1960mm,與塔中心線夾角30°。
[0028]采用本發明的液體閃蒸分配器后，貧液出口 CO2含量降低18%，塔頂幾乎無液沫夾帶情況。
【權利要求】
1.一種液體閃蒸分配器，其特征是:它由內置進料管配合口(I)、氣液分配管(2)和緩沖室(3)組成，內置進料管配合口(I)是開在液體閃蒸分配器中心底部的一個圓孔，用以將塔外進入塔內自下而上伸至塔頂的內置管(13)和液體閃蒸分配器相連，并采用榫接方式，氣液分配管(2)是一個水平安裝的管槽，它由一段直管(6)和一個矩形氣液導流槽(8)組成，矩形氣液導流槽(8)內部安裝有多塊氣液導流板(9)，管槽兩端設有端板(7)密封，管兩端被緊固在塔壁兩側的支座上；直管(6)兩側上部開有排氣孔，下部開有導流口，兩相鄰導流口之間由氣液導流板(9)分隔，緩沖室(3)是一個在氣液分配管中部上方設置的穹形空間，正對內置管，其結構是為在氣液分配管正中上方焊接一段帶有防沖板的圓弧形頂板，簡稱為穹頂(4)，其目的是減小內置管自下而上的高速氣液流體的沖擊，并使其在此改變流向。
2.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:所述的內置進液管(13)伸入氣液分配管(2)內的長度不得大于100mm，以免影響氣液兩相在氣液分配管內的分配，內置進液管(13)的外徑必須比內置進料管配合口(I)的直徑尺寸小2-10mm。
3.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:所述的氣液分配管2的直徑與內置進液管13的直徑的比例關系為: 氣液分配管(2)的直徑/內置管(13)的直徑=1-1.5。
4.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:所述的氣液分配管(2)兩端上部對稱開有多個排氣孔，形狀為矩形孔或圓孔，排氣孔的直徑一般為10-30mm。
5.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:所述的氣液分配管(2)兩側下部沿水平中心面對稱開孔并焊接一個矩形氣液導流槽(8)，矩形氣液導流槽(8)總水平截面積應盡可能大，以盡可能使氣液兩相在此由于壓力變化而急劇閃蒸以及氣體從液相中閃蒸造成的高速流動的動能得到迅速釋放，矩形氣液導流槽(8)上安裝有氣液導流板(9)，其形狀為流線型或圓弧形，以降低流體阻力，其數量為4-16，偶數，左右對稱布置，依據塔器的直徑不同其數量可增減，每一塊導流板的形狀都有變化，距離中心線越遠的導流板，其圓弧尺寸和整個導流板的尺寸越大，氣液導流板(9)的兩側與液體閃蒸分配器的壁面牢固焊接，且每塊氣液導流板背部均焊有1-3塊筋板(9-1)，以防沖刷損壞。
6.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:所述的緩沖室的穹頂(4)設計成圓弧型或球形，其圓弧或球形直徑為1.5-2倍內置進液管(13)直徑，與氣液分配管(2)焊接的圓弧長度取1/3-1/2圓弧。
7.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:在所述的緩沖室(3)的穹頂(4)內側焊接9-21塊防沖板(5)，中心處焊接一塊豎直方向的防沖板，兩側對稱布置，其間距為200-300mm,防沖板的厚度為10_20mm，高度為50-100mm，其長度與穹頂圓弧的寬度相同或略短，每塊防沖板的安裝方向與塔的中心線成45-60°夾角。
8.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:所述的內置進液管(13)在距離矩形氣液導流槽(8)下方100-200mm處裝有一擋液圈(10),擋液圈(10)為一四周向下傾斜的金屬環，其內徑與內置進液管(13)的外徑相匹配，其外徑大于內置管外徑50-200mm，厚度6-16mm,向下傾斜的角度為與塔中心線的夾角30-60°。
9.根據權利要求1所述的液體閃蒸分配器，其特征是:其材質是碳鋼或合金鋼材料。
【文檔編號】B01D3/06GK103785188SQ201410045578
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月8日 優先權日:2014年2月8日
【發明者】羅華勛, 孟為民, 張鋒, 張志炳 申請人:南京華基塔業有限公司