CN208151316U - 一体化冷却分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种一体化冷却分离器，包括分离器本体、煤气进口管、循环液喷管、旋流板除雾器及底座；分离器本体由锥形封头、圆筒和椭圆形封头组成，锥形封头的顶部设煤气出口，煤气进口管由水平管段、90°弯头及竖直管段组成，循环液喷管伸入煤气进口管的竖直管段中，其喷嘴的喷液方向竖直向上；煤气进口管的竖直管段与圆筒侧壁之间设旋流板除雾器。本实用新型在同一装置内集冷却、洗涤、分离工艺于一体，采用粗煤气与循环液逆向撞击的方式，对粗煤气进行冷却和洗涤，扩大循环液与粗煤气的接触面积；利用离心力及气液比重不同的原理，改善气液分离方式，以提高冷却、洗涤、分离效率，达到降低成本的目的。

Description

一体化冷却分离器

技术领域

本实用新型涉及煤高温气化技术领域，尤其涉及一种用于高温煤气的一体化冷却分离器。

背景技术

在煤炭加压气化工艺流程中，煤气化生产的粗煤气温度很高，目前常规采用的冷却分离方法如下：先在洗涤冷却器中用循环液喷洒冷却粗煤气，清洗夹带的煤粉和杂质。从洗涤冷却器来的、携带大量循环液的粗煤气进入废热锅炉入口管，在下室内油气分开，粗煤气进入换热管，与管外的水进行换热冷凝。下室是倒锥体，用于粗分离循环液与焦油。上述冷却分离方法中，采用循环液喷淋粗煤气的降温方式，但是实际应用过程中发现，由于常规洗涤冷却器中气液接触不充分，降温洗涤效率较低；废热锅炉下室只能实现初步的气液分离，其分离效率也较低；致使粗煤气中夹带的循环液及焦油附着在换热管内壁，大幅降低传热系数，使所需的换热面积大大增加。上述工作流程的冷却、洗涤、冷凝、分离效率严重影响生产成本，不利于煤化工厂的长久经营。

发明内容

本实用新型提供了一种一体化冷却分离器，在同一装置内集冷却、洗涤、分离工艺于一体，采用粗煤气与循环液逆向撞击的方式，对粗煤气进行冷却和洗涤，扩大循环液与粗煤气的接触面积；利用离心力及气液比重不同的原理，改善气液分离方式，以提高冷却、洗涤、分离效率，达到降低成本的目的。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一体化冷却分离器，包括分离器本体、煤气进口管、循环液喷管、旋流板除雾器及底座；所述分离器本体设置在底座上，分离器本体自上至下由锥形封头、圆筒和椭圆形封头依次连接组成，锥形封头的顶部设煤气出口，椭圆形封头及圆筒的下部存有设定高度的循环液，循环液液面下方的圆筒侧壁开设循环液出口，椭圆形封头的底部设焦油渣排出口；煤气进口管由依次连接的水平管段、90°弯头及竖直管段组成，其中竖直管段位于分离器本体的中心，其底部的煤气混合物出口位于循环液液面上方，水平管段自锥形封头上部伸出；循环液喷管的一端通过循环液管道连接循环液出口，另一端自分离器本体外伸入煤气进口管的竖直管段中，其喷嘴的喷液方向竖直向上；煤气进口管的竖直管段与圆筒侧壁之间设旋流板除雾器。

所述循环液喷管由依次连接的水平喷管、弯头及喷嘴组成，水平喷管靠近锥形封头的底部设置。

所述锥形封头、圆筒、煤气进口管的竖直管段及喷嘴的中心线同轴设置。

所述旋流板除雾器靠近煤气进口管的煤气混合物出口设置，旋流板除雾器的气体出口朝向上方。

所述旋流板除雾器通过定位板固定在圆筒中，旋流板除雾器的外壁与圆筒内壁之间留有环形缝隙。

所述循环液管道上设循环液泵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)循环液通过喷嘴喷出，在煤气进口管竖直管段与粗煤气逆流接触，发生对撞冲击，形成高速湍动的混合区，从而扩大气液接触面积，增强冷却洗涤效果，提高净化效率；

2)采用逆向撞击的洗涤冷却方式可大幅度降低煤气出口温度，将煤气冷却至绝热饱和温度附近，为后续煤气冷凝工序降低负担；

3)循环液喷管的喷嘴采用大孔喷嘴，循环液无需雾化，通过大颗粒液滴与煤气传质传热，降低喷嘴动力消耗；

4)旋流板除雾器与圆筒内壁之间留有空隙，使分离出的液体顺器壁下流至底部循环液层中静置分离；

5)旋流板除雾器采用入口在下、出口在上的设置方式，有助于气液分离，液体由重力作用向下运动，提高分离效率；

6)上部的锥形封头能够使分离后的粗煤气加速运动，随着粗煤气上升运动，液体因重力作用速度落后，之后煤气撞击在锥形封头的内壁上，更有助于气体与液体的进一步分离；

7)采用一体化装置，结构简单紧凑，优化了冷却洗涤分离工艺，提高了处理效率，减少了设备成本。

附图说明

图1是本实用新型所述一体化冷却分离器的结构示意图。

图中：1.锥形封头 2.水平管段 3. 90°弯头 4.竖直管段 5.循环液喷管 6.圆筒 7.定位板 8.旋流板除雾器 9.循环液出口 10.椭圆形封头 11.焦油渣排出口12.底座 13.循环液液层 14.煤气混合物出口 15.煤气出口

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述一体化冷却分离器，包括分离器本体、煤气进口管、循环液喷管5、旋流板除雾器8及底座12；所述分离器本体设置在底座12上，分离器本体自上至下由锥形封头1、圆筒6和椭圆形封头10依次连接组成，锥形封头1的顶部设煤气出口15，椭圆形封头10及圆筒6的下部存有设定高度的循环液，循环液液面下方的圆筒6侧壁开设循环液出口9，椭圆形封头10的底部设焦油渣排出口11；煤气进口管由依次连接的水平管段2、90°弯头3及竖直管段4组成，其中竖直管段4位于分离器本体的中心，其底部的煤气混合物出口14位于循环液液面上方，水平管段2自锥形封头1上部伸出；循环液喷管5的一端通过循环液管道连接循环液出口9，另一端自分离器本体外伸入煤气进口管的竖直管段4中，其喷嘴的喷液方向竖直向上；煤气进口管的竖直管段4与圆筒6侧壁之间设旋流板除雾器8。

所述循环液喷管5由依次连接的水平喷管、弯头及喷嘴组成，水平喷管靠近锥形封头1的底部设置。

所述锥形封头1、圆筒6、煤气进口管的竖直管段4及喷嘴的中心线同轴设置。

所述旋流板除雾器8靠近煤气进口管的煤气混合物出口14设置，旋流板除雾器8的气体出口朝向上方。

所述旋流板除雾器8通过定位板7固定在圆筒6中，旋流板除雾器8的外壁与圆筒6内壁之间留有环形缝隙。

所述循环液管道上设循环液泵。

本实用新型所述的一体化冷却分离器的工作方法，包括：

1)煤气从煤气进口管的水平管段2进入后，在竖直管段4内与循环液喷管喷出的循环液逆向撞击，形成高速运动的湍动层，湍动层中流体不断更新，极大地扩展了气液接触面积，气液两相充分混合后急速传热传质，将煤气快速冷却，同时捕集煤气中夹带的焦油及固体杂质；

2)在煤气进口管内经过清洗冷却后的煤气混合物从竖直管段4底部的煤气混合物出口14流出，循环液、焦油及固体杂质直接落入下方的循环液液层13中；未被完全分离的煤气混合物向上穿过旋流板除雾器8，在旋流板除雾器8中，气流受螺旋叶片的导流作用产生强烈旋转，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下沿器壁下落到循环液液层13中；在循环液液层13中，循环液、焦油及固体杂质实现静置分离过程；分离出的焦油及固体杂质从焦油渣排出口11排出，液体液从循环液出口9引出进行循环喷射；

3)出旋流板除雾器8的煤气沿锥形封头1上升，随着锥形封头1横截面面积的缩小，气体流动速度加快，煤气与锥形封头1内壁碰撞过程中可进一步分离出所含的液体；最终，实现气液分离后的煤气从锥形封头1顶部的煤气出口15流出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一体化冷却分离器，其特征在于，包括分离器本体、煤气进口管、循环液喷管、旋流板除雾器及底座；所述分离器本体设置在底座上，分离器本体自上至下由锥形封头、圆筒和椭圆形封头依次连接组成，锥形封头的顶部设煤气出口，椭圆形封头及圆筒的下部存有设定高度的循环液，循环液液面下方的圆筒侧壁开设循环液出口，椭圆形封头的底部设焦油渣排出口；煤气进口管由依次连接的水平管段、90°弯头及竖直管段组成，其中竖直管段位于分离器本体的中心，其底部的煤气混合物出口位于循环液液面上方，水平管段自锥形封头上部伸出；循环液喷管的一端通过循环液管道连接循环液出口，另一端自分离器本体外伸入煤气进口管的竖直管段中，其喷嘴的喷液方向竖直向上；煤气进口管的竖直管段与圆筒侧壁之间设旋流板除雾器。

2.根据权利要求1所述的一体化冷却分离器，其特征在于，所述循环液喷管由依次连接的水平喷管、弯头及喷嘴组成，水平喷管靠近锥形封头的底部设置。

3.根据权利要求1所述的一体化冷却分离器，其特征在于，所述锥形封头、圆筒、煤气进口管的竖直管段及喷嘴的中心线同轴设置。

4.根据权利要求1所述的一体化冷却分离器，其特征在于，所述旋流板除雾器靠近煤气进口管的煤气混合物出口设置，旋流板除雾器的气体出口朝向上方。

5.根据权利要求1所述的一体化冷却分离器，其特征在于，所述旋流板除雾器通过定位板固定在圆筒中，旋流板除雾器的外壁与圆筒内壁之间留有环形缝隙。

6.根据权利要求1所述的一体化冷却分离器，其特征在于，所述循环液管道上设循环液泵。