[发明专利]一种套管列管式气液分离沼气冷凝器

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷凝器，尤其指一种套管列管式气液分离沼气冷凝器。

背景技术

目前，沼气冷凝液化设备，一般采用现今常用的列管式冷凝设备。传统的列管式冷凝器，不论采用哪种形式的列管，都是靠冷媒在管外对流换热使管内蒸汽冷凝。蒸汽在冷凝过程中，依靠冷凝的液体自重下沉，为蒸汽在换热接触面上腾出位置，达到蒸汽继续冷凝，从而实现蒸汽不断冷凝的效果。但在蒸汽冷凝过程中，随着冷凝液不断增多，冷凝液膜增厚，换热面上会形成气液两相交换混合的带，在一定程度上阻止换热，使换热效果急剧下降。于是，在工艺上常常采取加大设备，增加换热面积，或者采取多级蒸汽冷凝技术，中间自动气液分离技术，集中聚集冷凝过冷技术方案，消除两相流。或者利用短管换热，减小管程，避免过长管程产生冷凝液结膜，提高传热系数，增强冷凝效果。这些方案都是尽可能包装纯蒸汽与换热面接触，消除两相流产生。采用这些方案虽然达到了预期效果，但同时也产生设备过大或者结构复杂等负面影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种套管列管式气液分离沼气冷凝器，换热效率高，设备体积小。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种套管列管式气液分离沼气冷凝器，包括上下依次可拆卸连接的冷却仓1、分气仓2、积液仓3，所述冷却仓1设置冷媒出、入口，所述冷却仓1内竖直设置数根外套管21，所述外套管21顶部密封，底部开口通过冷却仓1底部对应设置的通孔与下层联通，所述分气仓2顶部设置与各外套管21对应套接的数根内套管22，所述内套管22套设于外套管21内且所述内套管22顶部敞口与外套管21密封的顶部相间隔，所述外套管21内壁与内套管22外壁之间留有间隙，所述分气仓2包括与冷却仓1底部之间间隔形成流液仓8，及位于流液仓8下层的进气仓9，所述内套管22底部开口穿过流液仓8与所述进气仓9联通，所述进气仓9具有进气口；所述进气仓9下层为积液仓3；还包括竖直穿过所述进气仓9将流液仓8与积液仓3连通的流液管43。

优选的，所述冷却仓1为圆柱形罐体，所述冷却仓1上部具有半球形封头11，所述半球形封头11顶端竖直设置冷媒出口14,所述冷却仓1的罐体底部可拆卸的连接底部法兰盘12，所述底部法兰盘12上阵列的设置数个竖直通孔13，所述冷却仓1内部对应各竖直通孔13的位置竖直设置数根外套管21，所述外套管21顶部密封，下端出口与底部法兰盘12焊接且通过所述竖直通孔13与所述流液仓8联通，所述冷却仓1底部侧壁水平设置冷媒进口15。

优选的，所述分气仓2包括由上盖板41、下盖板42及侧壁围成的进气仓9，各所述内套管22底部开口通过所述上盖板41上对应设置的通孔与进气仓9联通，所述进气仓9的侧壁设置进气口5，所述上盖板41与冷却仓1底部之间通过上法兰盘44连接，使所述上盖板41与冷却仓1底部之间形成流液仓8，所述流液管43穿过所述上盖板41、下盖板42将所述流液仓8与积液仓3联通。

优选的，所述内套管22外壁与外套管21内壁之间距离为3-5mm。

优选的，所述进气仓9的侧壁对称设置至少两个水平方向的进气口5。

优选的，所述流液管43阵列的设置多根。

优选的，所述分气仓2与积液仓3之间通过固定在进气仓9的下盖板42底部的下法兰盘45可拆卸连接。

优选的，所述积液仓3为半球形罐体，所述积液仓3设置有回气口31，所述回气口31水平设置积液仓3上部侧面，所述回气口31通过管路与分气仓2的进气口5相连通，所述积液仓3底部还设置有流液口32。

优选的，还包括有储液罐10，所述储液罐10包括罐体，所述罐体顶部两侧设置第一进液口101、第二进液口102，所述罐体底部设置排液口103，所述第二进液口102连接一漏液阻气管104，所述漏液阻气管104由三通105、弯管106和法兰盘107组成，所述三通105上端口与积液仓3底部流液口32连接，所述三通105下端口与所述第一进液口101之间通过球阀连接，所述三通105中端口与所述弯管106连接；所述弯管106出口设置法兰盘107。

本发明的有益效果在于：本发明提供的套管列管式气液分离沼气冷凝器与现今常见传统列管式气液分离冷凝器相比，不仅利用了液化后液体自重下沉的原理，还利用了内外套管之间的间隙内流动气体的推进作用，及时清除液化面的气液混合层，提高了列管换热效率；本发明的冷凝器的内套管、套外管互通，结构简单，紧凑，空间利用率较高，有利于制冷设备的小型化；各个组成部分为积木式组合，可以随时随地拆分，组装，有利于设备检查和维修。