[发明专利]一种液化天然气气液预混装置

说明书

技术领域

本发明属于液化天然气(LNG)处理技术领域，具体地说涉及一种液化天然气(LNG)气液预混装置。

背景技术

LNG蒸发气(BOG)采用再冷凝回收工艺时，再冷凝器是工艺系统中的主要设备，在整个接收站运行中起到承前启后的核心作用，其主要功能主要是为BOG与LNG提供足够的接触时间与空间促使BOG冷凝为LNG以及作为LNG高压泵的入口缓冲罐来保证高压泵的入口压力。

LNG再冷凝器属于塔器的一种，其核心的气液接触构件常采用填料层，常用的填料主要有随机堆放填料拉西环、鲍尔环以及规整填料等，BOG与LNG从填料层的上部进入填料层。BOG与LNG在填料层中的分布状况直接关系到填料层的冷凝效率。实践中发现各种传热传质装置塔器中的物料均布状态往往不尽人意。

LNG再冷凝器的物料均布传统做法为对LNG进行均布后LNG进入BOG气相空间，混合后进入填料层进行冷凝过程，但传统做法冷凝仍不够充分，气液混合也不够均匀。

发明内容

为了解决现技术存在的LNG与BOG混合不够均匀、冷凝效果欠佳的技术问题，本发明提供了一种液化天然气(LNG)气液预混装置。

本发明提供的液化天然气气液预混装置主要由带有封头的外筒体、喷射板和喷头组成；喷射板共设三层，自上而下平行设置，分别为第一喷射板、第二喷射板和第三喷射板，喷射板上设有喷头安装孔；封头下方、第一喷射板上方的外筒体内部空间为BOG缓冲空间，第一喷射板下方、第二喷射板上方之间的外筒体内部空间为上部气液混合空间，第二喷射板下方、第三喷射板上方之间的外筒体内部空间为下部气液混合空间；喷头安装于每层喷射板的喷头安装孔上，位于喷射板下方；BOG缓冲空间外筒体侧壁上设有BOG入口，上部气液混合空间外筒体侧壁上设有上部LNG入口，下部气液混合空间外筒体侧壁上设有下部LNG入口。

上部LNG入口和下部LNG入口作为来流LNG的入口，两个LNG入口相差180°圆周角位于外筒体侧壁上，LNG入口管的直径应控制LNG流速在0.5～1m/s的范围内。BOG入口位于BOG缓冲空间侧面上部，应控制进入BOG缓冲空间的BOG流速在2～4m/s的范围内。

BOG缓冲空间为顶部为穹顶的圆柱形空间，其高度为0.3～0.5倍的外筒体直径，以达到良好BOG的缓冲效果。上部气液混合空间为圆柱形空间，作为上部LNG与BOG的混合缓冲空间，其高度为0.1～0.3倍的外筒体直径。下部LNG缓冲空间为圆柱形空间，作为下部LNG与BOG的混合缓冲空间，其高度为0.1～0.3倍的外筒体直径。

第一喷射板、第二喷射板和第三喷射板结构相同，其上开设的喷头安装孔呈正三角形排列布满整个喷射板板面。喷射板之上喷头安装孔的开孔率应在65％以上，开孔个数不应小于50个。

喷头由其上部的圆柱形筒体和其下部的渐缩喷嘴组成，喷头的缩颈比应维持喷头的气液表观流速在5m/s以上，以形成良好的气液射流效果。

本发明的优点为对来流LNG与BOG进行了有效缓冲，采用多级射流、多次混合的形式进行LNG与BOG的预混均布，提高了冷凝效率，效果良好。

附图说明

图1为本发明气液预混装置的结构示意图；

图2为图1中喷射板的结构示意图；

图3为图1中喷头的结构示意图。

图中：1-外筒体，2-BOG入口，3-上部LNG入口，4-下部LNG入口，5-第一喷射板，6-第二喷射板，7-第三喷射板，8-喷头，9-BOG缓冲空间，10-上部气液混合空间，11-下部气液混合空间，12-喷头安装孔，13-圆柱形筒体，14-渐缩喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1～3，本发明的气液预混装置由带有封头的外筒体1、喷射板和喷头8组成；喷射板共设三层，自上而下平行设置，分别为第一喷射板5、第二喷射板6和第三喷射板7，喷射板上设有喷头安装孔12(见图2)；封头下方、第一喷射板5上方的外筒体内部空间为BOG缓冲空间9，第一喷射板5下方、第二喷射板6上方之间的外筒体内部空间为上部气液混合空间10，第二喷射板6下方、第三喷射板7上方之间的外筒体内部空间为下部气液混合空间11；喷头8安装于每层喷射板的喷头安装孔上，位于喷射板下方；BOG缓冲空间9外筒体侧壁上设有BOG入口2，上部气液混合空间10外筒体侧壁上设有上部LNG入口3，下部气液混合空间11外筒体侧壁上设有下部LNG入口4。

图3是喷头的结构示意图，喷头由其上部的圆柱形筒体13和其下部的渐缩喷嘴14组成。

本发明的工作过程为：首先BOG经BOG入口2进入BOG缓冲空间9后进行缓冲，缓冲之后的BOG经第一喷射板5上的喷头8均匀喷入上部气液混合空间10；LNG经上部LNG入口3进入上部气液混合空间10，射流进入上部气液混合空间10的BOG与LNG在上部气液混合空间10冲击混合后经第二喷射板6上的喷头8向下喷入下部气液混合空间11；自下部LNG入口4进入下部气液混合空间11的LNG与自第二喷射板6来的气液混合物在下部气液混合空间11再次混合后经第三喷射板7上的喷头8均匀喷射在预混装置下方的填料层上。