[发明专利]气相-非气相分离器和分离方法

说明书

本发明提供了一种气相‑非气相分离器和分离方法，所述分离器包括外壳、导流筒、弧形分流器、进料分布器、多根平行水平设置的角钢以及叶片式分离元件。本发明的分离器和方法能够实现极为高效的气相‑非气相物料分离，同时有效地实现了防堵塞、低压降、和高通量等优点。

技术领域

本发明属于机械设备领域，具体涉及一种用于对同时包含气相和非气相物料的混合物进行相分离的分离器和分离方法。通过特别的分离结构设计，本发明能够实现极为高效的气相-非气相物料分离，同时有效地实现了防堵塞、低压降、和高通量等优点。

背景技术

我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”。石油资源的短缺促使煤制油成为我国能源战略的一个重要趋势。煤制油是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术。

例如费托合成单元是以合成气(CO和H₂的混合物)为原料合成以石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程，是煤制油技术的一个重要环节。而循环换热分离器是费托合成单元的核心设备之一，确保循环换热分离器高效稳定运行至关重要。循环换热分离器为立式设备，上端部分为换热系统，下端部分为分离系统，换热、分离两个系统在同一个压力容器壳体内。循环换热分离器高效稳定运行包括换热系统有效换热，分离系统有效分离、限制压降等要求。

现有的循环换热分离器分离系统主要由高效TP板分离元件构成。但是现有的循环换热分离器分离系统存在以下问题：

(1)循环换热分离器分离系统阻塞。因分离系统没有介质均布—粗分离—精分离流程，导致固相介质滞留阻塞高效TP板分离元件；

(2)循环换热分离器压降偏大。因高效TP板分离元件阻塞，导致分离系统压降偏大；

(3)循环换热分离器分离效率降低。因高效TP板分离元件阻塞，分离元件有效面积减少，导致分离效率降低。

(4)循环换热分离器换热效率降低。循环换热分离器分离系统阻塞，导致介质流通不畅，影响换热效率。

为了解决上述问题，本申请的发明人进行了大量的研究，发现通过对分离器的结构进行特别的设计，显著地改善气相物质与液相物质和固相物质的分离，并且有效地克服了现有技术的上述缺陷。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供了一种气相-非气相分离器，所述分离器包括：

外壳(1)，所述外壳(1)具有位于其顶面中心的入口，位于其侧面上部的气相物料出口(9)，以及位于其底面中心的非气相物料出口(10)；

在所述外壳内部沿中心轴纵向设置的导流筒(2)，所述导流筒的顶部与所述入口相连，所述导流筒的底部设置有弧形分流器(4)，经由所述弧形分流器(4)与在水平面上径向设置的进料分布器(5)相连；

在所述外壳(1)内部的空间内，在所述进料分布器(5)上方有多根平行水平设置的角钢(7)；

在所述外壳(1)内部的空间内，在所述多根平行水平设置的角钢(7)上方设置有多片叶片式分离元件(8)。

根据本发明第一个方面的一个实施方式，所述导流筒(2)水平横截面的面积与所述入口水平横截面的面积之比为0.9至1.1。

根据本发明第一个方面的另一个实施方式，所述导流筒的底部设置有三个至十二个弧形分流器(4)，每个弧形分流器(4)的入口段沿纵向与导流筒(2)下部的一个开孔相连，弧形段发生从纵向到水平向的转变，出口段在水平面上与一个径向设置的进料分布器(5)相连。根据本发明第一个方面的另一个实施方式，导流筒(2)下部的一个开孔的面积为所述导流筒(2)水平横截面面积的0.001至0.6倍。根据本发明第一个方面的另一个实施方式，每个弧形段的截面直径为导流筒(2)水平横截面直径的0.01-0.6倍。