[实用新型]外冷器旋风式气液分离器

说明书

本实用新型涉及一种化工机械，特别适用于联碱车间氯化铵结晶工段，液氨直接冷却工艺的气液分离。

在联碱生产过程中，氯化铵是通过对母液冷却、结晶、分离而获得的，冷却过程在外冷器内完成的，母液在列管管内，液氨在列管管间蒸发成气氨，蒸发过程为吸热过程，可将母液冷却。气氨由外冷器上部，经气液分离器，回冰机房再变成液氨循环使用。

目前，广泛使用的气液分离器结构简单，气液分离能力差，因气氨中夹带的液氨分离不下来而被带入冰机去的事故常有发生，容易损坏气缸。为了避免带液事故，通常将外冷器的液氨的液位控制在较低位置，即半液位操作法。由于外冷器的上部列管是在气氨中，因为气氨热容仅为液氨气化潜热的1－2％，所以，上部的列管没有发挥换热效果，造成投资费用的增加和降温效果的不良。

《纯碱工业》1990年第3期陆善鸣〈外冷器设计探讨〉，1991年第2期赵国龙〈也谈外冷器的满液位操作法〉只提及外冷器的满液位问题，1990年第4期周光耀〈冷析结晶系统设计及操作中若干问题的讨论〉第4    节中提及外冷器满液位法用自然循环卧式分离器，但未谈具体构思和明确的结构。

本实用新型的目的和任务是设计新的气液分离器，达到有效分离气液氨，不让气氨带液。从而可将外冷器液氨的液位由半液位提高到满液位，这样，整个外冷的换热面积均可充分发挥效果，有效面积提高了约40％。并且，因为降温均匀，所以还可以减缓列管管壁上的氯化铵结疤。从而延长外冷器作业周期。

本设计的具体技术方案和做法是分离器内部设置旋风分离圆筒、波纹板除沫器和丝网均气板。还设置折流板和防涡流格栅。

下面结合附图、实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1.外冷器和旋风式气液分离器示意图

图2.是旋风式气液分离器结构示意图

图3.是图（2）的A－A剖视图

图4.是旋风分离圆筒主、俯视示意图

本实施例为卧式气液分离器，置于外冷器的上方，分离器上部中间为出气口（2），下部中间为出液口（9），侧面有两个气液氨混合物进口，上部还有压力表、带液报警、安全伐等装置的接口。

采用本设计的分离器后，外冷器的液位由原先的半液位改成满液位，分离器的液位控制在容器高度的1／3到1／2水平上。由液位调节系统控制液位高度。

液氨加入管（1）位于分离器内的中下部，处于液位面上下，管长与分离器直段大致相同，头部封闭，两侧等距离开孔，以利于液氨均匀地加入，考虑到新加入的液氨通常比外冷器的液氨温度高出约30℃。本设计将加液氨的位置移到分离器，液氨加入分离器后可让其先减压蒸发降温，再沿下降管（15）进入外冷器下部，这种加入方法比直接加入外冷器下部效果好。

在分离器液位附近设计两个旋风式分离圆筒（12），当外冷器上部流出的气液氨的混合物，经上升管（14）和分离圆筒缩径入口（10）。沿圆筒的切线方向进入筒体（12），进行旋风分离，液氨比气氨密度高，气液在作圆周运动时，液氨的离心力比气氨大得多，这样，液氨紧贴筒壁下降，气体在筒体中心上升。气氨上升时，还要经过波纹板（4）内的间隙，曲折上升，这样，夹带在气氨中少量液氨雾沫被波纹板吸附，这部分液氨因重力向下流入分离器。气氨最后经均气板（3）气氨出口（2）去冰机房。均气板按装于气氨出口处，它是一块长方形铁板，在近出口处不开孔，其余部分均匀开孔，可以避免在气氨出口气速过高，以确保分离器整个液面上部气体上升速度均匀（过高气速易将雾沫随气氨带出，影响气液分离效果），为了将气氨中的雾沫夹带量小于1％，在均气板下部加一层100mm不锈钢丝网。旋风分离筒体（12）的下部为导向器（13），其作用是使得流出筒体液体旋转进入分离器，减少气泡夹带。分离器下部有两块折流挡板（6），延长液氨去出液口（9）的路径，增加液氨有效停留时间，有利于液氨中少量气泡的排出。出液口（9）上部有防涡流格栅（8），可以有效地破除出口处液氨形成旋涡，因为，旋涡易将气氨带出，从而使较纯的液氨往下降管（15）进入外冷器。

为了降低出口液氨的流速，宜选用口径比较粗的出口管道，在配下降管时，再用异径管与外冷器下部接口相连。

本实用新型广泛用于液氨直冷式外冷器的气液分离主要优点：

①气液分离效果好。气氨经旋风分离、波纹板、丝网均气板后，使进入冰机的气氨夹带雾沫少。

②外冷器上下部分温差小。液氨可以在外冷器内上升，到分离器后，由分离器液氨出口下降，形成自然循环。可使外冷器内各点温度均匀。