一种用于页岩气液化的液化冷箱的制作方法

文档序号:15104635发布日期:2018-08-04 16:34阅读:990来源:国知局

本实用新型涉及页岩气加工技术领域,具体为一种用于页岩气液化的液化冷箱。



背景技术:

页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气,是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合,可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中,以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面,还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中,游离气比例一般在20%~85%。为了使得天然气能够大规模运输、使用,需要对其进行液化处理,在页岩气液化过程中,冷箱为至关重要的部件。

冷箱是一种换热器组装后的形式,它可以是几个换热器的组合。冷箱是一组高效、绝热保冷的低温换热设备。在深冷分离过程中经常采用,如在石油裂解气的深冷分离过程中就采用在-100~-140℃左右工作的冷箱。它由结构紧凑的高效板式换热器和气液分离器所组成。因为低温极易散冷,要求极其严密的绝热保冷,故用绝热材料把换热器和分离器均包装在一个箱形物内,称之为冷箱。

现有的液化冷箱在换热过程中部分液态流体会变为气态,会占据换热器中的换热通道,使剩余液态流体不能与换热器充分接触,同时现有的液化冷箱中其换热面积较小,影响了其换热效率。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种通过增加换热面积来增加换热效率,同时可以将气态换热介质抽出,有效防止气态换热介质占据介质换热管道的内部空间,从而增强换热性能的用于页岩气液化的液化冷箱,能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种用于页岩气液化的液化冷箱,包括冷箱主体,所述冷箱主体内部设置有换热设备,所述换热设备内部设置有若干页岩气换热管道和介质换热管道,所述页岩气换热管道和介质换热管道相间排列;

所述换热设备的两端设置有连接器,所述连接器的两端分别设置有与换热设备相连的A端连接口和B端连接口,所述连接器的内部设置有连接管道,所述A端连接口分为相间排列的页岩气换热管道连接A口和介质换热管道连接A口,所述B端连接口包括页岩气换热管道连接总口和介质换热管道连接总口,所述页岩气换热管道连接总口分为若干页岩气换热管道连接B口,所述介质换热管道连接总口分为若干介质换热管道连接B口。

进一步地,所述页岩气换热管道连接A口一端与页岩气换热管道相连,另一端通过连接管道与页岩气换热管道连接B口相连。

进一步地,所述介质换热管道连接A口一端与介质换热管道相连,另一端通过连接管道与介质换热管道连接B口相连。

进一步地,所述换热设备连接有气体抽出装置,所述气体抽出装置包括设置在冷箱主体内部的气体抽出泵以及设置在介质换热管道内部的抽气管道。

进一步地,所述气体抽出泵设置有抽气口,所述抽气口与抽气管道相连。

进一步地,所述抽气管道上设置有若干通气口,所述通气口上设置有气液分离膜。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

(1)本实用新型通过将页岩气换热管道和介质换热管道交错相间排列,极大地增加了页岩气和换热介质之间热量交换的面积,从而使得液化冷箱的换热效率得到提升;

(2)本实用新型通过设置气体抽出装置,可以将介质换热管道内的气态换热介质抽出,有效防止气态换热介质占据介质换热管道的内部空间,使液化冷箱的换热性能得到加强。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图;

图2为本实用新型换热设备的内部结构示意图;

图3为本实用新型连接器的结构示意图;

图4为本实用新型A端连接口的结构示意图;

图5为本实用新型B端连接口的结构示意图;

图6为本实用新型抽气管道的结构示意图。

图中标号:

1-冷箱主体;2-换热设备;3-页岩气换热管道;4-介质换热管道;5-连接器;6-A端连接口;7-B端连接口;8-连接管道;9-页岩气换热管道连接A口;10-介质换热管道连接A口;11-页岩气换热管道连接总;12-介质换热管道连接总口;13-页岩气换热管道连接B口;14-介质换热管道连接B口;15-气体抽出装置;16-气体抽出泵;17-抽气管道;18-抽气口;19-通气口;20-气液分离膜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图6所示,本实用新型提供了一种用于页岩气液化的液化冷箱,包括冷箱主体1,所述冷箱主体1内部设置有换热设备2,所述换热设备2内部设置有若干页岩气换热管道3和介质换热管道4,所述页岩气换热管道3和介质换热管道4相间排列;在本实用新型中,每个页岩气换热管道3的四周都是介质换热管道4,而每个介质换热管道4的四周都是页岩气换热管道3。极大地增加了页岩气和换热介质之间热量交换的面积,从而使得液化冷箱的换热效率得到提升。

如图1、图2、图3、图4和图5所示,在本实用新型中,所述换热设备2的两端设置有连接器5,所述连接器5的两端分别设置有与换热设备2相连的A端连接口6和B端连接口7,所述连接器5的内部设置有连接管道8,所述A端连接口6分为相间排列的页岩气换热管道连接A口9和介质换热管道连接A口10,所述B端连接口7包括页岩气换热管道连接总口11和介质换热管道连接总口12,所述页岩气换热管道连接总口11分为若干页岩气换热管道连接B口13,所述介质换热管道连接总口12分为若干介质换热管道连接B口14。

如图1、图2、图3、图4和图5所示,在本实用新型中,所述页岩气换热管道连接A口9一端与页岩气换热管道3相连,另一端通过连接管道8与页岩气换热管道连接B口13相连,所述介质换热管道连接A口10一端与介质换热管道4相连,另一端通过连接管道8与介质换热管道连接B口14相连。

由于本实用新型中换热设备2内的页岩气换热管道3和介质换热管道4相间排列,在连接时会比较复杂,为了连接使得难度,减少连接时间,本使用新型通过在换热设备2的两端设置连接器5,当连接器5的A端连接口6与换热设备2相连时,其上的页岩气换热管道连接A口9和介质换热管道连接A口10与换热设备上的页岩气换热管道3和介质换热管道4一一对应相接,而连接器5的B端连接口7上的若干页岩气换热管道连接B口13和介质换热管道连接B口14分别集中在其两端,并且依次形成页岩气换热管道连接总口11和介质换热管道连接总口12,在换热设备2需要连接进气管道或出气管道时,只需要连接页岩气换热管道连接总口11或介质换热管道连接总口12上即可。

如图1和图6所示,在本实用新型中,所述换热设备2连接有气体抽出装置15,所述气体抽出装置15包括设置在冷箱主体1内部的气体抽出泵16以及设置在介质换热管道4内部的抽气管道17,所述气体抽出泵16设置有抽气口18,所述抽气口18与抽气管道17相连,所述抽气管道17上设置有若干通气口19,所述通气口19上设置有气液分离膜20。

本实用新型通过设置气体抽出装置15,在换热设备2运作时,气体抽出装置15也会同步运作,其中,气体抽出泵16工作使得其上的抽气口18变为负压区,而抽气口18与抽气管道17相连,从而使得与抽气管道17内部也成为负压区,也即是向通气口19施加吸力,由于通气口19上设置有气液分离膜20,介质换热管道4内部的液态换热介质无法通过气液分离膜20,而介质换热管道4内部的气态换热介质则会被吸力所吸引从而进入抽气管道17,气体抽出泵16将抽气管道17内的气态换热介质吸收并从其出气口排出,在实际应用中可以将抽气管道17出气口排出的气态换热介质回收,待其冷却后重新注入换热设备2中。

在本实用新型中,介质换热管道4内部的液态换热介质会吸收页岩气换热管道3内页岩气所释放的热量,而当液态换热介质吸收热量后,一部分换热介质会由液态变为气态,占据介质换热管道4的内部空间,使剩余换热介质不能与页岩气换热管道3充分接触,从而使液化冷箱的换热性能变差,本实用新型通过设置气体抽出装置15,可以将介质换热管道4内的气态换热介质抽出,有效防止气态换热介质占据介质换热管道4的内部空间,使液化冷箱的换热性能得到加强。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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