一种地热水气液固分离装置的制作方法

本发明涉及地热水处理装置技术领域，具体涉及一种地热水气液固分离装置。

背景技术：

当前传统的化石能源的环境危害逐渐被重视，地热能作为一种清洁新能源开发力度日渐增大，地热开发利用中地热水被大量从地下抽上地面，在此过程中不可避免的将地下的砂粒及各种可溶气不可溶气等伴随地热水一同混合抽出，此外还会含有大量输送管道中存在的空气、铁锈、黏土等固相及气相物。由此导致后续出现换热器、水泵、管道、阀门等设备磨损、此外气相物会导致管道气堵。换热器换热效率大幅下降等危害，更会导致地热尾水含气含固量大，导致地热回灌尾水处理使用高精度过滤设备频繁堵塞，回灌出现气体堵塞、颗粒堵塞等危害。

目前对地热水中的固相、气相物都采取单独的设备达到分离目的。对于气相物普遍采用大容积的排气罐、排气池或其它类似装置利用气液容重差达到分离目的，该类设备占地大、效果差。对于砂粒、铁锈等固相物主要采取旋流除砂器分离，但以往的旋流除砂器均无法实现出水口无压自然溢流、旋流除砂器无法使地热水形成强旋流态，造成旋流分离效果极差。

技术实现要素：

针对地热水中气相、固相对地热开发造成不利影响的问题及现有分离装置的缺陷，本发明设计一种地热水气液固分离装置。该装置由地热水气液固分离装置与抽水泵构成，地热水通过气液固分离装置内的水力旋流器等设计的构件的处理，一套装置即可实现对地热水中气相、固相物分离，减少地热水含气、含固对地热开发利用的不良影响，根据处理的地热水水量可选择不同数量和规格的水力旋流器并对相应调整相关构件。

具体的技术方案为：

一种地热水气液固分离装置，包括地热水气液固分离装置与地热水气液固分离装置连接的抽水泵，所述地热水气液固分离装置包括罐体，该罐体由透水挡板与不透水挡板分隔成上部集气腔、中部集水腔以及底部沉砂腔三个腔体，水力旋流器安装于所述罐体内并贯穿所述上部集气腔、中部集水腔及底部沉砂腔；

所述水力旋流器上没有溢流口、底流口以及入料口，入料口通过管路和地热水气液固分离装置上设置的进液口相连；

所述透水挡板自上往下依次由冲孔板、气液分离填料、栅格板组成；所述水力旋流器穿过透水挡板且水力旋流器架在水力旋流器上，所述水力旋流器上设有两个出水开孔；所述溢流口穿过所述出水开孔，用于运行时地热水气也混合；

所述不透水挡板用于隔绝含气含水的地热水透过不透水挡板进入底部沉砂腔，所述不透水挡板上设有两个安装孔，该安装孔用于固定水力旋流器并使水力旋流器上设置的底流口穿过不透水挡板。

进一步地，所述抽水泵运行频率由地热水气液固分离装置上设置的压差式液位计控制，使得地热水气液固分离装置中罐体内液位稳定在透水挡板与不透水挡板之间，并使罐体内始终处于低压状态。

进一步地，所述安装孔与水力旋流器的安装部设置有密封装置。

进一步地，地热水由地热水气液固分离装置罐体上的进液口进入水力旋流器的入料口，由于在运行过程中整个罐体始终处于低压状态，含气含固地热水可在水力旋流器的作用下沿水力旋流器内壁形成强旋流，砂粒、铁锈固相颗粒在离心力及重力的双重作用下拽至水力旋流器贴近内壁位置向下由旋流器底流口排入底部沉砂腔，当底部沉砂腔的料位计检测到固相颗粒到达一定料位时，此时打开电动排砂阀由排砂口排出固相物，排后关闭电动排砂阀。

进一步地，所述底部沉砂腔设有坡向排砂口和坡度及隔砂板，其防止底部沉砂腔内的固相物在运转过程中被卷入水力旋流器内。

有益效果在于：本发明涉及一种地热水气液固分离装置，整套装置包含有水力旋流器、容积罐、挡板、水泵、阀门、仪表、电气控制等。可实现热流体中气、液、固分离，尤其适用于普遍含有水溶气及砂的地热水，解决气相、固相物对地热开发利用及地热尾水回灌的不利干扰及影响。装置有效发挥旋流器旋流效果并结合多孔板散流，一套装置即可排除地热流体中气相、固相物，克服了当前旋流除砂类设备除砂效果差，排气设备结构复杂且除砂、排气需单独设置安装占地面积大的弊端。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明中地热水气液固分离装置的结构示意图；

图3是本发明中地热水气液固分离装置内部结构断面俯视图；

图4是本发明中水力旋流器的结构示意图；

图5是本发明中透水挡板的结构示意图；

图6是本发明中不透水挡板的结构示意图。

附图标记及部件名称如下：

地热水气液固分离装置ⅰ、抽水泵ⅱ；上部集气腔1、中部集水腔2、底部沉砂腔3、压差式液位计5、料位计6、进液口2-1、出液口2-2、排气口1-1、排砂口3-1、隔砂板3-2、电动排砂阀3-3；

透水挡板1-2、冲孔板1-2a、气液分离填料1-2b、栅格板1-2c、出水开孔1-2d；

不透水挡板2-3、安装孔2-3a；

水力旋流器4、溢流口4-2、底流口4-3、入料口4-1。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图6所示，本发明提供了一种地热水气液固分离装置，参阅图1，整套装置与系统由地热水气液固分离装置ⅰ与抽水泵ⅱ构成，其中抽水泵ⅱ用于抽取经过地热水气液固分离装置ⅰ处理过的地热水，保证地热水气液固分离装置ⅰ能够连续稳定工作；

参阅图1、图2，抽水泵ⅱ运行频率由地热水气液固分离装置ⅰ上的压差式液位计5信号控制运行频率维持地热水气液固分离装置ⅰ罐体内液位稳定在透水挡板1-2与不透水挡板2-3之间，保证罐内始终处于低压状态；

参阅图2，地热水气液固分离装置ⅰ被透水挡板1-2与不透水挡板2-3分隔成上部集气腔1、中部集水腔2、底部沉砂腔3三个腔体，水力旋流器4安装于内并贯穿三个腔体；

参阅图2、图4，水力旋流器4上有溢流口4-2、底流口4-3、入料口4-1。入料口4-1通过管路和地热水气液固分离装置ⅰ上的进液口2-1相接。

参阅图5，透水挡板1-2自上往下依次由冲孔板1-2a、气液分离填料1-2b及栅格板1-2c组成；架在水力旋流器4上，透水挡板1-2上有两个出水开孔1-2d水力旋流器4的溢流口4-2穿过此孔。在运行时地热水气液混合；

参阅图2、图6、不透水挡板2-3可隔绝含气含水的地热水透过不透水挡板2-3进入底部沉砂腔3。不透水挡板2-3设有两个安装孔2-3a用于固定安装水力旋流器4并使水力旋流器4的底流口4-3穿过不透水挡板2-3，安装孔2-3a同水力旋流器安装接触部位须设置密封。

参阅图1、图2，地热水首先由地热水气液固分离装置ⅰ罐体上的进液口2-1进入水力旋流器4的入料口4-1，由于在运行过程中整个罐体始终物处于低压状态，能够最大限度发挥水力旋流器4的旋流作用，含气含固地热水可在水力旋流器4的作用下沿水力旋流器4内壁形成强旋流，由此地热水产生离心力和不同的压力分布，砂粒、铁锈等固相颗粒在离心力及重力的双重作用下拽至水力旋流器4最贴近内壁位置向下由旋流器底流口4-3排入底部沉砂腔3。当底部沉砂腔3的料位计6检测到固相颗粒到达一定料位时，此时打开电动排砂阀3-3由排砂口3-1排出固相物，排后关闭电动排砂阀3-3。地热水中的砂粒、铁锈等固相物被分离出去。

参阅图2，底部沉砂腔3有坡向排砂口3-1的坡度及隔砂板3-2防止底部沉砂腔3内的固相物在运转过程中被卷入水力旋流器4内；

参阅图2，由于地热水在水力旋流器4内形成强旋流，在地热水漩流中部，既水力旋流器4轴向中心部位置会形成一个低压空心柱，气体可析出于此，地热水气液初步分离。由于运行中地热水气液固分离装置ⅰ罐体内始终处于低压状态，旋流状地热水及析出的气体可通过水力旋流器4的溢流口4-2溢流散出。溢流散出的地热水液体由于重力作用自然下落，下落过程中被罐体上部由冲孔板1-2a、气液分离填料1-2b及栅格板1-2c组成的透水挡板1-2打散，增大地热水表面积利于气体从水中逸散，进一步分离地热水中所含气体。析出的气体由于密度小富集在上部集气腔1后通过罐体上排气口1-1排出，下落至中部集水腔2的分离气相及固相的地热水由抽水泵ⅱ抽出输送至用地热水设备，整套装置与系统连续运行。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。