一种甲醇制氢用高效汽水分离器的制作方法

本实用新型涉及甲醇制氢装置，特别涉及一种用于甲醇制氢的高效汽水分离器。

背景技术：

甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂作用，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳。通过甲醇制氢是目前较为成熟的工艺之一。在甲醇制氢的生产工艺中，需要通过汽水分离器实现氢气与水蒸汽的分离。

公告号为CN204208383U的中国专利公开了一种旋风式除尘汽水分离器，它包括分离筒、套筒、蒸汽进口、蒸汽出口、顶板、旋流换向管、进气换向挡板、出气换向挡板、螺旋式导流片、导液管、分液板、过滤网、集液过滤器、自动放水阀。螺旋式导流片与中间的旋流换向管相切连接，使蒸汽进入分离筒后螺旋式前进，产生较大的离心力，有利于水相和固体颗粒顺着分离筒内壁下流，蒸汽出口处设有导液管，再次冷凝后将水导流至分液板，下面设有自动放水阀，当流下的水达到一定的量后，自动开启放水。

上述的旋风式除尘汽水分离器装置结构简单，一体化成型，但是这种汽水分离器仅仅通过螺旋式导流片实现汽水分离，凝结水效果不佳，造成经蒸汽出口排出的氢气干燥度达不到预期要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种甲醇制氢用高效汽水分离器，具有能够有效提高汽水分离效果的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种甲醇制氢用高效汽水分离器，包括主阀体、设置在主阀体侧上方的进气口和出气口、设置在主阀体底部的出水口，所述主阀体内设置有分液板以及位于分液板上方的旋流换向管，所述旋流换管外壁固定连接有螺旋式导流片，所述旋流换向管相对的两侧分别固定连接有进气换向片和出气换向片；

所述进气换向片位于进气口的上方，所述进气换向片远离旋流换向管的一端与主阀体内壁固定连接，所述出气换向片位于出气口的下方，所述出气换向片远离旋流换向管的一端与主阀体内壁固定连接；

所述旋流换向管内壁固定连接有若干倾斜向上的蒸汽挡板。

通过采用上述技术方案，带有水的气体由进气口进入主阀体，先沿着螺旋式导流片向下运动，进行第一次分离，水受离心力作用，更容易向外周运动，从而使气体中含有的液态水量减少，带有部分水分的气体沿旋流换向管向上运动，在蒸汽挡板的作用下进行第二次分离，重量轻的气体向上运动并由出气口排出，重量大的水向下运动，从水水口排出；蒸汽挡板的设置实现了气体的二次分离作用，提高了汽水分离的效果。

进一步的，所述蒸汽挡板底部远离旋流换向管的一端向内弯折有缓冲部。

通过采用上述技术方案，气体沿旋流换向管向上运动时，气体与蒸汽挡板碰撞分离，缓冲部的设置对向上运动的气体起到阻挡作用，延长了气体与蒸汽挡板的作用时间，进而提高了汽水分离的效果。

进一步的，所述蒸汽挡板与旋流换向管的连接处开设有若干漏水孔。

通过采用上述技术方案，气体经过旋流换向管时，蒸汽中含有的少量水分会冷却聚集在蒸汽挡板顶部，漏水孔的设置方便了水分的排出。

进一步的，所述蒸汽挡板为开口朝下的弧形板。

通过采用上述技术方案，对向上运动的气体起到缓冲作用，气体能够平缓的沿蒸汽挡板底部向上运动。

进一步的，所述主阀体内壁设置有吸水层。

通过采用上述技术方案，吸水层能够进一步对气体内的水分进行吸收，进而提高了汽水分离的效果。

进一步的，所述主阀体顶部贴合设置有波形挡板。

通过采用上述技术方案，波形挡板的设置提高了气体与主阀体内腔顶壁的接触面积，气体经旋流换向管内蒸汽挡板的二次分离作用后，重量较轻的气体流向波形挡板并与波形挡板碰撞分离，并在波形挡板的作用下分流，气体内较重的水沿波形板流下，减少了气体中的水分含量。

进一步的，所述进气换向片和出气换向片底部呈波纹型。

通过采用上述技术方案，增大了气体与进气换向片和出气换向片的接触面积，提高了气体与进气换向片和出气换向片的碰撞几率，从而进一步提高了汽水分离效果。

进一步的，所述进气换向片和出气换向片上均开设有引流孔。

通过采用上述技术方案，气体在波纹挡板的作用下，重量大的水分沿波纹挡板流动，部分水分聚集在进气换向片和出气换向片顶部，在引流孔的作用下滴落至主阀体底部并由出水口排出。

进一步的，所述出气口顶部与主阀体的倾斜角度为45度，所述出气口内固定连接有若干出气挡板，所述出气挡板沿远离主阀体方向延伸。

通过采用上述技术方案，气体由出气口排出时，在出气挡板的作用下进行第三次汽水分离，进一步提高了汽水分离的效果。

进一步的，所述进气口底部与主阀体的倾斜角度为45度至90度。

通过采用上述技术方案，提高了气体沿螺旋式导流片运动的稳定性，并且延长了气体分离的空间和时间。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.采用了蒸汽挡板，从而产生气体二次分离的效果；

2.采用了出气挡板，从而产生气体第三次分离的效果；

3.采用了波形挡板，从而具有减少气体中水分含量的优点。

附图说明

图1是本实施例中用于体现进气口和出气口位置关系的示意图；

图2是本实施例中用于体现主阀体内部结构的剖面示意图；

图3是图2中用于体现引流孔和漏水孔结构的A部放大示意图。

图中，1、主阀体；11、分液板；12、旋流换向管；13、螺旋式导流片；14、进气换向片；15、出气换向片；16、吸水层；17、波形挡板；18、引流孔；2、进气口；3、出气口；31、出气挡板；4、出水口；5、蒸汽挡板；51、缓冲部；52、漏水孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种甲醇制氢用高效汽水分离器，如图1所示，包括主阀体1、设置在主阀体1侧上方的进气口2和出气口3、设置在主阀体1底部的出水口4。

如图2所示，主阀体1内设置有分液板11和位于分液板11上方的旋流换向管12。旋流换向管12外壁固定连接有螺旋式导流片13，旋流换向管12相对的两侧分别固定连接有进气换向片14和出气换向片15。

如图2所示，进气口2底部与主阀体1的倾斜角度为45度至90度。用于提高气体沿螺旋式导流片13运动的稳定性，并且能够延长气体分离的空间和时间。

如图2所示，出气口3顶部与主阀体1的倾斜角度为45度。出气口3内固定连接有若干出气挡板31，出气挡板31沿远离主阀体1方向延伸。气体由出气口3排出时，在出气挡板31的作用下进行汽水分离，进一步提高了汽水分离的效果。

如图2所示，进气换向片14位于进气口2的上方，进气换向片14远离旋流换向管12的一端与主阀体1内壁固定连接。出气换向片15位于出气口3的下方，出气换向片15远离旋流换向管12的一端与主阀体1内壁固定连接。进气换向片14和出气换向片15底部呈波纹型。进气换向片14和出气换向片15上均开设有引流孔18（参见图3）。

如图2所示，旋流换向管12内壁固定连接有若干倾斜向上的蒸汽挡板5。蒸汽挡板5底部远离旋流换向管12的一端向内弯折有缓冲部51。缓冲部51的设置对向上运动的气体起到阻挡作用，延长了气体与蒸汽挡板5的作用时间，进而提高了汽水分离的效果。蒸汽挡板5与旋流换向管12的连接处开设有若干漏水孔52（参见图3）。本实施例中，为了实现对气体的缓冲作用，蒸汽挡板5为开口朝下的弧形板，气体能够平缓的沿蒸汽挡板5底部向上运动。

如图2所示，为了进一步减少气体中的含水量，主阀体1内壁设置有吸水层16，主阀体1顶部贴合设置有波形挡板17。气体经蒸汽挡板5的分离作用后，重量较轻的气体流向波形挡板17并与波形挡板17碰撞分离，气体内较重的水沿波形板流下，减少了气体中的水分含量。

具体实施过程：

带有水的气体由进气口2进入主阀体1，先沿着螺旋式导流片13向下运动，进行第一次分离，水受离心力作用，更容易向外周运动，从而使气体中含有的液态水量减少，带有部分水分的气体沿旋流换向管12向上运动，在蒸汽挡板5的作用下进行第二次分离，重量轻的气体向上运动并由出气口3排出，同时在出气挡板31的作用下实现第三次分离，分离过程中重量大的水向下运动，从出水口4排出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。