一种精馏塔的倾斜式气液分离器及精馏塔的制作方法

1.本实用新型属于精馏塔的技术领域，具体涉及一种精馏塔的倾斜式气液分离器及精馏塔。


背景技术：

2.精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分（低沸物）转移到气相中，而气相中的重组分（高沸物）转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔的大多采用升温—气化—冷凝—液化的精馏过程，在精馏过程中随着液体不断的气化、冷凝液化，根据组分的沸点不同，收集不同温度下的组分，从而达到分离组分的效果，然而在液体的气化、冷凝液化过程中，会产生少量不凝性气体跟随未完全冷凝的气体一起进入组分，若不及时排出不凝性气体，会造成回流流量的不稳定和精馏塔液沫夹带（不凝性气体往往是低沸点的，再次回到系统中容易引起精馏塔液沫夹带），影响蒸馏塔的效率、效果及质量，因此在冷凝液化时需要加设气液分离器，以达到精馏纯化的目的。而气液分离器是依靠气体与液体的比重不同，液体在与气体一起流动时，液体受到重力作用较大，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上，汇聚在一起，通过排放管排出。目前精馏塔的气液分离器大多采用重力气液分离器，分离效率较低，且分离出的气相中极易夹带液体，分离效果较差，无法满足精馏纯化的技术要求。
3.现阶段已有高效的气液分离器分离出液体与气体，虽能提高分离的效果及效率，但此种气液分离器只适用于压缩机、干燥机等的油气分离，并不适用于精馏塔冷凝液化过程不凝性气体的排出。如中国专利授权公告号cn110876872a，公开日2020年03月13日，公开了一种气液分离器与气液分离方法，文中提出“气液分离器设有气液分离器筒体，其内设有螺旋分离器。螺旋分离器筒体的上部设有螺旋分离器入口管，底部设有第一导液管。螺旋分离器筒体的轴心线区域设有升气管垂直管段，升气管垂直管段与螺旋分离器圆筒形筒体之间设有螺旋板。上下相邻两圈螺旋板之间形成螺旋通道，螺旋分离器入口管的出口与螺旋通道的顶部入口相通。螺旋分离器筒体与气液分离器筒体之间设有支撑板，支撑板上设有扭带分离器和第二导液管。”此现有技术是通过气液分离器筒体、扭带分离器和螺旋分离器进行三次分离，虽拓宽了气液分离器的应用范围，但此现有技术也仅应用于压缩机、干燥机以及石油化工行业中的油气分离，并不能应用于精馏塔冷凝液化过程的不凝性气体的排出，且此现有技术的结构较为复杂，分离难度较大，无法满足精馏纯化的技术要求。为此，需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种精馏塔的倾斜式气液分离器及精馏塔，以解决上述背景技术中提出的现阶段气液分离器结构复杂，分离难度大，不能应用于精馏塔冷凝液
化过程的不凝性气体的排出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种精馏塔的倾斜式气液分离器，包括筒体，其特征在于，所述筒体的内侧壁上倾斜设置有用于改变气液流动方向的挡板，所述挡板的斜上侧平行设置有用于分离气液的隔板，所述隔板的中下部垂直设置有用于排出气相的导气管，所述导气管的下部贴近挡板的端部并延伸至挡板的下侧部，所述挡板倾斜式悬挂设置在筒体的内部。
6.进一步的，所述导气管的外侧壁与挡板之间设置有用于液相离心向下倾斜运动的倾斜通道，所述导气管的顶端设置有用于气相排出的排出口，所述导气管的底端设置有用于气相排入的排入口，所述排入口与排出口平行设置，所述排出口设置在隔板的斜面上，所述隔板的斜面端部设置有用于排出气相中夹带少量液体的泪孔，所述泪孔与排出口设置在隔板的同一斜面上。
7.进一步的，所述隔板的一端倾斜设置在筒体的内上壁，所述隔板的另一端倾斜设置在筒体的另一内侧壁上，所述隔板的斜上侧与筒体组合成用于排出气相的气相室，所述隔板的斜下侧与筒体组合成用于气液分离的气液混合室。
8.进一步的，所述筒体的外部上端设置有用于气液相进入的进口，所述筒体的外部下端设置有用于液相排出的液相口，所述筒体的外部侧壁设置有用于气相排出的气相口。
9.进一步的，所述液相口与气液混合室连通设置，所述气相口与气相室连通设置。
10.除以上技术方案外，还有具有该倾斜式气液分离器的精馏塔。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
12.1.本实用新型采用平行设置的挡板和隔板，使筒体具备了分离液相和气相的特性，有效地简化了气液分离器的结构，降低了气液分离的难度，利用挡板的倾斜折流作用，使进入筒体的气液以离心向下倾斜式运动，有效地延长了液相的运动轨迹，降低了液相的下落的速度，通过在倾斜的隔板上垂直设置导气管，使气相在离心力和重力场的作用下产生旋涡并沿导气管排出，从而使该倾斜式气液分离器能够应用于精馏塔冷凝液化过程不凝性气体的排出，有效地抑制了不凝性气体夹带液体的现象，有效地提升了气液分离的效果，满足了精馏纯化的技术要求。
13.2.本实用新型通过导气管的外侧壁与挡板之间设置倾斜通道，使液相以离心向下倾斜式运动并在重力场的作用下沿排入口汇集至低点，增加液滴直径和重量，有效地延长了液相的运动轨迹，降低了液相的下落的速度，有效地提升了液相分离的效果，采用排入口与排出口平行倾斜设置，使气相旋涡式沿导气管排出，通过泪孔与排出口设置在隔板的同一斜面上，使排出的气相中夹带的液体能在重力作用下排出，有效地抑制了气相夹带液体的现象，有效地提升了气液分离的效果，满足了精馏纯化的技术要求。
14.3.本实用新型利用隔板的分隔作用，使筒体在隔板的分隔下设置出气相室和气液混合室，有效地简化了气液分离器的结构，降低了气液分离的难度，通过液相口和气相口分别与气液混合室和气相室连通设置，使筒体能够快速分离出液相和气相，有效地提升了气液分离的效率，从而使该倾斜式气液分离器能够应用于精馏塔冷凝液化过程不凝性气体的排出，有效地抑制了不凝性气体夹带液体的现象，有效地提升了气液分离的效果，满足了精馏纯化的技术要求。
附图说明
15.图1为本实用新型的整体截面结构示意图；
16.图2为本实用新型的筒体的截面结构示意图（包括挡板）；
17.图3为本实用新型的导气管的截面结构示意图（包括隔板及泪孔）。
18.其中：1、筒体；2、挡板；3、隔板；4、导气管；5、倾斜通道；6、排出口；7、泪孔；8、排入口；9、气相室；10、气液混合室；11、进口；12、液相口；13、气相口；14、开口。
具体实施方式
19.以下实施例用来进一步说明本实用新型的内容，并不限制本实用新型的应用。
20.实施例1：
21.请参阅图1-图2，一种精馏塔的倾斜式气液分离器，包括筒体1，筒体1的内侧壁上倾斜设置有用于改变气液流动方向的挡板2，挡板2的斜上侧平行设置有用于分离气液的隔板3，隔板3的中下部垂直设置有用于排出气相的导气管4，导气管4的下部贴近挡板2的端部并延伸至挡板2的下侧部，挡板2倾斜式悬挂设置在筒体1的内部。
22.请参阅图1和图3，导气管4的外侧壁与挡板2之间设置有用于液相离心向下倾斜运动的倾斜通道5，使液相以离心向下倾斜式运动并在重力场的作用下沿排入口8汇集至低点，增加液滴直径和重量，有效地延长了液相的运动轨迹，降低了液相的下落的速度，有效地提升了液相分离的效果；
23.导气管4的顶端设置有用于气相排出的排出口6，排出口6设置在隔板3的斜面上，隔板3的斜面端部设置有用于排出气相中夹带少量液体的泪孔7，泪孔7与排出口6设置在隔板3的同一斜面上；
24.导气管4的底端设置有用于气相排入的排入口8，排入口8与排出口6平行设置，使气相在离心力和重力场的作用下在导气管4外部产生旋涡并自排入口8进入沿导气管4从排出口6排出；
25.隔板3的一端倾斜设置在筒体1的内上壁，隔板3的另一端倾斜设置在筒体1的另一内侧壁上，隔板3的斜上侧与筒体1组合成用于排出气相的气相室9，隔板3的斜下侧与筒体1组合成用于气液分离的气液混合室10。
26.请参阅图1，筒体1的外部上端部设置有用于气液相进入的进口11，筒体1的外部下端设置有用于液相排出的液相口12，液相口12与气液混合室10连通设置，筒体1的外部侧壁设置有用于气相排出的气相口13，气相口13与气相室9连通设置。
27.在倾斜式气液分离器装配作业时，如图1-图3示意，将倾斜式气液分离器整体安装在精馏塔内，使倾斜式气液分离器能够及时排出不凝性气体，以达到精馏纯化的目的。具体地：先根据精馏塔的设计要求确定筒体1的结构及尺寸，再在筒体1的顶侧部、底部和侧部分别固定上进口11、液相口12和气相口13，而后在进口11的右端部与筒体1的连接处固定上隔板3的一端，隔板3的另一端则固定在筒体1与气相口13的下端部连接处，使隔板3倾斜在筒体1的内上部，从而使筒体1在隔板3的分隔下隔离出气相室9和气液混合室10，再在隔板3的中部开设用于固定导气管4的开口14，在开口14的下部垂直固定上导气管4，使导气管4顶端排出口6与开口14重合，在导气管4的底端斜切出左高右低的排入口8，使液相以离心向下倾斜式运动并在重力场的作用下沿排入口8的切口汇集至排入口8的低点，增加液滴直径和重
量，而后在隔板3的端部开设泪孔7，使泪孔7与排出口6设置在隔板3的同一斜面上，即完成隔板3的安装；然后根据隔板3的倾斜角度确定挡板2的倾斜角度，而后将挡板2固定在筒体1的内侧壁上，使挡板2倾斜式悬挂设置在筒体1的内下部，同时使挡板2的端部与导气管4的外部侧壁形成液相离心向下倾斜运动的倾斜通道5，从而使倾斜通道5设置在液相口12的上端，即完成挡板2的安装；最后将进口11与精馏塔连接，使倾斜式气液分离器能够在精馏塔冷凝液化过程产生的不凝性气体及时排出，即完成筒体1的安装。
28.本实用新型的工作原理及使用过程：如图1-图3示意，当需要排出精馏塔冷凝液化过程产生的不凝性气体时，由于不凝性气体中含有液体的存在，故需要通过该倾斜式气液分离器分离出气相和液相，而后排出不含液体的不凝性气体，操作人员只需将进口11与精馏塔对接，使精馏塔在冷凝液化过程产生的不凝性气体进入筒体1内，在隔板3的隔离下进入气液混合室10，由于气相与液相的密度不同，故当气相和液相接触到挡板2时，液相会以离心向下倾斜式运动并在重力场的作用下降低下落的速度、延长运动轨迹，自上而下通过倾斜通道5及排入口8的切口将液相汇聚至液相口12，经由液相口12排出，气相则会在离心力和重力场的作用下在导气管4外部产生旋涡（如图1和图3中箭头所示），而后自下而上通过排入口8排入导气管4内，沿着导气管4从排出口6排入至气相室9，由于气相中会有少量液体夹带，故此时夹带的液体会在重力场的作用下由泪孔7排入气液混合室10中直至经由液相口12排出，无夹带液体的气相则会经由气相室9汇聚至气相口13，经由气相口13排出。
29.实施例2：
30.请参阅图1-图3，作为本实用新型的另一个目的，提供了一种精馏塔，在精馏塔中设有以上任一的倾斜式气液分离器，因此，精馏塔可以获得以上所描述的倾斜式气液分离器所具有的任一有益效果，在此不再赘述。