一种蒸发式气液分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种蒸发式气液分离装置，其涉及一种气液分离装置，特别是涉及一种采用加热方式分离液体中气体的蒸发式气液分离装置。
【背景技术】
[0002]湿式络合吸收法是烟气脱硝技术新的研究进展。1993年，在美国能源部资助下，Benson等在Dravo石灰公司进行了 Fe (II)EDTA同时脱硫脱硝的中试研究，吸收剂为6%的氧化镁增强石灰，脱硫率为99%，脱硝率大于60%。
[0003]Fe (II)EDTA中文全称是“乙二胺四乙酸亚铁”，是一种螯合物。烟气中的氮氧化物主要是NO，中文名称是“一氧化氮”，烟气中的NO与Fe (II)EDTA反应生成Fe (II)EDTA(NO)，中文全称是“亚硝酰亚铁螯合物”。Fe (II) EDTA (NO)可以用蒸汽加热等办法解吸出高浓度的NO，同时还原成Fe (II) EDTA。
[0004]目前，湿式络合吸收法还没有进行工业化应用，上述的中试研究中，是烟气在脱硫的同时进行脱硝。湿式络合吸收法的另外一种工艺发展方向是，烟气在脱硫之后进行脱硝。该脱硝工艺需要一种用蒸汽加热Fe (II)EDTA (NO)，解吸出高浓度的NO，Fe (II)EDTA (NO)还原成Fe (II) EDTA,同时把液体状态的Fe (II) EDTA和气体状态的NO分离出来的气液分离装置。
[0005]目前，普通气液分离器的结构及其分离方法有许多种，但是没有一种能够满足该湿式络合吸收法脱硝工艺需求的气液分离装置的技术条件。
[0006]容积式热交换器是在容器罐体内安装蒸汽盘管，冷水由进水管流入容器罐体内，冷水被蒸汽盘管内流动的蒸汽加热成热水后，热水从出水管排出容器罐体。普通容积式热交换器在容器罐体上端增加排气管，经过改造后的容积式热交换器可以作为气液分离装置。只是Fe (II)EDTA (NO)从进水管进入容器罐体内，一部分Fe (II)EDTA (NO)被加热解吸出高浓度的NO后还原成Fe (II)EDTA, Fe (II) EDTA会与另外一部分Fe (II)EDTA (NO)混合在一起从出水管排出容器罐体，导致加热Fe (II) EDTA (NO)解吸出高浓度NO的气液分尚效率很低。
[0007]除了上述脱硝工艺之外，许多涉及气液分离的生产工艺也需要一种高效率的采用加热方式进行气液分离的装置。例如，用于锅炉给水的脱氧水生产工艺，丙烷脱氢制丙烯反应产物的生产工艺，中草药萃取的生产工艺，生物质有机废弃物废水热解的生产工艺。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是克服普通气液分离器不能满足湿式络合吸收法脱硝工艺技术条件的缺陷，提供适用于湿式络合吸收法脱硝工艺的，一种高效率的采用加热方式进行气液分离的装置。本发明的实施方案如下:
本发明总的特征是一种蒸发式气液分离装置主要由上封头部件、罐体部件、下封头部件、蒸发渠道部件、加热盘管部件组成。上封头部件安装在罐体部件上端，下封头部件安装在罐体部件下端，加热盘管部件与蒸发渠道部件连接在一起，并且加热盘管部件位于蒸发渠道部件内腔，加热盘管部件和蒸发渠道部件安装在罐体部件内。
[0009]罐体部件从下至上依次由罐体法兰一、罐体筒体、罐体法兰二焊接在一起，罐体筒体呈圆筒形，罐体筒体下端侧表面焊接有热媒出口管，罐体筒体上端侧表面焊接有热媒入口管和工作液入口管。热媒出口管的一端有法兰，热媒出口管有法兰的一端位于罐体筒体的径向外侧，热媒出口管的另一端位于罐体筒体的径向内侧。热媒入口管的一端有法兰，热媒入口管有法兰的一端位于罐体筒体的径向外侧，热媒入口管的另一端位于罐体筒体的径向内侧。罐体筒体径向内侧表面焊接有若干个渠道支架，渠道支架采用角钢或者槽钢。
[0010]工作液入口管的一端有法兰，工作液入口管的另一端通过三通和弯头与若干个工作液支管连接在一起，工作液入口管另一端的工作液支管分别是工作液支管一、工作液支管二、工作液支管三，工作液入口管有法兰的一端位于罐体筒体的径向外侧，工作液入口管的另一端位于罐体筒体的径向内侧。
[0011]上封头部件从下至上依次由封头法兰二、封头筒体二、椭圆封头二、排气管焊接在一起，封头筒体二呈圆筒形，排气管的一端有法兰，排气管的另一端焊接在椭圆封头二的上端表面。
[0012]下封头部件从上至下依次由封头法兰一、封头筒体一、椭圆封头一、排液管焊接在一起，封头筒体一呈圆筒形，排液管的一端有法兰，排液管的另一端焊接在椭圆封头一的下端表面。
[0013]蒸发渠道部件主要由若干个蒸发渠道组成，所有的蒸发渠道呈螺旋形，所有的蒸发渠道的截面呈U形，所有的蒸发渠道的螺旋方向相同，所有的蒸发渠道的上端焊接有渠道端板，各个蒸发渠道上端的渠道端板的内侧与各个蒸发渠道的U形截面内侧形成一个呈螺旋下降的半封闭内腔，各个蒸发渠道的螺旋直径不相等，蒸发渠道部件装配后所有的蒸发渠道的螺旋轴线重合，从蒸发渠道部件螺旋轴线向着径向外侧依次是蒸发渠道一、蒸发渠道二、蒸发渠道三。蒸发渠道部件安装在罐体部件内，各个蒸发渠道截面的下表面与渠道支架焊接在一起。工作液入口管的各个工作液支管的出口端分别位于各个蒸发渠道上端的渠道端板的内侧。
[0014]加热盘管部件主要由若干个加热盘管、若干个盘管支架、下连接管、上连接管组成，所有的加热盘管呈螺旋形，所有的加热盘管的螺旋方向相同，各个加热盘管的螺旋直径不相等，加热盘管部件装配后所有的加热盘管的螺旋轴线重合，从加热盘管部件螺旋轴线向着径向外侧依次是加热盘管一、加热盘管二、加热盘管三，下连接管把加热盘管一、加热盘管二的下端连接在一起，上连接管把加热盘管二、加热盘管三的上端连接在一起，加热盘管三的下端与热媒出口管没有法兰的一端连接在一起，加热盘管一的上端与热媒入口管没有法兰的一端连接在一起。若干个盘管支架均匀分布在各个加热盘管的外表面。
[0015]盘管支架呈Ω形，盘管支架截面呈矩形或者圆形，盘管支架径向内侧是支架内环，盘管支架径向外侧是支架外环。
[0016]加热盘管部件与蒸发渠道部件装配在一起时，各个加热盘管分别安装在对应的蒸发渠道的半封闭内腔，并且通过若干个盘管支架把加热盘管部件与蒸发渠道部件连接在一起，盘管支架的支架内环安装在各个加热盘管的外表面，盘管支架的支架外环安装在各个蒸发渠道的U形截面内侧，若干个盘管支架把加热盘管部件支撑在蒸发渠道部件呈螺旋下降的半封闭内腔。
[0017]加热盘管一安装在蒸发渠道一的内腔，加热盘管二安装在蒸发渠道二的内腔，加热盘管三安装在蒸发渠道三的内腔。
[0018]一种蒸发式气液分离装置的热媒是蒸汽，或者是热水，或者是其它携带热量的液体介质或气体介质。一种蒸发式气液分离装置的工作液是含有待分离气体的液体介质，该气体是工作液的溶解气体，或者是工作液加热分解后的气体。
[0019]—种蒸发式气液分离装置的气液分离过程是:
热媒从一种蒸发式气液分离装置的热媒入口管进入加热盘管部件，热媒依次经过加热盘管一、下连接管、加热盘管二、上连接管、加热盘管三，热媒从一种蒸发式气液分离装置的热媒出口管排出。热媒通过加热盘管部件向蒸发渠道部件半封闭内腔中的工作液提供热量，蒸发渠道部件中靠近螺旋轴线的蒸发渠道一的蒸发路径较短，工作液吸收热量的时间较短，需要适当提高换热效率。热媒首先流过装配在蒸发渠道一内腔的加热盘管一，热媒在加热盘管一中的温度较高，提高了工作液在蒸发渠道一中的换热效率。
[0020]工作液从工作液入口管进入罐体部件内，工作液分别从各个工作液支管流入蒸发渠道部件的各个蒸发渠道的上端，工作液从工作液支管一流入蒸发渠道一的上端，工作液沿着蒸发渠道一呈螺旋下降的半封闭内腔向下流动，工作液淹没加热盘管一，工作液吸收加热盘管一提供的热量，使工作液中的气体蒸发分离出来，或者使工作液中的气体分解分离出来，分离出来的气体向上流动，分离出来的气体从一种蒸发式气液分离装置的排气管排出，分离气体后的工作液从蒸发渠道一的下端流向下封头部件，分离气体后的工作液从一种蒸发式气液分离装置的排液管排出。
[0021]与此同时，工作液从工作液支管二流入蒸发渠道二的上端，工作液从工作液支管三流入蒸发渠道三的上端，工作液分别沿着蒸发渠道二和蒸发渠道三呈螺旋下降的半封闭内腔向下流动，工作液分别吸收加热盘管二和加热盘管三提供的热量，使工作液中的气体蒸发分离出来，或者使工作液中的气体分解分离出来，分离出来的气体向上流动，分离出来的气体从一种蒸发式气液分离装置的排气管排出，分离气体后的工作液分别从蒸发渠道二和蒸发渠道三的下端流向下封头部件，分离气体后的工作液从一种蒸发式气液分离装置的排液管排出。
[0022]一种蒸发式气液分离装置的工作液流过蒸发渠道部件的各个蒸发渠道的路径是并联的