换热分离一体化旋风分离装置

1.本发明涉及高温气液分离设备技术领域，尤其涉及一种换热分离一体化旋风分离装置。


背景技术：

2.目前大部分压气站中现有的油气分离设备由丝网分离与精滤分离两部分组成，尤其是润滑油系统产生的油气混合物，通过丝网与精滤分离组合进行分离。一般情况下，油气混合物由装置上部进入分离设备，由底部开始分离，首先进行丝网分离，先将粒径较大的杂质分离出去，再进入滤芯进行精滤分离，保证一些微小的杂质也能被有效地分离。
3.由于压缩机设备运行温度较高，再加上工作环境温度较高，热量无法及时排出压缩机，就会导致润滑油高温气化，润滑油气化后与空气混合，在经过原有的分离设备时无法有效地将润滑油颗粒分离出来，从而导致排气口排出的空气中含有大量的润滑油，久而久之就会造成严重的污染和浪费，影响压缩机的正常运行。当前很多压气站压缩机系统运行中均出现油烟外溢风险、排放气体含油烟大、润滑油损失大等问题。压气站现场就直接采用气液聚结滤芯分离润滑油，但当气体温度高时，润滑油难以捕集；而且由于滤芯的溶液量有限，很容易达到饱和，并且润滑油中含有一些固体杂质，很容易缩短滤芯使用寿命。所以目前的油气过滤设备存在着滤芯使用寿命短、过滤效率低的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种换热分离一体化旋风分离装置，用以解决现有技术中难以分离高温中的润滑油，以及滤芯使用寿命短、过滤效率低的缺陷。
5.本发明提供一种换热分离一体化旋风分离装置，包括壳体，所述壳体具有进气口和出气口以及连通所述进气口和所述出气口的油气混合物通道，所述壳体内还设置有对油气混合物进行热交换的换热装置以及轴流式旋风分离器，所述油气混合物通道贯穿所述换热装置通向所述轴流式旋风分离器，所述油气混合物通道在所述换热装置内部具有螺旋形流道，所述螺旋形流道用于引导油气混合物螺旋流动从而与所述轴流式旋风分离器的气流涡流方向一致。
6.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述螺旋形流道与所述轴流式旋风分离器对中布置。
7.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述油气混合物通道竖直设置，所述轴流式旋风分离器设置在所述螺旋形流道的正下端。
8.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述油气混合物通道的底部设置有连通所述壳体内腔的排放口，所述轴流式旋风分离器的过滤方向与所述排放口对立朝上设置。
9.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述进气口和所述换热装置设置在所述第一壳体内部，所述出气口和所述轴流式旋
风分离器设置在所述第二壳体内部，所述第一壳体和第二壳体之间密封连接。
10.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述第一壳体和第二壳体内部设置有用于支撑所述油气混合物通道的隔板。
11.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述第二壳体的底部设置有排污口。
12.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述换热装置具有设置在所述油气混合物通道外围的外冷却层以及贯穿所述油气混合物通道内腔的内冷却层，所述外冷却层和内冷却层对应于所述螺旋形流道设置。
13.根据本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，所述外冷却层和所述内冷却层具有共同的冷源进口和冷源出口，所述冷源进口设置在所述换热装置下端，所述冷源出口设置在所述换热装置上端。
14.本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置，内部先后设置有换热装置和轴流式旋风分离器，可以对高温油气进行先降温再分离，使气液混合物彻底分离；在换热装置的内腔设置有螺旋形流道，即油气混合物通道对应换热装置的部分设计成螺旋型，增大了高温油气混合物的换热面积，延长了换热时间，实现了高效换热，有效降低高温油气温度，为后续旋风分离提供了有利条件；螺旋形流道的设计使换热过程中气流的流动方式为螺旋气流，提高了气流在轴流式旋风分离器入口的切向速度，从而增大了气体和油液在轴流式旋风分离器入口处的差速，进而提升了轴流式旋风分离器的气液分离效率，实现对气液混合物的多级分离，使轴流式旋风分离器的分离效率更加显著；在换热装置中采用螺旋形流道也可以保证冷凝相变后换热装置内腔即螺旋形流道内无积液现象，使气液分离更彻底，保证换热装置具有持久的换热效果。
15.进一步的，换热装置采用内外两层冷却层结构，同时与油气混合物通道的内外两层进行接触，更大程度的增大了换热面积，高温油气同时被内外两层冷却层冷却，更加有效的提高了高温油气混合物的冷却效率，使得换热分离更加充分。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
17.图1是本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置的结构示意图；
18.图2是本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置的换热装置结构示意图；
19.图3是本发明提供的换热分离一体化旋风分离装置的使用状态图。
20.附图标记：
21.1：第一壳体；
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2：进气口；
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3：冷源出口；
22.4：内冷却层；
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5：外冷却层；
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6：隔板；
23.7：螺旋形流道；
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8：冷源进口；
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9：油气混合物通道；
24.10：法兰；
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11：出气口；
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12：第二壳体；
25.13：轴流式旋风分离器；
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14：支架；
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15：排放口；
[0026][0027]
16：排污口；
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17：传统过滤器。
具体实施方式
[0028]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
下面结合图1
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图3描述本发明的实施例，应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特殊限定。
[0030]
本实施例提供一种换热分离一体化旋风分离装置，具有一中空的壳体，该壳体具有上下布置的第一壳体1和第二壳体12，该壳体内部设置有一个依次贯穿第一壳体1和第二壳体12的油气混合物通道9，油气混合物通道9的一端设置有进气口2，进气口2位于第一壳体1靠上的位置处，油气混合物通道9的另一端设置有出气口11，出气口11设置在第二壳体12上，第一壳体1和第二壳体12之间密封来连接，具体的，第一壳体1和第二壳体12之间通过法兰10连接。当然，该壳体可以是一个完整的单独壳体，设置成第一壳体1和第二壳体12并通过法兰10连接，可以实现壳体的可拆卸，方便对壳体进行维修清理。
[0031]
第一壳体1内部设置有对油气混合物进行热交换的换热装置，换热装置为包裹部分油气混合物通道9的水冷系统，用于对高温油气混合物进行降温，高温油气混合物在降温过程中油气逐步分离，达到换热分离的作用。
[0032]
作为进一步的优化，换热装置具有两个冷却层，即设置在油气混合物通道9外围的外冷却层5和贯穿油气混合物通道9内腔的内冷却层4，换热装置采用内外两层冷却层结构，同时对油气混合物通道9的内外两层进行换热，更大程度的增大了换热面积，更加有效的提高了高温油气混合物的换热效果，使得换热分离更加充分。
[0033]
外冷却层5和内冷却层4具有共同的冷源进口8和冷源出口3，冷源进口8设置在换热装置下端，冷源出口3设置在换热装置上端，使冷源以由下向上的流动方式对油气混合物进行换热，提高换热效果。这里的冷源一般采用常温下的水。
[0034]
油气混合物通道9在换热装置内部具有螺旋形流道7，螺旋形流道7与内冷却层4和外冷却层5对应设置，使得内冷却层4和外冷却层5将螺旋形流道7的内外包裹，螺旋形流道7增大了高温油气混合物的换热面积，延长了换热时间，实现了高效换热。
[0035]
第二壳体12内部设置有轴流式旋风分离器13，轴流式旋风分离器13通过螺旋方式吸气将油气进一步分离。由于油气混合物通道9内设置有螺旋形流道7，螺旋形流道7将油气混合物引导成螺旋状并向第二壳体12推入，螺旋形流道7的螺旋布置方向与轴流式旋风分离器13的螺旋吸气方向一致，使换热过程中气流的流动方式为螺旋气流，并保持螺旋方向进入轴流式旋风分离器13，螺旋形流道7提高了气流在轴流式旋风分离器13入口的切向速度，从而增大了气体和油液在轴流式旋风分离器13入口处的差速，进而提升了轴流式旋风分离器13的气液分离效率，实现二次分离，有效增强了气液分离的效果。
[0036]
同时，在换热装置中采用螺旋形流道7也可以保证油气冷凝相变后换热装置内腔即螺旋形流道7内无积液现象，使气液分离更彻底，保证换热装置具有持久的换热效果。解
决了油渍黏附在换热面上增大换热面的热阻导致换热效率低的问题。
[0037]
在本实施例中，值得一提的是，螺旋形流道7与轴流式旋风分离器13是对中布置的，这样可以保证第一壳体1内的油气混合物能够保持螺旋状与轴流式旋风分离器13接触，进行有效的分离。
[0038]
在本实施例中，第二壳体12设置在第一壳体1的正下方，油气混合物通道9是竖直设置的，轴流式旋风分离器13对应设置在螺旋形流道7的正下端，防止螺旋形油气混合物变形从而影响旋风分离的效果。
[0039]
油气混合物通道9的底部设置有连通第二壳体12内腔的排放口15，为了进一步提高油气混合物的分离效率，轴流式旋风分离器13的过滤方向与排放口15对立朝上设置，即轴流式旋风分离器13在第二壳体12气流向上运动，从而使气体与润滑油上下分离，润滑油从排放口15排出。排出的润滑油向下掉入第二壳体12底部，在第二壳体12的底部设置有排污口16，用于将润滑油排出清理。过滤后的气体从第二壳体12高位置处的出气口11排出。
[0040]
为了固定支撑第一壳体1和第二壳体12内部的油气混合物通道9，在第一壳体1和第二壳体12内部中间位置处设置有隔板6。同时，为支撑固定第一壳体1和第二壳体12，在第二壳体12的底部两侧还设置有对称布置的支架14。
[0041]
本实施例提供的换热分离一体化旋风分离装置，并不是完全取代传统的油气分离器，而是可以设置在传统过滤器17的前端，对高温不易处理的油气混合区进行先降温，再进行高效分离，其效果尤为显著，既可以实现高效换热，降低润滑油的温度，又提高了分离效率，值得在油气分离技术领域广泛推广。
[0042]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。