天然气高效离心组合式消泡装置的制作方法

本实用新型属于天然气含硫气体处理技术领域，涉及气液分离装置，具体涉及一种天然气高效离心组合式消泡装置。本实用新型适用于天然气脱硫、伴生气脱硫、三甘醇脱水尾气脱硫等领域。

背景技术：

天然气中含有硫化氢（H₂S）、硫醇类、二氧化碳（CO₂）、饱和水以及其它杂质。天然气中硫化物和氰化物的存在，会造成设备和管道的腐蚀，引起化学反应催化剂的中毒失活，直接影响最终产品的收率和质量。当其作为民用燃料时，产生的排放废气中的硫化物污染环境，危害人类健康，因此需要将天然气中的硫化氢（H₂S）、硫醇类等有害成分脱除，以满足工业生产和民用商品气的使用要求。

油井产油的同时会产生大量的伴生气，而这部分伴生气中含有丰富的C3、C4组分，同时也含有高浓度的H₂S，若伴生气直接进入轻烃区进行加工处理，则会影响液化气的质量，使液化气含硫超标，对设备管道有较大的腐蚀性，因此，脱硫系统是保证液化气质量，减轻设备腐蚀的必备装置。

采用三甘醇脱水橇脱水时,部分H₂S气体溶解在溶液中，随着溶液的再生被解析出来，随再生尾气排放至大气中，造成集气站及周边环境污染。因此，需要对脱水橇排放的再生尾气进行治理。

目前，国内含硫气体的脱硫方法主要有湿法工艺和干法工艺。其中，湿法脱硫是指通过气-液接触，将天然气中的H₂S、硫醇类转移至液相，天然气得到净化，而后对脱硫液进行再生循环使用。最常用的湿法脱硫包括醇胺法，比如EDMA脱硫，通常选用碱液洗脱硫醇工艺来脱除天然气中的硫醇。

含硫气体的脱硫系统一般包括吸收塔、脱硫塔，以及气液分离装置三大核心部分。其中，脱硫塔主要采用喷淋碱溶液的方式进行脱硫，因此，从脱硫塔排出的气体含有大量水分，如不对其进行气液分离，则该种包含化学物质的液体将对外界环境造成较大的破坏。

现有气液分离装置存在气、液分离效率低、分离不彻底的技术缺陷，为了实现含硫气体处理工艺中的气液分离，同时满足天然气脱硫、伴生气脱硫、三甘醇脱水尾气脱硫等不同脱硫场景的应用，需要开发一种气、液分离效果好的通用型气液分离装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种天然气高效离心组合式消泡装置。所述消泡装置安装在气液分离塔中，实现了从脱硫塔排出的气液混合物的预分离，为后续气体的进一步处理提供了条件。本实用新型的天然气高效离心组合式消泡装置设计合理，有效提高了气液分离塔的气、液分离效率。

针对所述有待解决的技术问题，本实用新型采取如下的技术方案：

一种天然气高效离心组合式消泡装置，其包括安装在气液分离塔内部的弧形叶片气液预分离件和多管轴流式高效旋风分离件，所述多管轴流式高效旋风分离件设置在弧形叶片气液预分离件的上方，所述气液分离塔具有气液进口，经气液进口输入所述气液分离塔的气液混合物依次通过弧形叶片气液预分离件和多管轴流式高效旋风分离件实现气、液分离。

进一步地，所述弧形叶片气液预分离件包括支撑板、盖板和弧形叶片，所述弧形叶片具有多个且设置在支撑板上，所述盖板设置在弧形叶片的上方，所述盖板通过紧固件与支撑板连接为一体。

作为本技术方案的优选实施方式之一，所述支撑板具有两个，两个支撑板处于同一平面且均为长条状，每个支撑板上均间隔布置多个弧形叶片，弧形叶片的下沿垂直固定在支撑板的上表面，所述弧形叶片的弯曲开口均朝向气液进口。

作为本技术方案的优选实施方式之一，所述每个支撑板均包括气液进口近端和气液进口远端，所述两个支撑板的气液进口近端分布在气液进口中心线的两侧，所述两个支撑板的气液进口远端相交或是气液进口远端的延长线相交，所述两个支撑板的气液进口远端之间的距离大于气液进口远端之间的距离。

进一步地，所述多管轴流式高效旋风分离件包括旋风盘，所述旋风盘开设有多个旋风通孔，在每个旋风通孔中设置多个旋风叶片，在旋风盘上设置用于实现气液分离的旋风分离组件，所述旋风分离组件由多个轴流式旋风件构成，每个轴流式旋风件安装在所述旋风通孔的上方且与旋风通孔相通；在所述旋风盘的上方设置密封隔板和塔顶补雾装置，所述密封隔板在塔顶补雾装置旋风盘之间，所述旋风分离组件穿过密封隔板。

进一步地，所述每个轴流式旋风件包括内部连通的第一旋风筒和第二旋风筒，所述第一旋风筒安装在所述旋风通孔的上方，所述第二旋风筒安装在所述第一旋风筒的顶部，在所述第二旋风筒的顶部侧壁上开设第二旋风筒出气口，在所述第一旋风筒的侧壁上开设第一旋风筒气液出口，在所述第一旋风筒的顶部安装多个具有开口的旋风管所述旋风管排布在所述第二旋风筒的周围。

作为本技术方案的优选实施方式之一，所述第一旋风筒的侧壁上开设四个第一旋风筒气液出口，所述第一旋风筒气液出口在第一旋风筒的侧壁上对称布置；所述第一旋风筒的顶部安装四个所述旋风管，所述旋风管围绕所述第二旋风筒对称布置。

进一步地，所述密封隔板上具有连通第二排污管的开口，塔顶补雾装置和密封隔板之间的液体通过第二排污管排出；所述旋风盘具有连通第一排污管的开口，密封隔板和旋风盘之间的液体通过第一排污管排出。

进一步地，所述天然气高效离心组合式消泡装置还包括安装在气液分离塔内部的塔中部补雾装置，所述塔中部补雾装置安装在弧形叶片气液预分离件和多管轴流式高效旋风分离件之间。

与现有技术相比，本实用新型所述天然气高效离心组合式消泡装置，至少具有下述的有益效果或优点：

本实用新型给出的天然气高效离心组合式消泡装置，其包括安装在气液分离塔内部的弧形叶片气液预分离件和多管轴流式高效旋风分离件，以及安装在弧形叶片气液预分离件和多管轴流式高效旋风分离件之间的塔中部补雾装置。

所述弧形叶片气液预分离件，用于实现气液混合物的气、液预分离，为进一步彻底分离液体中的气体提供了条件。其支撑板、盖板和弧形叶片围成喇叭状空腔。在容器壁上开设气液进口，经气液进口输送至容器内部的气液混合物进入所述喇叭状空腔中。在支撑板上布置多个弧形叶片，且弧形叶片的弯曲开口均朝向气液进口。气液混合物因惯性、压力而冲击弧形叶片，弧形叶片对气液混合物具有一定的阻挡作用，气液混合物中的气体因受力作用而从液体中溢出。

所述多管轴流式高效旋风分离件，包括安装在气液分离塔内部的旋风盘、密封隔板和塔顶补雾装置。在所述旋风盘开设有多个旋风通孔，在每个旋风通孔设置多个旋风叶片，在旋风盘上设置用于实现气液分离的旋风分离组件，旋风分离组件由多个轴流式旋风件构成，每个轴流式旋风件安装在旋风通孔的上方且与旋风通孔相通。而旋风分离组件由多个轴流式旋风件组成，每个轴流式旋风件包括内部连通的第一旋风筒和第二旋风筒，第一旋风筒与旋风通孔相通，第一旋风筒的侧壁上开设第一旋风筒气液出口， 第二旋风筒出气口处于塔顶补雾装置之中。还有，在第一旋风筒的顶部安装多个具有开口的旋风管，旋风管的开口处在密封隔板的上方。

进入气液分离塔内部的气液混合物向分离塔的顶部移动，受到旋风盘的阻挡。气液混合物在旋风通孔中的旋风叶片的作用下，在第一旋风筒内部螺旋上升。气液混合物在离心力的作用下，液体沿第一旋风筒的内部回落至旋风盘，积聚在旋风盘上的液体经第一排污管排出。第一旋风筒内的大部分气体，并没有完全的与液体分离，并进入第二旋风筒，由于第二旋风筒出气口处于塔顶补雾装置之中，含液气体在塔顶补雾装置中对液体进行过滤，过滤出的液体汇集至密封隔板，经第二排污管排出，气体由气液分离塔顶部的出气口排出气液分离塔。

由于在第一旋风筒的侧壁上开设第一旋风筒气液出口，会有部分气液混合物在离心力的作用下，经第一旋风筒气液出口排出至第一旋风筒的外部。处在第一旋风筒外部的气液混合物，经旋风管进一步实现气液混合物的分离。经旋风管未能分离的气液混合物受到塔顶补雾装置的阻挡，含液气体在塔顶补雾装置中对液体进行过滤，过滤出的液体汇集至密封隔板，经第二排污管排出，气体由气液分离塔顶部的出气口排出气液分离塔。

经工程应用实践得到证实，本实用新型所述天然气高效离心组合式消泡装置，增强了气、液分离效果，实现了气、液的彻底分离。同时，所述天然气高效离心组合式消泡装置设计合理，安装方便，适用于天然气脱硫、伴生气脱硫、三甘醇脱水尾气脱硫等领域。

附图说明

图1是本实施例所述天然气高效离心组合式消泡装置的立面图。

图2是本实施例所述弧形叶片气液预分离件的构造示意图。

图3是图2所示弧形叶片气液预分离件的A-A截面图。

图4是本实施例所述多管轴流式高效旋风分离件的结构立面图。

图5是本实施例所述轴流式旋风件的部分结构示意图。

图6是本实施例所述旋风分离组件在旋风盘上的排布示意图。

图7是本实施例所述第一排污管、第二排污管的布局示意图。

附图标记说明：1、弧形叶片气液预分离件；2、塔中部补雾装置；3、多管轴流式高效旋风分离件；4、气液分离塔；5、橇座；6、气液进口；7、出气口；8、排污口；9、第一排污管；10、第二排污管；11、盖板；12、支撑板；13、弧形叶片；14、紧固件；15、吊耳； 16、支撑座；

31、旋风盘；32、密封隔板；33、吊耳；34、塔顶补雾装置；35、塔顶补雾连接件；36、旋风管；37、轴流式旋风件；371、第一旋风筒；372、第二旋风筒； 373、第一旋风筒气液出口；374、第二旋风筒出气口；311、旋风叶片。

具体实施方式

为叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”与附图本身的“左”、“右”、“上”、“下”方向一致。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例给出一种天然气高效离心组合式消泡装置，主要用于实现气液混合物中气、液的分离。整体而言，所述消泡装置包括安装在气液分离塔4内部的弧形叶片气液预分离件1和多管轴流式高效旋风分离件3，所述多管轴流式高效旋风分离件3设置在弧形叶片气液预分离件1的上方。在弧形叶片气液预分离件1和多管轴流式高效旋风分离件3之间还安装有塔中部补雾装置2。所述气液分离塔4具有气液进口6，经气液进口6输入所述气液分离塔4的气液混合物依次通过弧形叶片气液预分离件1、塔中部补雾装置2、多管轴流式高效旋风分离件3实现气、液分离。所述气液分离塔4安装在橇座5上。

图2给出了弧形叶片气液预分离件1的构造示意图。弧形叶片气液预分离件1安装在气液分离塔4的内壁上。为了充分实现弧形叶片气液预分离件1的功能，还需要气液进口6与之配合。所述气液进口6开设在气液分离塔4上，气液进口6与弧形叶片气液预分离件1相对设置，气液进口6连接向气液分离塔4输送待分离的气液混合物的管道，气液混合物经气液进口6进入弧形叶片气液预分离件1内部，在弧形叶片气液预分离件1内部实现气、液的预分离。如图3所示，弧形叶片气液预分离件1的内部具有喇叭状空腔，喇叭状空腔朝向所述气液进口6，经气液进口6输入所述气液分离塔4内部的气液混合物通过弧形叶片气液预分离件1实现气、液初步分离。这里的喇叭状空腔用于描述弧形叶片气液预分离件1内部的开口形状，即弧形叶片气液预分离件1内部一端的开口大，与之相对的另一端开口小或是没有开口。开口大的一端朝向气液进口6，开口大小的一端远离气液进口6。

结合图2和3所示，弧形叶片气液预分离件1主要由支撑板12、盖板11和弧形叶片13构成。其中，盖板11处于支撑板12的上方，在盖板11、支撑板12之间的区域排布多个弧形叶片13，所述盖板11通过紧固件14与支撑板12连接为一体。盖板11的作用是阻挡经气液进口6输入所述气液分离塔4内部的气液混合物过快的流出所述弧形叶片气液预分离件1，避免因此引起的气、液预分离效果不佳。支撑板12的作用是在其上安装、排布多个弧形叶片13。

如图2所示，每个弧形叶片13为独立的弧形结构件，为了便于描述每个弧形叶片13的结构，可以人为地将每个弧形叶片13分为连为一体的叶片外缘部、叶片弧形部和叶片内缘部。其中，叶片弧形部具有一定的弯曲弧度。叶片内缘部下沿的全部，还有叶片弧形部下沿的一部分焊接在支撑板12的上表面，焊接方式可以是点焊也可以是连续焊。而叶片外缘部、叶片内缘部可以具有一定的弧度，或是平面状。优选地，叶片外缘部、叶片内缘部的宽度相同。进一步地，所述弧形叶片13在支撑板12的表面间隔排布，且弧形叶片13的弯曲开口均朝向气液进口6。这里的间隔排布，包括弧形叶片13之间的等间距排布。

在一优选的实施例中，所述弧形叶片气液预分离件1中包括两个支撑板12。这两个支撑板122处于同一平面且均为长条状，比如支撑板12为长条状的不锈钢板。为了便于描述两个支撑板12的相对位置关系，可以人为地将长条状支撑板12的两端分别定义为气液进口近端和气液进口远端。气液进口近端是指空间位置靠近气液进口6的支撑板12的一端，而气液进口远端是指空间位置远离气液进口6的支撑板12的另一端。所述两个支撑板12的气液进口近端分布在气液进口6中心线的两侧，两个支撑板12的气液进口远端相交或是气液进口远端的延长线相交，两个支撑板12的气液进口远端之间的距离大于气液进口远端之间的距离。两个支撑板12的气液进口远端相交在一起，两个支撑板12在气液分离塔4内部的排布位置取决于气液分离塔4内壁上的支撑座16的空间位置。

优选地，所述每个支撑板12上均间隔布置多个弧形叶片13，弧形叶片13的下沿垂直固定在支撑板12的上表面。所述两个支撑板12沿气液进口6的中心线对称设置，且两个支撑板12上的弧形叶片13沿气液进口6的中心线对称焊接。具体应用中，每个弧形叶片13的宽度要大于每个支撑板12的宽度，这样每个弧形叶片13的叶片弧形部的一部分和叶片外缘部可以伸出支撑板12。

为了在气液分离塔4内安装所述弧形叶片气液预分离件1，在气液分离塔4内壁上设置上述支撑座16。优选地，支撑座16为不锈钢材质，并可以通过焊接的方式固定在气液分离塔4内壁上。上述构成弧形叶片气液预分离件1的支撑板12、盖板11和弧形叶片13，通过紧固件14结合为一体。紧固件14穿过支撑板12、盖板11并与支撑座16固接为一体。在本实施例中，紧固件14包括螺栓、垫片和螺帽。优选地，所述气液分离塔4内壁上焊接三个支撑座16，其中一个支撑座16处于气液进口6的中心线上，另两个支撑座16对称分布在气液进口6的中心线的两侧，所述三个支撑座16的上表面处于同一平面。

还有，所述盖板11上设置有吊耳15，在吊耳15上开设有通孔。吊耳15选用不锈钢材质，主要作用是辅助固定弧形叶片气液预分离件1的作用。吊耳15为变片状结构件，可以通过焊接的方式固定在盖板11的上表面。在具体的实施例中，弧形叶片气液预分离件1通过吊耳15可以固定在第一排污管9上。

所述多管轴流式高效旋风分离件3安装在气液分离塔4的中上部，其主要构成部件包括安装在气液分离塔4内部的旋风盘31、密封隔板32和塔顶补雾装置34，以及安装在旋风盘31上的旋风分离组件。

图4给出了所述旋风盘31、密封隔板32和塔顶补雾装置34的安装相对关系。密封隔板32安装在旋风盘31、塔顶补雾装置34之间。塔顶补雾装置34靠近气液分离塔4的顶部安装，形成气液混合物的最后分离装置。旋风盘31安装在密封隔板32的下方，主要用于承载所述旋风分离组件，并实现进入气液分离塔4内部的气液混合物的螺旋上升。

图6给出了旋风分离组件在旋风盘31上的排布示意图。旋风盘31的下表面所在的圆面上均匀布置多个旋风方格，所述旋风方格的尺寸可以人为的设定。在旋风方格的中心处开设旋风通孔，每个旋风方格上开设一个旋风通孔，旋风通孔的尺寸可以人为的设定。为了改变气液混合物的上升路径，在旋风通孔中焊接多个旋风叶片311，多个旋风叶片311按一定的角度交错排布呈螺旋状。由于进入气液分离塔4内部的气液混合物受到旋风盘31的阻挡，不能直接上升至气液分离塔4的顶部，而是通过旋风通孔进入旋风分离组件中。

旋风分离组件安装在旋风盘31的上方，并由多个轴流式旋风件37组成。旋风分离组件在旋风盘31上的排布方式与开设在旋风盘31上的旋风通孔密切相关。图5给出了轴流式旋风件37的部分结构。每个轴流式旋风件37的主要构成组件包括内部连通的第一旋风筒371和第二旋风筒372。第一旋风筒371和第二旋风筒372均为内部中空的圆柱体结构件。第一旋风筒371的内径大于第二旋风筒372的内径，且第一旋风筒371和第二旋风筒372相通，并构成气体的主要通道。在安装位置关系上，第一旋风筒371安装在所述旋风通孔的上方，所述第二旋风筒372安装在第一旋风筒371的顶部。

第一旋风筒371与旋风通孔相通，在多个旋风叶片311的作用下，气液混合物在第一旋风筒371内部螺旋上升。气液混合物在离心力的作用下，质量较重的液体会被较大程度的分离出，被分离出的液体沿第一旋风筒371的内部回落至旋风盘31。第一旋风筒371的侧壁上开设第一旋风筒气液出口373，优选地，每个第一旋风筒371的侧壁上开设4个等同的第一旋风筒气液出口373，第一旋风筒气液出口373在第一旋风筒371的侧壁上对称排布。由于在第一旋风筒371的侧壁上开设第一旋风筒气液出口373，会有部分气液混合物在离心力的作用下，经第一旋风筒气液出口373排出至第一旋风筒371的外部。

为了有效处理排出至第一旋风筒371的外部气液混合物，如图4所示，在第一旋风筒371安装多个具有开口的旋风管36，所述旋风管36排布在所述第二旋风筒372的周围。优选地，在每个第一旋风筒371的顶部设置4个旋风管36，旋风管36围绕所述第二旋风筒372对称布置。由于旋风管36并非圆柱状的结构，其形状不同于所述第一旋风筒371和第二旋风筒372，所述旋风管36的开口开在其侧壁上。排出至第一旋风筒371的外部气液混合物经过旋风管36，旋风管36的侧壁会对气液混合物进行阻挡，进而实现气、液的部分分离，分离出的液体沿旋风管36的内壁回流至旋风盘31。

第二旋风筒372的顶部侧壁上开设第二旋风筒出气口374。通过第一旋风筒371的气液混合物并没有完全的实现气液分离，进入第二旋风筒372的气体由第二旋风筒出气口374排出。为了彻底将气体中的水分分离出，所述第二旋风筒372的顶部伸入塔顶补雾装置34，且第二旋风筒出气口374处于塔顶补雾装置34之中。这样，第二旋风筒372的气体在排出气液分离塔4之前，需要经过塔顶补雾装置34的过滤和阻挡作用，使得气体中的水分彻底分离。在实际的应用中，所述塔顶补雾装置34的作用类似于滤网。经过塔顶补雾装置34的气体已完全脱去了水分，由气液分离塔4顶部的出气口7排出。在塔顶补雾装置34的上方焊接吊耳33，用于固定所述塔顶补雾装置34。此外，塔顶补雾装置34通过塔顶补雾连接件35固定于气液分离塔4的内壁上。

所述密封隔板32安装在第一旋风筒371和第二旋风筒372的结合处，且旋风管31的开口处在密封隔板32的上方。如图7所示，密封隔板32上具有连通第二排污管10的开口，塔顶补雾装置34和密封隔板6之间的液体通过第二排污管10排出。所述旋风盘31上具有连通第一排污管9的开口，密封隔板32和旋风盘31之间的液体通过第一排污管9排出。如图1所示，在弧形叶片气液预分离件1和多管轴流式高效旋风分离件3之间具有塔中部补雾装置2，经弧形叶片气液预分离件1预分离后的气液混合物，通过塔中部补雾装置2进行阻挡。由第一排污管9、第二排污管10排出的污水，汇集在气液分离塔4的底部，通过气液分离塔4底部的排污口8排出。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。