一种组合式液化分离器的制作方法

本实用新型涉及油气回收技术领域，特别涉及一种组合式液化分离器。

背景技术：

油气回收组合式液化分离器是加油站、油库、鹤管装车、炼油厂、化工厂等地方的油气回收处理装置的重要组成部分，主要用于挥发性废气（VOCs）特别是油气的回收处理，通过冷凝将挥发性废气由气态变成液态回收，加以利用，既有一定的经济效益，又能达到环保的目的。

但是，目前油气回收处理装置大多采用二级冷凝工艺，一般需要一个换热器，两个蒸发器，一套单机制冷机组和一套复叠制冷机组，设备耗电量大，占用空间大，制造成本高；而且现在油气冷凝后的尾气一般是直接排入空气或者送入吸附装置中，对于尾气中的冷量没有充分利用。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种冷量利用率高、油气行程大、结构紧凑、油气回收率高的油气回收组合式液化分离器。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种组合式液化分离器，包括外壳体，所述外壳体内设有内箱体，所述外壳体与内箱体之间设有保温层，所述保温层里设有“[”形的支撑梁；所述内箱体由左至右分别通过第一隔板、第二隔板和第三隔板分隔为换热室、冷凝室、分离室和捕集室；

所述换热室前后两端分别设有前腔室和后腔室，所述前腔室与后腔室之间通过阵列式分布的翅片管Ⅰ连通，所述前腔室设中间尾气进口，所述后腔室设尾气出口；所述冷凝室内设有若干组异型蛇管，各组所述异型蛇管的上端开口连接分布器，下端开口连接收集器；所述分离室内设置有离心碰撞分离装置；所述捕集室内设捕集板；

所述液化分离器外壳体上侧面左后角位置设有与换热室连通的原料气气源进口；所述液化分离器外壳体后侧面左上角位置设有尾气出口；所述液化分离器外壳体前侧面设置中间尾气出口和中间尾气进口，所述中间尾气出口和中间尾气进口之间在液化分离器外壳体外侧通过连接件连接；

所述第一隔板上设有连通孔Ⅰ和半圆连通孔Ⅰ；所述第二隔板上设有连通孔Ⅱ；所述第三隔板上设有连通孔Ⅲ和半圆连通孔Ⅱ；所述连通孔Ⅰ与连通孔Ⅱ设置于对应腔室的对角线位置；所述换热室和冷凝室的左右侧壁前后交错设置有折流板Ⅰ和折流板Ⅱ；所述冷凝室和捕集室底部分别设有排油口Ⅰ和排油口Ⅱ。

作为优选方案，所述外壳体形状为长方体，材质为碳钢；所述内箱体形状为长方体，材质为不锈钢；所述保温层的保温材料采用的是聚氨酯发泡材料。

作为优选方案，所述翅片管Ⅰ包括基管Ⅰ和翅片Ⅰ，所述基管Ⅰ为不锈钢无缝钢管，所述基管Ⅰ直径为30mm，厚度为2mm，所述翅片Ⅰ为铝制翅片，所述翅片Ⅰ外直径为60mm，厚度1mm，片间距5mm。

作为优选方案，所述异型蛇管包括呈阵列形式排列的翅片管Ⅱ，各所述翅片管Ⅱ通过弯头Ⅰ相互串联连通后形成异型蛇管；所述翅片管Ⅱ包括基管Ⅱ和翅片Ⅱ，所述基管Ⅱ为不锈钢无缝钢管，所述基管Ⅱ直径为19mm，厚度1mm，所述翅片Ⅱ为铝制翅片，所述翅片Ⅱ外直径为38mm，厚度为0.3mm，片间距3mm。

作为优选方案，所述离心碰撞分离装置由变径、弯头Ⅱ、挡板和挡板支撑组成，所述变径大端直径为气源进口直径的75~85%，小端直径为气源进口直径的50~60%，所述弯头Ⅱ直径与变径小端直径尺寸相同，弯头Ⅱ角度为120°~150°，所述挡板为圆形钢板，其直径为弯头Ⅱ直径的1.8~2.2倍。

作为优选方案，所述折流板Ⅰ和折流板Ⅱ的宽度为其所在对应腔室宽度的75~85％，所述折流板Ⅰ上设有2排竖直排列的连通孔Ⅳ和1排竖直排列的半圆连通孔Ⅲ，每排各有11个；所述折流板Ⅱ上设有4排竖直排列的连通孔Ⅴ和1排竖直排列的半圆连通孔Ⅳ，每排各有16个。

作为优选方案，所述第一隔板上设有竖直排列的12个连通孔Ⅰ和1个半圆连通孔Ⅰ，所述连通孔Ⅰ直径为气源进口直径的1/4，所述第二隔板上设有1个连通孔Ⅱ，所述连通孔Ⅱ直径为气源进口直径的75~85%；所述第三隔板上设有67个连通孔Ⅲ和3个半圆连通孔Ⅱ，任意3个上下相邻的所述连通孔Ⅲ形呈等边三角形，所述连通孔Ⅲ的直径为气源进口直径的1/8；所述气源进口的位置与连通孔Ⅰ位置在换热室内呈对角线布置；所述中间尾气出口位置与连通孔Ⅱ位置呈对角线布置。

作为优选方案，所述捕集板有6个，所述捕集板由固定板和丝网组成，所述固定板下方设有3个半圆连通孔Ⅴ，所述丝网的丝径为0.5mm，所述丝网围成菱形的网格，所述网格的长对角线为4mm，短对角线为2mm。

作为优选方案，所述排油口Ⅰ和排油口Ⅱ位于液化分离器内箱体下侧面，并伸出外壳体外，以法兰接口的形式与储油罐连接；所述气源进口和尾气出口均以法兰接口的形式设置在外壳体之外；所述中间尾气出口和中间尾气进口通过法兰在外壳体之外以活动的形式连接。

作为优选方案，所述连接件包括法兰、钢管和弯头Ⅲ。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型将普通二级冷凝工艺改为一级冷凝，将所需配套的两套制冷机组改为一套，设置了换热装置、油气离心碰撞分离装置和油气捕集装置，并将需要的一个换热器、一个蒸发器、一套离心碰撞分离装置和一套油气捕集装置集中于一个一体式组合式液化分离器内，一方面结构紧凑，占用空间小，节省材料，降低了制造成本；另一方面外表面积大大减小，散热面积大大减小，提高了冷量利用率，更加节能；同时油气离心碰撞分离装置和油气捕集装置的设置，可使油气回收率大大提高；若采用此组合式液化分离器，在油气回收处理装置减少一套制冷机组和一台蒸发器的情况下，油气回收率并不降低，这可简化处理工艺，使设备结构简单合理，大大降低设备制造成本和运行成本。本实用新型采用低温尾气作为换热器的冷量来源，能够充分利用尾气中的冷量，即冷量利用率高，能够节约能源；换热器和冷凝室均采用翅片管，大大增加了传热面积，使传热效率大大提高；宽度为其所在对应腔室宽度的75~85％的折流板使油气行程加大，冷热交换更充分，冷凝效果更好；本实用新型中设置了油气离心碰撞分离装置和油气捕集装置，对处于过冷状态的飘忽不定的微小油气液粒进行多级分离回收，大大提高了回收率。

附图说明

图1是一种油气组合式液化分离器的主视图；

图2是一种油气组合式液化分离器的俯视图；

图3是一种油气组合式液化分离器的左视图；

图4是换热室内翅片管示意图；

图5是第一隔板的示意图；

图6是第二隔板的示意图；

图7是冷凝室内翅片管示意图；

图8是第三隔板的示意图；

图9是捕集板的示意图；

图10是分布器的示意图；

图11是冷凝室内翅片管经弯头连接后的异型蛇管的示意图；

图12是换热室折流板的示意图；

图13是冷凝室折流板的示意图。

图中，101排油口Ⅰ，102排油口Ⅱ，2外壳体，3保温层，4内箱体，5换热室，501翅片管Ⅰ，50101基管Ⅰ，50102翅片Ⅰ，502第一隔板，50201连通孔Ⅰ，50202半圆连通孔Ⅰ，503前腔室，504后腔室，505折流板Ⅰ，50501连通孔Ⅳ，50502半圆连通孔Ⅲ，6气源进口，7冷凝室，701翅片管Ⅱ，702弯头Ⅰ，703第二隔板，70301连通孔Ⅱ，704异形蛇管，705折流板Ⅱ，70501连通孔Ⅴ，70502半圆连通孔Ⅳ，8分离室，801变径，802弯头Ⅱ，803挡板，804挡板支撑，805第三隔板，80501连通孔Ⅲ，80502半圆连通孔Ⅱ，806离心碰撞分离装置，9尾气出口，10分布器，11收集器，12支撑梁，13捕集室，1301捕集板，130101固定板，130102丝网，130303网格，130304半圆连通孔Ⅴ，14中间尾气出口，15连接件，1501法兰，1502钢管，1503弯头Ⅲ，16中间尾气进口。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1至13所示，一种组合式液化分离器，包括长方体形的外壳体2，所述外壳体2内设有长方体形的内箱体4，所述外壳体2与内箱体4之间设有保温层3，外壳体2的材质为碳钢，内箱体4的材质为不锈钢，保温层3的保温材料采用的是聚氨酯发泡材料，所述保温层3里设有“[”形的支撑梁12，对保温层3起到支撑作用；所述内箱体4由左至右分别通过第一隔板502、第二隔板703和第三隔板805分隔为换热室5、冷凝室7、分离室8和捕集室13；

所述换热室5前后两端分别设有前腔室503和后腔室504，所述前腔室503与后腔室504之间通过阵列式分布的翅片管Ⅰ501连通，所述翅片管Ⅰ501包括基管Ⅰ50101和翅片Ⅰ50102，基管Ⅰ50101为不锈钢无缝钢管，基管Ⅰ50101直径为30mm，厚度为2mm，翅片Ⅰ50102为铝制翅片，翅片Ⅰ50102外直径为60mm，厚度为1mm，片间距5mm；所述前腔室503设中间尾气进口16，所述后腔室504设尾气出口9；所述冷凝室7内设有若干组异型蛇管704，所述异型蛇管704包括呈阵列形式排列的翅片管Ⅱ701，各所述翅片管Ⅱ701通过弯头Ⅰ702相互串联连通后形成异型蛇管704；所述翅片管Ⅱ701包括基管Ⅱ70101和翅片Ⅱ70102，基管Ⅱ70101为不锈钢无缝钢管，基管Ⅱ70101直径为19mm，厚度为1mm，翅片Ⅱ70102为铝制翅片，翅片Ⅱ70102外直径为38mm，厚度为0.3mm，片间距3mm；各组所述异型蛇管704的上端开口连接分布器10，下端开口连接收集器11；所述分离室8内设置有离心碰撞分离装置806；所述离心碰撞分离装置806由变径801、弯头Ⅱ802、挡板803和挡板支撑804组成，所述变径801大端直径为气源进口6直径的75~85%，小端直径为气源进口6直径的50~60%，所述弯头Ⅱ802直径与变径801小端直径尺寸相同，弯头Ⅱ802角度为120°~150°，所述挡板803为圆形钢板，其直径为弯头Ⅱ802直径的1.8~2.2倍；所述捕集室13内设6个捕集板1301，所述捕集板1301由固定板130101和丝网130102组成，所述固定板130101下方设有3个半圆连通孔Ⅴ130104，所述丝网130102的丝径为0.5mm，所述丝网130102围成菱形的网格130103，所述网格130103的长对角线为4mm，短对角线为2mm；

所述液化分离器外壳体2上侧面左后角位置设有与换热室5连通的原料气气源进口6；所述液化分离器外壳体2后侧面左上角位置设有尾气出口9；所述液化分离器外壳体2前侧面设置中间尾气出口14和中间尾气进口16，所述中间尾气出口14和中间尾气进口16之间在液化分离器外壳体外侧通过连接件15连接，所述连接件15包括法兰1501、钢管1502和弯头Ⅲ1503；

所述第一隔板502上设有竖直排列的12个连通孔Ⅰ50201和1个半圆连通孔Ⅰ50202，所述连通孔Ⅰ50201直径为气源进口6直径的1/4，所述第二隔板703上设有1个连通孔Ⅱ70301，所述连通孔直径为气源进口6直径的75~85%；所述第三隔板805上设有67个连通孔Ⅲ80501和3个半圆连通孔Ⅱ80502，任意3个上下相邻的所述连通孔Ⅲ80501呈等边三角形，所述连通孔Ⅲ80501的直径为气源进口6直径的1/8；所述气源进口6的位置与连通孔Ⅰ50201位置在换热室5内呈对角线布置；所述中间尾气出口14位置与连通孔Ⅱ70301位置呈对角线布置；

所述换热室5和冷凝室7的左右侧壁前后交错设置有折流板Ⅰ505和折流板Ⅱ705，所述折流板Ⅰ505和折流板Ⅱ705的宽度为其所在对应腔室宽度的75~85％，所述折流板Ⅰ上设有2排竖直排列的连通孔Ⅳ50501和1排竖直排列的半圆连通孔Ⅲ50502，每排各有11个；所述折流板Ⅱ705上设有4排竖直排列的连通孔Ⅴ70501和1排竖直排列的半圆连通孔Ⅳ70502，每排各有16个；所述冷凝室7和捕集室13底部分别设有排油口Ⅰ101和排油口Ⅱ102，所述排油口Ⅰ101和排油口Ⅱ102位于液化分离器内箱体4下侧面，并伸出外壳体2外，以法兰接口的形式与储油罐连接；所述气源进口6和尾气出口9均以法兰接口的形式设置在外壳体2之外；所述中间尾气出口14和中间尾气进口16通过法兰在外壳体2之外以活动的形式连接。

本实用新型工作原理：原料气即高浓度油气首先通过经鼓风机适当增压后导入气源进口6进入换热室5，换热室5内的冷凝温度为1~10℃，经折流板505导流曲折前进最终到达第一隔板502的连通孔Ⅰ50201进入冷凝室7，冷凝室7内的冷凝温度为-30~-40℃，冷凝室7的翅片管Ⅱ701内由制冷压缩机组提供制冷剂，制冷剂气化吸热冷却油气，原料气在冷凝室7内经折流板Ⅱ705导流曲折前进最后到达冷凝室7末端，经第二隔板703的连通孔Ⅱ70301经离心碰撞分离装置801进入分离室8，分离室8内的冷凝温度为-25~-35℃，原料气在分离室8减速后经第三隔板805导流到捕集室13，捕集室13内的冷凝温度为-25~-35℃，在捕集室13内穿过6块捕集板1301后汇集到中间尾气出口14，再经连接装置15由中间尾气进口16进入前腔室503，中间尾气在前腔室503内均匀分布后经换热室5的翅片管Ⅰ501内流进后腔室504，然后由尾气出口9流出，进入下一个处理单元（吸附单元或膜分离单元）；在此过程中，换热室5和分离室8内的冷凝液化油通过半圆连通孔Ⅰ50202、半圆连通孔Ⅱ80502分别进入冷凝室7、捕集室13，分别由排油口Ⅰ101、排油口Ⅱ102排出进入储油罐。

本实用新型中，制冷压缩机组的制冷剂经分布器10进入各个异型蛇管704，制冷剂在异型蛇管704内自上而下进入收集器11，有利于制冷剂残液回流，能够保证冷凝效果稳定，提高油气凝结回收的出油量。

本实用新型中，中间尾气自捕集室13经连接件15进入前腔室503后，由前腔室503直接在翅片管Ⅰ501内单向进入后腔室504，与换热室5内翅片管Ⅰ502外的油气形成逆向流动，换热合理，效果稳定，经尾气出口9排出组合式液化分离器，进行再处理或尾气排空。

本实用新型设置了分离室8，分离室8内设置一套离心碰撞分离装置806，离心碰撞分离装置806由变径801、弯头Ⅱ802、挡板803和挡板支撑804组成，变径801大端直径为气源进口6直径的75~85%，这样，油气进入碰撞分离装置后流速会突然加大，油气微粒在弯头内做环形运动，由于弯头角度为120°~150°，在离心力的作用下，油气微粒被分离出来粘附在弯头壁上，逐渐积累形成液体沿弯头壁流至分离室底部，其余油气及油气微粒高速撞向挡板803，又有部分油气微粒被粘附在挡板803上，逐渐积累形成液体沿挡板壁流至分离室底部，此种离心分离法和碰撞分离法属于机械分离，不需要冷量，既节能又提高了油气回收率。

本实用新型设置了捕集室13，捕集室13内设6个捕集板1301，每个捕集板1301的捕集部分由3层丝网130101组成，形成丝网除雾器，丝网130101的丝径为0.5mm，网格130103呈菱形，该菱形长对角线为4mm，短对角线为2mm；丝网捕雾器作用机理为：夹带在气相中的细小液体油气微粒（即油气雾滴），经过丝网130101时，雾滴碰到丝网130101上，被粘附或吸附下来，经过反复多次（6次左右）吸附雾滴，极小的雾滴附聚、聚结成为大的液滴，液滴在重力的作用下，沿着丝网130101丝与丝的交叉点向下运动，同时继续吸附气体中夹带的雾滴，长大的雾滴流到丝网130101的底部，以靠液滴自身的重力跌落下来，实际上，在吸收过程中，由于整个丝网除雾器的内部充满了吸附下来的雾滴，增强了金属丝网的吸附能力，使得正常工作时，除雾丝网的除雾率大幅度提高，能够将极小的雾滴有效地吸附与脱出下来。这种丝网除雾器具有压降小、除雾效率高的特点，对于3μm以上的雾滴，其除雾除效率可达到98%以上，因而大大提高了油气回收率。

本实用新型属于四合一式组合式液化分离器，即集换热、冷凝、分离、捕集于一体，结构紧凑，占地面积小，节能，油气回收率高。

本实用新型所述的油气吸附装置、鼓风机、制冷压缩机组均为现有设备，其结构和工作原理也为现有技术，可在市场上成套采购，因此不再对其进行详细说明。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述具体实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述具体实施方式，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应落入本实用新型的保护范围内。