一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種蒸發(fā)式氣液分離裝置，其涉及一種氣液分離裝置，特別是涉及一種采用加熱方式分離液體中氣體的蒸發(fā)式氣液分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]濕式絡(luò)合吸收法是煙氣脫硝技術(shù)新的研究進(jìn)展。1993年，在美國(guó)能源部資助下，Benson等在Dravo石灰公司進(jìn)行了 Fe (II)EDTA同時(shí)脫硫脫硝的中試研究，吸收劑為6%的氧化鎂增強(qiáng)石灰，脫硫率為99%，脫硝率大于60%。
[0003]Fe (II)EDTA中文全稱是“乙二胺四乙酸亞鐵”，是一種螯合物。煙氣中的氮氧化物主要是NO，中文名稱是“一氧化氮”，煙氣中的NO與Fe (II)EDTA反應(yīng)生成Fe (II)EDTA(NO)，中文全稱是“亞硝酰亞鐵螯合物”。Fe (II) EDTA (NO)可以用蒸汽加熱等辦法解吸出高濃度的NO，同時(shí)還原成Fe (II) EDTA。
[0004]目前，濕式絡(luò)合吸收法還沒(méi)有進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用，上述的中試研究中，是煙氣在脫硫的同時(shí)進(jìn)行脫硝。濕式絡(luò)合吸收法的另外一種工藝發(fā)展方向是，煙氣在脫硫之后進(jìn)行脫硝。該脫硝工藝需要一種用蒸汽加熱Fe (II)EDTA (NO)，解吸出高濃度的NO，F(xiàn)e (II)EDTA (NO)還原成Fe (II) EDTA,同時(shí)把液體狀態(tài)的Fe (II) EDTA和氣體狀態(tài)的NO分離出來(lái)的氣液分離裝置。
[0005]目前，普通氣液分離器的結(jié)構(gòu)及其分離方法有許多種，但是沒(méi)有一種能夠滿足該濕式絡(luò)合吸收法脫硝工藝需求的氣液分離裝置的技術(shù)條件。
[0006]容積式熱交換器是在容器罐體內(nèi)安裝蒸汽盤管，冷水由進(jìn)水管流入容器罐體內(nèi)，冷水被蒸汽盤管內(nèi)流動(dòng)的蒸汽加熱成熱水后，熱水從出水管排出容器罐體。普通容積式熱交換器在容器罐體上端增加排氣管，經(jīng)過(guò)改造后的容積式熱交換器可以作為氣液分離裝置。只是Fe (II)EDTA (NO)從進(jìn)水管進(jìn)入容器罐體內(nèi)，一部分Fe (II)EDTA (NO)被加熱解吸出高濃度的NO后還原成Fe (II)EDTA, Fe (II) EDTA會(huì)與另外一部分Fe (II)EDTA (NO)混合在一起從出水管排出容器罐體，導(dǎo)致加熱Fe (II) EDTA (NO)解吸出高濃度NO的氣液分尚效率很低。
[0007]除了上述脫硝工藝之外，許多涉及氣液分離的生產(chǎn)工藝也需要一種高效率的采用加熱方式進(jìn)行氣液分離的裝置。例如，用于鍋爐給水的脫氧水生產(chǎn)工藝，丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)產(chǎn)物的生產(chǎn)工藝，中草藥萃取的生產(chǎn)工藝，生物質(zhì)有機(jī)廢棄物廢水熱解的生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服普通氣液分離器不能滿足濕式絡(luò)合吸收法脫硝工藝技術(shù)條件的缺陷，提供適用于濕式絡(luò)合吸收法脫硝工藝的，一種高效率的采用加熱方式進(jìn)行氣液分離的裝置。本發(fā)明的實(shí)施方案如下:
本發(fā)明總的特征是一種蒸發(fā)式氣液分離裝置主要由上封頭部件、罐體部件、下封頭部件、蒸發(fā)渠道部件、加熱盤管部件組成。上封頭部件安裝在罐體部件上端，下封頭部件安裝在罐體部件下端，加熱盤管部件與蒸發(fā)渠道部件連接在一起，并且加熱盤管部件位于蒸發(fā)渠道部件內(nèi)腔，加熱盤管部件和蒸發(fā)渠道部件安裝在罐體部件內(nèi)。
[0009]罐體部件從下至上依次由罐體法蘭一、罐體筒體、罐體法蘭二焊接在一起，罐體筒體呈圓筒形，罐體筒體下端側(cè)表面焊接有熱媒出口管，罐體筒體上端側(cè)表面焊接有熱媒入口管和工作液入口管。熱媒出口管的一端有法蘭，熱媒出口管有法蘭的一端位于罐體筒體的徑向外側(cè)，熱媒出口管的另一端位于罐體筒體的徑向內(nèi)側(cè)。熱媒入口管的一端有法蘭，熱媒入口管有法蘭的一端位于罐體筒體的徑向外側(cè)，熱媒入口管的另一端位于罐體筒體的徑向內(nèi)側(cè)。罐體筒體徑向內(nèi)側(cè)表面焊接有若干個(gè)渠道支架，渠道支架采用角鋼或者槽鋼。
[0010]工作液入口管的一端有法蘭，工作液入口管的另一端通過(guò)三通和彎頭與若干個(gè)工作液支管連接在一起，工作液入口管另一端的工作液支管分別是工作液支管一、工作液支管二、工作液支管三，工作液入口管有法蘭的一端位于罐體筒體的徑向外側(cè)，工作液入口管的另一端位于罐體筒體的徑向內(nèi)側(cè)。
[0011]上封頭部件從下至上依次由封頭法蘭二、封頭筒體二、橢圓封頭二、排氣管焊接在一起，封頭筒體二呈圓筒形，排氣管的一端有法蘭，排氣管的另一端焊接在橢圓封頭二的上端表面。
[0012]下封頭部件從上至下依次由封頭法蘭一、封頭筒體一、橢圓封頭一、排液管焊接在一起，封頭筒體一呈圓筒形，排液管的一端有法蘭，排液管的另一端焊接在橢圓封頭一的下端表面。
[0013]蒸發(fā)渠道部件主要由若干個(gè)蒸發(fā)渠道組成，所有的蒸發(fā)渠道呈螺旋形，所有的蒸發(fā)渠道的截面呈U形，所有的蒸發(fā)渠道的螺旋方向相同，所有的蒸發(fā)渠道的上端焊接有渠道端板，各個(gè)蒸發(fā)渠道上端的渠道端板的內(nèi)側(cè)與各個(gè)蒸發(fā)渠道的U形截面內(nèi)側(cè)形成一個(gè)呈螺旋下降的半封閉內(nèi)腔，各個(gè)蒸發(fā)渠道的螺旋直徑不相等，蒸發(fā)渠道部件裝配后所有的蒸發(fā)渠道的螺旋軸線重合，從蒸發(fā)渠道部件螺旋軸線向著徑向外側(cè)依次是蒸發(fā)渠道一、蒸發(fā)渠道二、蒸發(fā)渠道三。蒸發(fā)渠道部件安裝在罐體部件內(nèi)，各個(gè)蒸發(fā)渠道截面的下表面與渠道支架焊接在一起。工作液入口管的各個(gè)工作液支管的出口端分別位于各個(gè)蒸發(fā)渠道上端的渠道端板的內(nèi)側(cè)。
[0014]加熱盤管部件主要由若干個(gè)加熱盤管、若干個(gè)盤管支架、下連接管、上連接管組成，所有的加熱盤管呈螺旋形，所有的加熱盤管的螺旋方向相同，各個(gè)加熱盤管的螺旋直徑不相等，加熱盤管部件裝配后所有的加熱盤管的螺旋軸線重合，從加熱盤管部件螺旋軸線向著徑向外側(cè)依次是加熱盤管一、加熱盤管二、加熱盤管三，下連接管把加熱盤管一、加熱盤管二的下端連接在一起，上連接管把加熱盤管二、加熱盤管三的上端連接在一起，加熱盤管三的下端與熱媒出口管沒(méi)有法蘭的一端連接在一起，加熱盤管一的上端與熱媒入口管沒(méi)有法蘭的一端連接在一起。若干個(gè)盤管支架均勻分布在各個(gè)加熱盤管的外表面。
[0015]盤管支架呈Ω形，盤管支架截面呈矩形或者圓形，盤管支架徑向內(nèi)側(cè)是支架內(nèi)環(huán)，盤管支架徑向外側(cè)是支架外環(huán)。
[0016]加熱盤管部件與蒸發(fā)渠道部件裝配在一起時(shí)，各個(gè)加熱盤管分別安裝在對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)渠道的半封閉內(nèi)腔，并且通過(guò)若干個(gè)盤管支架把加熱盤管部件與蒸發(fā)渠道部件連接在一起，盤管支架的支架內(nèi)環(huán)安裝在各個(gè)加熱盤管的外表面，盤管支架的支架外環(huán)安裝在各個(gè)蒸發(fā)渠道的U形截面內(nèi)側(cè)，若干個(gè)盤管支架把加熱盤管部件支撐在蒸發(fā)渠道部件呈螺旋下降的半封閉內(nèi)腔。
[0017]加熱盤管一安裝在蒸發(fā)渠道一的內(nèi)腔，加熱盤管二安裝在蒸發(fā)渠道二的內(nèi)腔，加熱盤管三安裝在蒸發(fā)渠道三的內(nèi)腔。
[0018]一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的熱媒是蒸汽，或者是熱水，或者是其它攜帶熱量的液體介質(zhì)或氣體介質(zhì)。一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的工作液是含有待分離氣體的液體介質(zhì)，該氣體是工作液的溶解氣體，或者是工作液加熱分解后的氣體。
[0019]—種蒸發(fā)式氣液分離裝置的氣液分離過(guò)程是:
熱媒從一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的熱媒入口管進(jìn)入加熱盤管部件，熱媒依次經(jīng)過(guò)加熱盤管一、下連接管、加熱盤管二、上連接管、加熱盤管三，熱媒從一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的熱媒出口管排出。熱媒通過(guò)加熱盤管部件向蒸發(fā)渠道部件半封閉內(nèi)腔中的工作液提供熱量，蒸發(fā)渠道部件中靠近螺旋軸線的蒸發(fā)渠道一的蒸發(fā)路徑較短，工作液吸收熱量的時(shí)間較短，需要適當(dāng)提高換熱效率。熱媒首先流過(guò)裝配在蒸發(fā)渠道一內(nèi)腔的加熱盤管一，熱媒在加熱盤管一中的溫度較高，提高了工作液在蒸發(fā)渠道一中的換熱效率。
[0020]工作液從工作液入口管進(jìn)入罐體部件內(nèi)，工作液分別從各個(gè)工作液支管流入蒸發(fā)渠道部件的各個(gè)蒸發(fā)渠道的上端，工作液從工作液支管一流入蒸發(fā)渠道一的上端，工作液沿著蒸發(fā)渠道一呈螺旋下降的半封閉內(nèi)腔向下流動(dòng)，工作液淹沒(méi)加熱盤管一，工作液吸收加熱盤管一提供的熱量，使工作液中的氣體蒸發(fā)分離出來(lái)，或者使工作液中的氣體分解分離出來(lái)，分離出來(lái)的氣體向上流動(dòng)，分離出來(lái)的氣體從一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的排氣管排出，分離氣體后的工作液從蒸發(fā)渠道一的下端流向下封頭部件，分離氣體后的工作液從一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的排液管排出。
[0021]與此同時(shí)，工作液從工作液支管二流入蒸發(fā)渠道二的上端，工作液從工作液支管三流入蒸發(fā)渠道三的上端，工作液分別沿著蒸發(fā)渠道二和蒸發(fā)渠道三呈螺旋下降的半封閉內(nèi)腔向下流動(dòng)，工作液分別吸收加熱盤管二和加熱盤管三提供的熱量，使工作液中的氣體蒸發(fā)分離出來(lái)，或者使工作液中的氣體分解分離出來(lái)，分離出來(lái)的氣體向上流動(dòng)，分離出來(lái)的氣體從一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的排氣管排出，分離氣體后的工作液分別從蒸發(fā)渠道二和蒸發(fā)渠道三的下端流向下封頭部件，分離氣體后的工作液從一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的排液管排出。
[0022]一種蒸發(fā)式氣液分離裝置的工作液流過(guò)蒸發(fā)渠道部件的各個(gè)蒸發(fā)渠道的路徑是并聯(lián)的