一种冷凝式气液分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种冷凝式气液分离装置，其涉及一种气液分离装置，特别是涉及一种采用冷凝方式分离混合气体中含有可以冷凝成液滴的气体的冷凝式气液分离装置。
【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( Π )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( Π )EDTA反应生成Fe( Π )EDTA(N0)，中文全称是“亚硝酰亚铁螯合物”。Fe( Π )EDTA(N0)可以用蒸汽加热等办法解吸出高浓度的NO，同时还原成Fe( Π )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( Π )EDTA(N0)，解吸出高浓度的N0，Fe( Π )EDTA(N0)还原成Fe( Π )EDTA，同时把液体状态的Fe( Π )EDTA和气体状态的NO分离出来的气液分离装置。湿式络合吸收法脱硝系统中加热解吸出的NO混合气体中含有大量的水蒸汽，水蒸汽给NO的后续处理带来困难。若把水蒸汽从NO混合气体中分离出来，则可以把水蒸汽的冷凝水重新添加在Fe( Π )EDTA溶液中，使蒸汽冷凝水得到循环利用。因此，该脱硝工艺还需要一种采用冷凝方式把水蒸汽从NO混合气体中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，特别是没有把水蒸汽从NO混合气体中分离出来的冷凝式气液分离装置。
[0006]容积式热交换器是在容器罐体内安装换热盘管，冷水由进水管流入容器罐体内，冷水被换热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。若把普通容积式热交换器进行改造，在容器罐体上端增加排气管，并且使换热盘管内流动的是冷媒，经过改造后的容积式热交换器可以作为冷凝式气液分离装置。湿式络合吸收法脱硝系统中加热解吸出的NO混合气体从进气管进入容器罐体内，一部分NO混合气体与换热盘管接触，使一部分NO混合气体中的水蒸汽被冷凝形成冷凝水，除去水蒸汽的这部分NO混合气体会与其余未分离水蒸汽的NO混合气体再次混合，从排气管排出容器罐体。该装置只能使一部分水蒸汽被分离出来，导致气液分离的效率很低。
[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冷凝方式进行气液分离的装置。例如，生物质热解气冷凝获取生物油和不凝性可燃气的生产工艺中，需要一种高效率的采用冷凝方式进行气液分离的装置。
[0008]例如，碳捕捉与封存技术中，对二氧化碳进行捕集后必须进行分离提纯。无论是对于发展较为成熟的胺吸收分离法，还是具有经济性优势的钙基吸收剂分离法，都需要对二氧化碳与水蒸气的混合蒸气进行进一步的分离提纯，该生产工艺中，也需要一种高效率的采用冷凝方式进行气液分离的装置。
【发明内容】
[0009]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，一种高效率的采用冷凝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冷凝式气液分离装置主要由下封头部件、罐体部件、上封头部件、横隔板部件、法兰垫一、法兰垫二、法兰垫三、金属丝网条部件、固定板部件、热管换热器部件组成。上封头部件安装在罐体部件上端，横隔板部件安装在罐体部件下端，下封头部件安装在横隔板部件下端，罐体部件中间有多孔板，多孔板把罐体部件内腔分成两部分，多孔板上端面至上封头部件内表面的内腔是罐体上腔，多孔板下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔。若干个热管换热器部件安装在多孔板上，热管换热器部件的冷凝段位于罐体上腔，热管换热器部件的蒸发段位于罐体下腔，金属丝网条部件和固定板部件安装在罐体下腔。
[0010]下封头部件从下至上依次由排液管、椭圆封头一、封头筒体一、封头法兰一焊接在一起。封头筒体一呈圆筒形，封头筒体一侧表面焊接有排气管。
[0011]横隔板部件主要由横隔板、J形管、导气管组成。横隔板呈圆盘形，横隔板中间有两个轴向通孔。J形管形状呈J形，J形管有一个长臂端和一个短臂端，J形管位于横隔板之下，J形管的长臂端焊接在横隔板中间的一个通孔中，并且，J形管的长臂端的端面高于横隔板上端面一段距离。导气管呈圆筒形，导气管位于横隔板之上，导气管的下端焊接在横隔板中间的另一个通孔中。
[0012]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、冷媒入口管焊接在一起。封头筒体二呈圆筒形，上封头纵隔板焊接在封头筒体二和椭圆封头二的内表面。上封头纵隔板有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板、外圈纵隔板，内圈纵隔板的一端与外圈纵隔板的一端之间焊接有纵隔板筋板，外圈纵隔板的另一端与封头筒体二和椭圆封头二的内表面之间焊接有纵隔板筋板。
[0013]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，罐体筒体侧表面焊接有冷媒出口管和混合气体入口管，罐体筒体中间内表面焊接有多孔板，多孔板呈圆盘形，多孔板上均布若干个轴向热管安装孔，每个热管安装孔的内表面有内螺纹。多孔板把罐体部件的内腔分成两部分，多孔板上端面至上封头部件内表面的内腔是罐体上腔，多孔板下端面至横隔板部件上端面的内腔是罐体下腔。冷媒出口管与罐体上腔相联通，混合气体入口管与罐体下腔相联通。多孔板上端面焊接有罐体上纵隔板，多孔板下端面焊接有罐体下纵隔板，罐体上纵隔板和罐体下纵隔板的水平截面形状与上封头纵隔板的水平截面形状相同。
[0014]罐体上纵隔板有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板、外圈纵隔板，内圈纵隔板的一端与外圈纵隔板的一端之间焊接有纵隔板筋板，外圈纵隔板的另一端与罐体筒体和罐体法兰二的内表面之间焊接有纵隔板筋板。
[0015]罐体下纵隔板有若干个同心排列的开口环形纵隔板，每个纵隔板有一个开口，从圆心向外依次是内圈纵隔板、外圈纵隔板，内圈纵隔板的一端与外圈纵隔板的一端之间焊接有纵隔板筋板，外圈纵隔板的另一端与罐体筒体和罐体法兰一的内表面之间焊接有纵隔板筋板。
[0016]金属丝网条部件有若干个同心排列的开口环形丝网条，每个丝网条有一个开口，从圆心向外依次是内圈丝网条、外圈丝网条，内圈丝网条和外圈丝网条上均布若干个轴向预留孔。内圈丝网条安装在罐体下纵隔板的内圈纵隔板与外圈纵隔板之间，外圈丝网条安装在罐体下纵隔板的外圈纵隔板与罐体筒体之间。
[0017]固定板部件有若干个同心排列的开口环形固定板，每个固定板有一个开口，从圆心向外依次是内圈固定板、外圈固定板，内圈固定板和外圈固定板上均布若干个轴向固定孔。内圈固定板安装在罐体下纵隔板的内圈纵隔板与外圈纵隔板之间，外圈固定板安装在罐体下纵隔板的外圈纵隔板与罐体筒体之间。
[0018]法兰垫一呈环形。法兰垫二有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋。法兰垫三有若干个同心排列的环形垫片，各个垫片之间有垫片连接筋。法兰垫一安装在横隔板的下表面与封头法兰一的上表面之间。法兰垫二安装在横隔板的上表面与罐体法兰一的下表面之间，以及法兰垫二安装在横隔板的上表面与罐体下纵隔板的下表面之间。法兰垫三安装在罐体法兰二的上表面与封头法兰二的下表面之间，以及法兰垫三安装在罐体上纵隔板的上表面与上封头纵隔板的下表面之间。
[0019]热管换热器部件主要由热管壳体、注液管、保护帽、吸液芯、金属毡套筒、密封垫、固定螺母组成。热管壳体呈封闭的圆筒形，热管壳体上端径向外表面有一段外螺纹，热管壳体下端有定位轴头，定位轴头径向外表面有外螺纹，固定螺母安装在定位轴头上。热管壳体中间外表面有安装轴头，安装轴头径向外表面有外螺纹，安装轴头轴向上端是安装凸台，安装凸台下表面有环形的密封垫。吸液芯呈圆筒形，吸液芯的材质中充满毛细孔隙，吸液芯安装在热管壳体内腔的下端。金属毡套筒呈圆筒形，金属毡套筒的材质是金属丝烧结毡，金属毡套筒的材质中充满毛细孔隙，金属毡套筒安装在热管壳体径向外表面的下端。
[0020]注液管呈圆筒形，注液管的一端焊接在热管壳体上端面，注液管的另一端是注液口，注液管与热管壳体内腔相联通，通过注液口向热管壳体内加注热管工作介质后，在注液管的压封处用压钳压扁，并把注液口焊接密封。
[0021]保护帽呈开口向下的