【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工装备，尤其涉及一种基于动量消泡的深度气体净化装置及方法。
技术介绍
1、随着社会的不断进步与石油化工行业的不断发展，各种石油类产品的质量也日益进步。轻质油因其清洁度高、燃烧效率高、市场需求大以及易于存储等优点，其发展为实现低碳经济和可持续发展目标提供了有力支持。为了将油品通过加氢反应进一步精制成c3、c4、c5等轻质油，通常需要较小的气泡来实现液相加氢反应，然而，较小尺寸的气泡容易使反应后的部分馏出物以泡沫状气液混合物或者液滴的形式，在高速气流的夹带作用下跟随循环氢气排出，从而造成油品的浪费，甚至对后续的炼油工程造成一定的影响，因此，采取合适高效的消泡装置，可以防止某些轻质油组分被高速气流夹带后逸出造成的资源浪费和能耗增加。
2、在实际工艺过程中，需要将气相中夹带的液相含量控制在合适的值以下以满足所需产品的质量要求。若循环氢气中夹带了油相，一方面会对催化剂产生毒性影响，它们可能中和或中毒催化剂，降低催化活性，减缓或阻碍反应速率；另一方面，油相液滴或者泡沫状气液混合物可能会沉积在反应器和管道内，导致设备堵塞和腐蚀，甚至可能引发设备的磨损和损坏，这可能需要频繁的维护和清洁，增加生产成本。
3、在传统工业生产过程中，通常利用丝网除沫器等装置来进行消泡，其优点是结构简单，易于安装维护，经济性极高；然而，在处理高流量、高温、高压或极端泡沫条件的情况下，消泡效率并不高。因此，需要开发一种带有消泡功能的气体深度净化装置来解决加氢反应循环氢气中泡沫和液滴含量高的等问题。
4、针对上述技术难题
5、cn116574542a公开了一种高效旋流消泡油气分离装置，包括罐体，且所述罐体包括介质入口、油出口和天然气出口，所述介质入口的内侧安装有提高消泡率的旋流消泡组件，所述天然气出口的内侧设置有对微小泡沫进行消泡的丝网除沫器，采用的是旋流、超重力场进行强制消泡，一定程度上提高了消泡效率。但应用于本工艺时，高速气流夹带的泡沫一定程度上上造成旋流流场结构的不稳定，从而造成旋流器内气相出口仍存在一定量的泡沫，进而影响消泡效率。
6、cn220003436u公开了一种气液分离装置和气液分离系统。该气液分离装置包括分离罐体、位于分离罐体上侧的排气口、位于分离罐体下侧的排液口、位于分离罐体上的进气口和集液机构，分离罐体内设置有至少一层位于进气口上方的隔板，每个隔板上设置有至少一个底端呈开口状的容纳腔和位于容纳腔内的纤维聚结单元，容纳腔的侧壁上设有通孔，以使得从进气口进入分离罐体内的含液气体能够经纤维聚结单元进行气液分离，气液分离得到的气体通过排气口排出，气液分离得到的液体经集液机构输送至排液口排出。该气液分离装置能够对含液气液进行气液分离处理，分离效率高且装置结构简单，可以对细小液滴进行高效聚并处理。然而，在本工艺流程中，存在的较大体积泡沫容易阻塞住纤维层，使得气流不易通过，从而造成一定程度的效率降低。
7、也就是说，针对入口处为气液混合相、并夹杂着一定量的泡沫相的加氢反应循环氢气，现有技术直接通过旋流或者聚结的话泡沫相会造成旋流流场不稳定、纤维堵塞等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于动量消泡的深度气体净化装置及方法，目的是基于动量来消除加氢反应循环氢气中的油相泡沫与液滴、同时利用聚结纤维与旋流装置来消除细小油滴，从而达到气体深度净化的功能，解决气体出口出现泡沫状气液混合物的现象。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于动量消泡的深度气体净化装置，包括罐体、动态分配器、具有若干动量消泡器的动量消泡模块、纤维凝聚模块以及旋转脱液模块，其中：
4、所述罐体侧壁中部设有油气进口，罐体顶部设有气体出口、底部设有液相出口，油气进口用于接收所需净化的气液相，气体出口用于排出已经分离后的干燥的氢气，液相出口用于排出分离后的液相；
5、所述油气进口经管道连通所述动态分配器，动态分配器内设有具备多组独立腔室的进料腔，每组所述独立腔室外均经分配管连通所述动量消泡器；
6、所述动量消泡器为一塔状结构，包括自下而上相连通的直筒段与锥筒段，所述直筒段用于初步消泡；所述锥筒段用于动量深度消泡；
7、所述动量消泡模块沿顶部延伸依次为纤维凝聚模块、旋转脱液模块以及气相出口，且所述旋转脱液模块与纤维凝聚模块的两端设有用于排出分离后液相的溢流通道，溢流通道连通于罐体底部集液区。
8、进一步的，所述动态分配器内置有螺旋导叶，螺旋导叶的下方设有等角度布置的若干隔板，若干隔板将所述进料腔分割成多组独立腔室，每组独立腔室外对应连接有所述分配管，其中，螺旋导叶的螺旋角度为30-45°，隔板的数量为2-8个。
9、进一步的，所述动量消泡器直筒段内安装有由金属丝交叉形成的金属网格，所述金属丝交叉角度为30-90°，所述金属网格上覆有倒刺。
10、进一步的，所述动量消泡器锥筒段内壁沿其竖向设有若干等距离间隔布置的环形挡板，所述环形挡板与水平面之间的倾斜角为30-45°之间，且竖向相邻的两组环形挡板所间隔的距离为锥筒段竖向总距离的0.15-0.2倍；所述锥筒段出口直径为直筒段直径的0.2-0.4倍。
11、进一步的，所述动量消泡模块还包括位于多组动量消泡器上、下部的上隔板和下隔板，所述锥筒段顶部连通有溢流管，且溢流管穿过上隔板。
12、进一步的，所述纤维凝聚模块包括间隔设置的若干纤维床层，其中纤维床层由改性聚合物纤维以一定的角度编制而成，编制的角度为45-90°，改性聚合物纤维直径为50-250μm；纤维床层的孔隙率为0.65-0.85且自来流方向向上梯度减小，纤维床层的厚度为0.3-0.5m之间，纤维床层个数为1-3个。
13、进一步的，所述旋转脱液模块采用多根旋流芯管环形布置而成；
14、每根旋流芯管底部具备多个独立的腔室，每个腔室上均安装有独立的螺旋叶片单片，固定在旋流芯管中央的芯管中心柱上，且所述螺旋叶片单片的螺旋角度为30-45°；
15、所述旋流芯管采用内外套筒的形式布置，所述内外套筒之间通过固定板进行固定，内外套筒之间形成用于排出分离后液体的排液腔。
16、一种基于动量消泡的深度气体净化方法，采用所述的深度气体净化装置，所述方法包括：
17、s1、将油气从罐体的油气进口通入其内，油气经进料管进入动态分配器进行分配，动态分离器将油气气流均匀分流至动量消泡模块上的各个动量消泡器，利用动量消泡器中进行消泡；
18、s2、经过消泡的油气气流向上流经纤维凝聚模块，利用纤维凝聚模块中交叉纤维将气流中夹带的小液滴进行捕获、聚并；
19、s3、经过聚并后的油气继续向上流经旋流分离模块，并在所述旋流分离单元中进行高速旋转流动分离出油气中夹带的液滴；
20、s4、所述液滴经所述旋流分离模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，包括罐体、动态分配器、具有若干动量消泡器的动量消泡模块、纤维凝聚模块以及旋转脱液模块，其中：
2.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化方法，其特征在于，所述动态分配器内置有螺旋导叶，螺旋导叶的下方设有等角度布置的若干隔板，若干隔板将所述进料腔分割成多组独立腔室，每组独立腔室外对应连接有所述分配管，其中，螺旋导叶的螺旋角度为30-45°，隔板的数量为2-8个。
3.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，所述动量消泡器直筒段内安装有由金属丝交叉形成的金属网格，所述金属丝交叉角度为30-90°，所述金属网格上覆有倒刺。
4.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，所述动量消泡器锥筒段内壁沿其竖向设有若干等距离间隔布置的环形挡板，所述环形挡板与水平面之间的倾斜角为30-45°之间，且竖向相邻的两组环形挡板所间隔的距离为锥筒段竖向总距离的0.15-0.2倍；所述锥筒段出口直径为直筒段直径的0.2-0.4倍。
5.根据权利要求1所述的
6.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，所述纤维凝聚模块包括间隔设置的若干纤维床层，其中纤维床层由改性聚合物纤维以一定的角度编制而成，编制的角度为45-90°，改性聚合物纤维直径为50-250μm；纤维床层的孔隙率为0.65-0.85且自来流方向向上梯度减小，纤维床层的厚度为0.3-0.5m之间，纤维床层个数为1-3个。
7.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，所述旋转脱液模块采用多根旋流芯管环形布置而成；
8.一种基于动量消泡的深度气体净化方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的深度气体净化装置，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的基于动量消泡的深度气体净化方法，其特征在于，在所述S1中，动量消泡器消泡方式为：利用直筒段内带刺钩的金属网格以及锥筒段内多锥形段的环形挡板对油气依次进行初步消泡和动量深度消泡，其中油气气流在高速气流作用下运动至锥筒段内，油气气流中高动量泡沫液滴与环形挡板发生碰撞，液膜不断发生破裂，最终湮灭成微细液滴。
10.根据权利要求8所述的基于动量消泡的深度气体净化方法，其特征在于，所述动量消泡模块和旋转脱液模块均通过在分离器流通截面上以均布的方式多组并联使用，其中：
...【技术特征摘要】
1.一种基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，包括罐体、动态分配器、具有若干动量消泡器的动量消泡模块、纤维凝聚模块以及旋转脱液模块，其中：
2.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化方法，其特征在于，所述动态分配器内置有螺旋导叶，螺旋导叶的下方设有等角度布置的若干隔板，若干隔板将所述进料腔分割成多组独立腔室，每组独立腔室外对应连接有所述分配管，其中，螺旋导叶的螺旋角度为30-45°，隔板的数量为2-8个。
3.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，所述动量消泡器直筒段内安装有由金属丝交叉形成的金属网格，所述金属丝交叉角度为30-90°，所述金属网格上覆有倒刺。
4.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，所述动量消泡器锥筒段内壁沿其竖向设有若干等距离间隔布置的环形挡板，所述环形挡板与水平面之间的倾斜角为30-45°之间，且竖向相邻的两组环形挡板所间隔的距离为锥筒段竖向总距离的0.15-0.2倍；所述锥筒段出口直径为直筒段直径的0.2-0.4倍。
5.根据权利要求1所述的基于动量消泡的深度气体净化装置，其特征在于，所述动量消泡模块还包括位于多组动量消泡器上、下部的上隔板和下隔板，所述锥筒段顶部连通有溢流管，且溢流管穿...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，李宇，钱运东，黄燎云，
申请(专利权)人：上海米素环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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