CN108006435B - 液化天然气气液预混装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液化天然气气液预混装置，主要由外筒体、喷射板、固定板、均布板、内喷头和外喷头组成；喷射板、固定板和均布板自上而下平行分层设置，内喷头安装于固定板上的安装孔上，外喷头罩于内喷头上并固定于固定板的下表面，内喷头与外喷头同轴心一一对应；本发明利用气液缓冲空间的缓冲作用对来流LNG与BOG进行了有效缓冲，采用LNG与BOG的小孔射流混合、喷嘴射流混合等相互结合，提高了混合效果和再冷凝效率。
Description
技术领域
本发明属于液化天然气(LNG)处理技术领域，具体地说涉及一种液化天然气(LNG)气液预混装置。
背景技术
LNG蒸发气(BOG)采用再冷凝回收工艺时，再冷凝器是工艺系统中的主要设备，在整个接收站运行中起到承前启后的核心作用，其主要功能主要是为BOG与LNG提供足够的接触时间与空间促使BOG冷凝为LNG以及作为LNG高压泵的入口缓冲罐来保证高压泵的入口压力。
LNG再冷凝器属于塔器的一种，其核心的气液接触构件常采用填料层，常用的填料主要有随机堆放填料拉西环、鲍尔环以及规整填料等，BOG与LNG从填料层的上部进入填料层。BOG与LNG在填料层中的分布状况直接关系到填料层的冷凝效率。实践中发现各种传热传质装置塔器中的物料均布状态往往不尽人意。
LNG再冷凝器的物料均布传统做法为对LNG进行均布后LNG进入BOG气相空间，混合后进入填料层进行冷凝过程，但传统做法冷凝仍不够充分，气液混合也不够均匀。
发明内容
为了解决现技术存在的LNG与BOG混合不够均匀、冷凝效果欠佳的技术问题，本发明提供了一种液化天然气(LNG)气液预混装置。
本发明提供的液化天然气气液预混装置主要由外筒体、喷射板、固定板、均布板、内喷头和外喷头组成；喷射板、固定板和均布板自上而下平行分层设置，喷射板上方的外筒体内部空间为LNG缓冲空间，喷射板下方、固定板上方之间的外筒体内部空间为气液混合空间，固定板下方、均布板上方之间的外筒体内部空间为气液均布空间；喷射板上设有LNG喷射孔，固定板上设有安装孔，均布板上设有气液均布孔；内喷头和外喷头设于气液均布空间内，内喷头安装于固定板上的安装孔上，外喷头罩于内喷头上并固定于固定板的下表面，内喷头与外喷头同轴心一一对应；LNG缓冲空间的外筒体侧壁上设有LNG入口，气液混合空间的外筒体侧壁上设有BOG入口。
LNG入口作为来流LNG的入口管道，布置于LNG缓冲空间侧面上部，LNG入口管的直径应控制LNG流速在4～5m/s的范围内。BOG入口位于气液混合空间侧面向心安装，应控制进入气液混合空间的BOG流速在1～2m/s的范围内。
LNG缓冲空间为圆柱形空间，其高度为0.2～0.4倍外筒体直径，以达到良好LNG的缓冲效果。气液混合空间为圆柱形空间，作为来流BOG的缓冲空间，其高度为0.1～0.3倍的外筒体直径。
喷射板上的LNG喷射孔整体以喷射板中心为中心呈同心圆布置，每一个圆圈上的LNG喷射孔等圆周角度排列，相邻的两圈LNG喷射孔之间间隔3～5倍的LNG喷射孔直径，同心圆圈的应大于6圈，以在喷射板下方形成均匀喷射效果。每个LNG喷射孔的射流速度应控制在3～6m/s，以形成良好的射流效果。
固定板为其上设有安装孔的圆板结构，安装孔用于安装固定内喷头，安装孔呈正三角形排列布满整个固定板表面。固定板的开孔率应控制在40％～50％，且安装孔之间的间距应足够大以防止外喷头之间的碰撞。
内喷头由其上部的圆柱形筒体和其下部的渐缩椎体组成，内喷头的缩颈比应维持气液喷头的气液表观流速在5m/s以上。外喷头由其上部的圆柱形筒体和其下部的渐缩喷嘴组成，在外喷头的圆柱形筒体筒壁上设有气液喷射孔，这样经内喷头喷射进入外喷头内部的气液混合物经气液喷射孔与渐缩喷嘴同时流出气液外喷头，加强了不同喷头之间的气液之间的混合效果，外喷头的外径为内喷头外径的1.2～1.5倍。
均布板接受外喷头射流而来的LNG与BOG进行气液流体的再分配以形成更加均匀的喷淋效果。均布板上的气液均布孔呈正三角形均匀布满整个板面。为形成良好的均布效果，均布板的开孔率应尽可能的大，一般在60％～70％较为适宜。
本发明的优点为利用气液缓冲空间的缓冲作用对来流LNG与BOG进行了有效缓冲，采用LNG与BOG的小孔射流混合、喷嘴射流混合等相互结合，提高了混合效果和再冷凝效率，效果良好。
附图说明
图1为本发明气液预混装置的结构示意图；
图2为图1中喷射板的结构示意图；
图3为图1中固定板的结构示意图；
图4为图1中均布板的结构示意图；
图5为图1中外喷头的结构示意图；
图6为图1中内喷头的结构示意图；
图7为图1中内喷头核外喷头的配合安装示意图。
图中：1-外筒体，2-LNG入口，3-BOG入口，4-喷射板，5-固定板，6-均布板，7-内喷头，8-外喷头，9-LNG缓冲空间，10-气液混合空间，11-气液均布空间，12-LNG喷射孔，13-气液喷射孔，14-安装孔，15-气液均布孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1～7，本发明的气液预混装置主要由外筒体1、喷射板4、固定板5、均布板6、内喷头7和外喷头8组成；喷射板4、固定板5和均布板6自上而下平行分层设置，喷射板4上方的外筒体内部空间为LNG缓冲空间9，喷射板4下方、固定板5上方之间的外筒体内部空间为气液混合空间10，固定板5下方、均布板6上方之间的外筒体内部空间为气液均布空间11；喷射板上设有LNG喷射孔12(见图2)，固定板5上设有安装孔14(见图3)，均布板6上设有气液均布孔15(见图4)；内喷头7和外喷头8设于气液均布空间11内，内喷头7安装于固定板5上的安装孔14上，外喷头8罩于内喷头7上并固定于固定板5的下表面(见图7)，内喷头7与外喷头8同轴心一一对应；LNG缓冲空间9的外筒体侧壁上设有LNG入口2，气液混合空间10的外筒体侧壁上设有BOG入口3。
外喷头8和内喷头7的结构分别见图5和图6，图5中示出了外喷头上的气液喷射孔13和渐缩喷嘴16。
本发明的工作过程为：首先BOG经BOG进口3进入气液混合空间10，LNG经LNG入口2进入LNG缓冲空间9后进行缓冲，经过缓冲之后的LNG经喷射板4上的LNG喷射孔12喷入气液混合空间10与BOG进行气液充分混合；气液混合空间10的BOG与LNG混合流体经固定板5上的内喷头7喷入外喷头8内，经外喷头8上的气液喷射孔13和渐缩喷嘴16喷出，喷出的气液混合物经均布板6上的气液均布孔15均匀喷射在预混装置下方的填料层上。
Claims (10)
1.一种液化天然气气液预混装置，其特征在于：主要由外筒体、喷射板、固定板、均布板、内喷头和外喷头组成；喷射板、固定板和均布板自上而下平行分层设置，喷射板上方的外筒体内部空间为LNG缓冲空间，喷射板下方、固定板上方之间的外筒体内部空间为气液混合空间，固定板下方、均布板上方之间的外筒体内部空间为气液均布空间；喷射板上设有LNG喷射孔，固定板上设有安装孔，均布板上设有气液均布孔；内喷头和外喷头设于气液均布空间内，内喷头安装于固定板上的安装孔上，外喷头罩于内喷头上并固定于固定板的下表面，内喷头与外喷头同轴心一一对应；LNG缓冲空间的外筒体侧壁上设有LNG入口，气液混合空间的外筒体侧壁上设有BOG入口。
2.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的LNG缓冲空间为圆柱形空间，其高度为0.2～0.4倍外筒体直径。
3.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的气液混合空间为圆柱形空间，其高度为0.1～0.3倍的外筒体直径。
4.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的喷射板上的LNG喷射孔整体以喷射板中心为中心呈同心圆布置，每一个圆圈上的LNG喷射孔等圆周角度排列，相邻的两圈LNG喷射孔之间间隔3～5倍的LNG喷射孔直径。
5.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的固定板为其上设有安装孔的圆板结构，安装孔用于安装固定内喷头，安装孔呈正三角形排列布满整个固定板表面。
6.根据权利要求5所述的预混装置，其特征在于：所述的固定板的开孔率应控制为40％～50％。
7.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的内喷头由其上部的圆柱形筒体和其下部的渐缩椎体组成。
8.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的外喷头由其上部的圆柱形筒体和其下部的渐缩喷嘴组成，在外喷头的圆柱形筒体筒壁上设有气液喷射孔。
9.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的外喷头的外径为内喷头外径的1.2～1.5倍。
10.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于：所述的均布板上的气液均布孔呈正三角形均匀布满整个板面，均布板的开孔率为60％～70％。
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