[發明專利]一種用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統

有效

• 申請號: 202011226553.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112268110B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 李育亮;趙明恩;曾宇峰;王瓊;黃澤茂;袁臻;劉晗;王莉;王凱悅;程東娜
• 申請（專利權）人: 中國成達工程有限公司
• 主分類號: F16J15/14
• 分類號: F16J15/14;F16L55/07
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發明公開了一種用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統，包括屏蔽水封結構和正壓水封結構，屏蔽水封結構包括內筒、中筒、外筒、第一氣體進口管、氣體出口、第一液封水進口管、第一溢流水出口以及第一U型水封，氣體出口通過氫氣主管與下游系統連通，氫氣主管通過旁路與正壓水封結構連通，正壓水封結構用于在下游超壓時進行放空泄壓。本發明通過氣體上下游間屏蔽水封結構和正壓水封結構的設置，能夠有效屏蔽下游壓力波動對于上游系統的不利影響，其中屏蔽水封結構的三層筒體設計，能夠有效維持上游氣體的壓力穩定，同時可有效避免水封被沖破或抽破，防止系統內氣體的外漏，而正壓水封結構能夠在下游系統超壓時放空泄壓，以維持上游氣體壓力不超壓。

技術領域

本發明屬于水封技術領域，特別涉及一種用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統，可應用于離子膜燒堿生產領域，用來屏蔽氫氣壓縮機吸氣口壓力波動對于上游電解系統的不利影響；也可應用于低壓側系統對壓力波動比較敏感的其他氣體壓縮領域。

背景技術

工業生產中，通常采用壓縮機加壓的方式使氣體獲得勢能，以便輸送。當處于低壓側的系統或設備對壓力波動比較敏感時，如果高壓側的壓力波動傳遞到低壓側，會造成低壓側系統失穩，甚至造成設備的損壞。

離子膜燒堿裝置中，電解槽陽極產生的氫氣經洗滌、冷卻，通過氫氣壓縮機加壓脫水后輸送至下游用戶；有時根據用戶需求，還需要通過高壓壓縮機進行加壓，而高壓氫壓機往往采用往復式，吸排氣壓力波動較大。電解槽正常操作時，陰陽極的壓差要求為4kPa，在壓差低至0kPa或高于9kPa時就會聯鎖跳車，壓力波動再大時，尤其是在出現負壓差時，會造成離子膜破裂，產生爆炸風險。

傳統的解決方案是設置體積龐大的濕式氣柜來平衡壓縮機吸、排氣造成的壓力波動。氣柜的日常安檢維護工作量大、占地大、投資高，且受結構限制，日常維護不到位時，會發生卡阻現象，無法起到平衡壓力波動的作用，且易出現氫氣泄漏，帶來火災及爆炸風險。而傳統的止逆水封槽無法屏蔽平衡壓縮機吸、排氣造成的壓力波動，且水封易被沖破，造成危險氣體泄漏，帶來火災及爆炸風險。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的技術問題，提供一種能夠有效屏蔽下游壓力波動對于上游系統不利影響的用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統，其特征在于：包括屏蔽水封結構和正壓水封結構；

所述屏蔽水封結構包括內筒、中筒、外筒、第一氣體進口管、氣體出口、第一液封水進口管、第一溢流水出口以及第一U型水封，所述中筒底部與外筒連通，所述內筒頂部與中筒連通，所述第一氣體進口管和第一液封水進口管分別插入至內筒內，所述第一溢流水出口設置在外筒的側壁頂部，所述第一溢流水出口的管口中心位置高于內筒頂部，所述第一溢流水出口與第一U型水封相連；

所述第一氣體進口管用于連通上游氫氣，所述氣體出口通過氫氣主管與下游系統連通，所述氫氣主管通過旁路與正壓水封結構連通，所述正壓水封結構用于在下游系統超壓時進行放空泄壓。

本發明所述的用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統，其所述第一氣體進口管插入到內筒壁頂部以下h₁高度，所述第一液封水進口管插入至內筒的深度大于第一氣體進口管插入至內筒的深度，所述第一溢流水出口的管口中心高度較內筒壁頂部高h₂，所述第一U型水封的液封高度為h₃。

本發明所述的用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統，其所述h₂的取值為100mm-200mm。

本發明所述的用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統，其所述第一氣體進口管的底部呈喇叭口，所述喇叭口下端為鋸齒形結構。

本發明所述的用于隔斷氣體壓力波動傳播的水封系統，其在所述內筒內設置有第一環形篩板，在所述第一環形篩板上均勻地開有若干第一篩孔，所述第一氣體進口管和第一液封水進口管分別由第一環形篩板上穿過。