[發(fā)明專利]一種多相流分離的復(fù)合T形管分離器及其分離方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910029249.4
• 申請(qǐng)日: 2009-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN101554541A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊利民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): B01D17/02
• 分類號(hào): B01D17/02;B01D19/00;B01D43/00;B01D49/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多相流分離領(lǐng)域，特別涉及一種用于分離氣液、液液、氣固、液固等兩相流 以及分離多相流的裝置和方法。

背景技術(shù)

在化工、冶金、能源、采礦、食品以及家電工業(yè)中普遍存在氣液、液液、液固、氣固等 兩相流以及氣液固等多相流。為了提高工業(yè)過程的經(jīng)濟(jì)性和安全性以及得到某單一相的產(chǎn)品， 這些不同的相往往要采用一定的方法加以分離。

傳統(tǒng)的這類分離器主要有分離罐、沉降槽以及旋風(fēng)分離器等。然而分離罐或沉降槽一般 體積龐大，如果是海上油田的油氣、油水分離還要架設(shè)大型的海上平臺(tái)，不僅投資很高而且 還有氣體泄漏等安全隱患；旋風(fēng)分離器也存在易磨損、易泄漏，設(shè)備成本較高等缺點(diǎn)，此外， 這些設(shè)備在管線上的安裝、更新以及維護(hù)保養(yǎng)都不方便。

T形三通管是流體分配的一個(gè)常用管件，早在1960年代就有文獻(xiàn)報(bào)道了當(dāng)氣液等兩相流 流經(jīng)T形管時(shí)，出現(xiàn)相分離的現(xiàn)象。在核電站這種相分離現(xiàn)象是導(dǎo)致核反應(yīng)設(shè)備內(nèi)管壁干燒 的安全隱患，所以國(guó)際上有很多學(xué)者研究了這種T形管對(duì)兩相流的相分離規(guī)律。進(jìn)入新世紀(jì) 后，人們對(duì)T形管研究的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向了如何用T形管來分離兩相流和多相流。2002年英國(guó) Azzopardi教授(Azzopardi，B.J.，Colman，D.A.and?Nicholson，D.，Plant?application o?f?a?T-junction?as?a?partial?phase?separator[J]，Chem.Eng.Res.Design，v.80(1)， 87-96)報(bào)道了利用這種T形管對(duì)兩相流的相分離原理，成功地將T形管用作化工生產(chǎn)上的氣 液兩相分離器。雖然T形管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集約，安裝、更換、維修方便，然而，利用單個(gè)T形 管時(shí)兩相分離的效率一般較低，普遍工業(yè)應(yīng)用的價(jià)值依然較小。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于如下兩個(gè)不足：分離罐和旋風(fēng)分離器的設(shè)備成本大，容易泄漏，在管線上安裝、更 新以及維護(hù)保養(yǎng)都不方便；T形管對(duì)兩相流具有一定的分離能力，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、更 新、維修方便，但單個(gè)T形管對(duì)兩相流的分離效果較差。本發(fā)明利用T形管的優(yōu)點(diǎn)并克服上 述缺點(diǎn)，提供一種改進(jìn)的用于分離兩相流和多相流的新型T形管分離裝置。

本發(fā)明提供一種新型的用于兩相流和多相流分離的復(fù)合T形管裝置。本發(fā)明主要由主管、 中間連接管和匯集管組成。主管、中間連接管和匯集管的管徑可以相等也可以不相等，管道 截面形狀可以是圓形管、方形管或其它截面形狀的管道。中間連接管可以是2個(gè)或2個(gè)以上 的管道排列構(gòu)成。裝置上存在一個(gè)多相流入口和兩個(gè)多相流出口，一個(gè)入口在主管上，兩個(gè) 出口分別在主管和匯集管上。I形復(fù)合T形管，主管上管口A、管口B是開口，管口C和管口 D中一個(gè)封閉、一個(gè)開口，形成匯集管的一個(gè)出口。兩相混合物可以從主管上任一開口進(jìn)入 復(fù)合T形管分離器，從主管上的另一開口和匯集管出口流出。多相混合物在兩個(gè)出口的分配 比例可以通過分別連接主管出口和匯集管出口的管道上的兩個(gè)閥門加以控制。當(dāng)兩相流經(jīng)中 間連接管時(shí)，與流過單個(gè)T形管時(shí)一樣具有對(duì)兩相的分離作用，由于T形管的并列排布，起 到了多重分離作用；而在匯集管，流體流向匯集管出口，同樣在各個(gè)連接管的交匯處也具有 流經(jīng)T形管時(shí)的相分離作用，從而使某一個(gè)指定相的濃度得到濃縮。

II型復(fù)合T形管，是上述I型復(fù)合T形管的衍生裝置，其管口C和管口D封閉，在匯集 管上加裝一個(gè)匯集管出口管，其位置可以安裝在匯集管上的任何位置；管口E為開口，是匯 集管的出口，其他與I型相同。II型復(fù)合T形管與I型的分離原理相同。

III型復(fù)合T形管，是上述I型復(fù)合T形管的衍生裝置，其管口A或B一個(gè)封閉、一個(gè)開 口，在主管上加裝一個(gè)支管，其位置可以安裝在主管上的任何位置；管口F為開口，是主管 的兩個(gè)開口之一，其他與I型相同。III型復(fù)合T形管與I型的分離原理相同。

IV型復(fù)合T形管，是上述II型復(fù)合T形管的衍生裝置，其管口A或B一個(gè)封閉、一個(gè)開 口，在主管上加裝一個(gè)支管，其位置可以安裝在主管上的任何位置；管口F為開口，是主管 的兩個(gè)開口之一，其他與II型相同。IV型復(fù)合T形管與I型的分離原理相同。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)由 于是管式的設(shè)備可用于在線安裝完成分離任務(wù)，不需要架設(shè)大型的分離平臺(tái)；其更換、維護(hù) 也更方便。

附圖說明

圖1，復(fù)合T形管分離器示意圖(I型)。