[發明專利]一種氣液分離裝置

有效

• 申請號: 201610310049.6
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105771433A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 孫廣路;郝占寧
• 申請（專利權）人: 孫廣路;郝占寧
• 主分類號: B01D45/12
• 分類號: B01D45/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氣液分離裝置,特別是針對含有液滴的氣體實現氣液分離的裝置。

背景技術

氣液分離裝置是一種常見化工設備，多用于化工反應器塔頂、鍋爐或蒸發器上部、環保設備，用于分離氣體中的液滴。目前已有的氣液分離裝置按工作原理可分為重力沉降、慣性分離、旋風分離、電分離、過濾、纖維絲網分離六種。

重力沉降分離裝置在氣體流道上設置膨大部分，氣體流速降低后，液滴在重力作用下沉降分離。重力沉降分離裝置構造簡單可靠，但體積巨大，且只能用于分離大尺度液滴。

慣性分離裝置在氣體流道上設置擋板，氣體受擋板阻隔，急劇改變流動方向，液滴因慣性作用，行進方向變化小于氣流行進方向變化，撞擊在擋板上，從而實現分離。慣性分離裝置構造簡單，氣體壓力損失相對較小，但同樣只能用于分離較大尺度液滴。

旋風分離裝置將氣體沿切向引入到圓筒中，氣體在圓筒中高速旋轉，液滴因離心作用被氣流甩至圓筒內壁實現分離。旋風分離裝置體積較小，壓力損失中等，可以分離中等尺度的液滴，但需要較高的氣體初始流速。此外旋風分離裝置直徑不宜過大，在處理量較大的場合，只能采用一組多個小直徑旋風分離裝置并聯的方式工作，需要較大的安裝與維護空間。

電分離裝置在氣體流道兩側設置高壓靜電電極，形成電場，氣體從電場中流過，帶有電荷的液滴受電場作用，被電極分離。電分離裝置效率較高，可以去除小尺度液滴，但對液滴的介電常數有一定要求。此外，民用場合，高壓電具備一定危險。

過濾分離裝置在氣體流道中設置濾網去除液滴，濾網體積小，且可以去除一切大于濾網有效孔徑的液滴。但高精度濾網阻力較大，且易于堵塞，實用價值較小。

纖維絲網分離裝置采用纖維在一定厚度的空間內形成多重大孔徑濾網構造，單重濾網對液滴捕獲效率較低，多重構造理論上可以獲得任意高去除率。實際上典型的纖維絲網分離裝置厚度一般在100mm以上，對細小液滴的去除率一般大于99.7%，壓力損失一般在200—1000Pa范圍。對于細小液滴含量較高的氣體，纖維絲網分離裝置阻力通常有所增加。如果液滴不潔凈，長期使用后，纖維絲網也存在堵塞或結垢的風險。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種重量小、壓降低、體積緊湊、可充分去除液滴的氣液分離裝置。

本發明所采用的技術方案是：在氣體流道上設置一組重疊排列的弧形、月牙形或其它曲線形分離片，任意相鄰兩個分離片之間形成一個曲面通道，多個分離片即可形成一組通道。氣體從這一組通道中流過，在任意一處通道中，氣流由直線運動變為曲線運動，產生離心作用，液滴在離心作用下被甩向曲線通道外側。液滴通過通道的時間與氣體流速成反比，與通道半徑和通道偏轉角度的乘積成正比。在這一時間內，如果液滴到達外側分離片表面，即可被分離片表面捕獲，通過這一組通道的氣體即完成氣液分離。

氣流中的液滴，在離心作用下向外側加速運動，在氣體阻力與離心作用平衡時相對氣流的速度停止增加。在雷諾數較小的情況下，這一相對運動速度符合Stokes方程，與液滴尺度的平方成正比、與氣體粘度成反比、與離心加速度成正比。而離心加速度與速度的平方成正比、與流道半徑成反比。流道半徑變化后，離心加速度與液滴通過分離片的時間分別向相反方向變化。

綜上所述，充分提高氣體流速，減小分離片距離，加大通道偏轉角度，可以完全分離液滴。

在實際設備中，氣體流速過高，加壓將消耗更多的能量。在液滴不至于嚴重堵塞通道的前提下，盡量縮小分離片間距是更好的選擇。

本發明的有益效果是，可以降低氣液分離裝置的體積、壓降，提高去除效率，減小制造與運行成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明第一個實施例的構造圖。

圖1中1.進氣方向，2.分離片，3.通道，4.出氣方向，5.排液方向。

具體實施方式

具體實施方式一

如圖1所示，一組弧形分離片（2）重疊排列，任意相鄰兩片分離片中間的曲線空隙即為氣體流過的通道（3）。富含液滴的氣體沿進氣方向（1）進入通道，在通道內曲線運動，液滴在離心作用下被分離，分離了液滴的氣體沿出氣方向（4）離開通道。在分離片壁面匯集的液滴在重力作用下沿排液方向（5）排出。