氣液分離器的原理與完善

1、氣液分離器的原理與完善（一）氣液分離器采用的分離結(jié)構(gòu)很多, 其分離方法也有：1、重力沉降；2、折流分離；3、離心力分離；4、絲網(wǎng)分離；5、超濾分離；6、填料分離等。但綜合起來(lái)分離原理只有兩種：一、利用組分質(zhì)量（重量）不同對(duì)混合物進(jìn)行分離（如分離方法1、2、3、6）。氣體與液體的密度不同，相同體積下氣體的質(zhì)量比液體的質(zhì)量小。二、利用分散系粒子大小不同對(duì)混合物進(jìn)行分離（如分離方法4、5）。液體的分子聚集狀態(tài)與氣體的分子聚集狀態(tài)不同，氣體分子距離較遠(yuǎn)，而液體分子距離要近得多，所以氣體粒子比液體粒子小些。一、重力沉降1、重力沉降的原理簡(jiǎn)述由于氣體與液體的密度不同，液體在與氣體一起流動(dòng)時(shí)，液體會(huì)受到重力

2、的作用，產(chǎn)生一個(gè)向下的速度，而氣體仍然朝著原來(lái)的方向流動(dòng)，也就是說(shuō)液體與氣體在重力場(chǎng)中有分離的傾向，向下的液體附著在壁面上匯集在一起通過(guò)排放管排出。2、重力沉降的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。2）設(shè)備制作簡(jiǎn)單。3）阻力小。缺點(diǎn)：1）分離效率最低。2）設(shè)備體積龐大。3）占用空間多。3、改進(jìn)重力沉降的改進(jìn)方法：1）設(shè)置內(nèi)件，加入其它的分離方法。2）擴(kuò)大體積，也就是降低流速，以延長(zhǎng)氣液混合物在分離器內(nèi)停留的時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)：由于氣液混合物總是處在重力場(chǎng)中，所以重力沉降也廣泛存在。由于重力沉降固有的缺陷，使科研人員不得不開(kāi)發(fā)更高效的氣液分離器，于是折流分離與離心分離就出現(xiàn)了。二、折流分離、折流分離的原理簡(jiǎn)述由于

3、氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動(dòng)時(shí)，如果遇到阻擋，氣體會(huì)折流而走，而液體由于慣性，繼續(xù)有一個(gè)向前的速度，向前的液體附著在阻擋壁面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過(guò)排放管排出。、折流分離的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：）分離效率比重力沉降高。）體積比重力沉降減小很多，所以折流分離結(jié)構(gòu)可以用在（高）壓力容器內(nèi)。 ）工作穩(wěn)定。缺點(diǎn)：）分離負(fù)荷范圍窄，超過(guò)氣液混合物規(guī)定流速后，分離效率急劇下降。 ）阻力比重力沉降大。、改進(jìn)從折流分離的原理來(lái)說(shuō)，氣液混合物流速越快，其慣性越大，也就是說(shuō)氣液分離的傾向越大，應(yīng)該是分離效率越高，而實(shí)際情況卻恰恰相反，為什么呢？ 究其原因：）在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越

4、大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)分離負(fù)荷越重，混合物在分離器內(nèi)停留的時(shí)間越短。）氣體在折流的同時(shí)也推動(dòng)著已經(jīng)著壁的液體向著氣體流動(dòng)的方向流動(dòng)，如果液體流到收集壁的邊緣時(shí)還沒(méi)有脫離氣體的這種推動(dòng)力，那么已經(jīng)著壁的液體將被氣體重新帶走。在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越大，氣體這種繼續(xù)推動(dòng)液體的力將越大，液體將會(huì)在更短的時(shí)間內(nèi)流到收集壁的邊緣，而液體流到底部需要的時(shí)間不變，也就是說(shuō)有更多已經(jīng)著壁的液體被帶走而沒(méi)有分離下來(lái)。 ）液體沒(méi)有固定的形狀，容易碎化，在著壁的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更細(xì)的液滴重新返回氣相中，隨著流速的增大，液體收集壁的碰撞力越大，其碎化的傾向越大，而我們知道越細(xì)的液滴其慣性越小，越容易被氣體帶走。

5、原因分析清楚了，如何改進(jìn)呢？）針對(duì)第一點(diǎn)，可以增大分離器體積，也就是降低流速。2）針對(duì)第二點(diǎn)，如果我們對(duì)已經(jīng)著壁的液體進(jìn)阻擋，使其不能流到收集壁的邊緣，或者讓氣體和已經(jīng)著壁的液體分開(kāi)，不產(chǎn)生或減弱推動(dòng)作用，折流分離器的分離效率將大大提高。3）針對(duì)第三點(diǎn)，如果我們對(duì)鋼性收集壁進(jìn)行改造，使液滴著壁的碰撞力減小，那么折流分離器的分離效率也將大大提高。從上述目標(biāo)出發(fā)，我們對(duì)折流分離器的鋼性收集壁進(jìn)行了改造，折流分離器的分離效率大大提高，分離負(fù)荷范圍大大增加。三、離心分離、離心分離的原理簡(jiǎn)述由于氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起旋轉(zhuǎn)流動(dòng)時(shí)，液體受到的離心力大于氣體，所以液體有離心分離的傾向，液體附

6、著在分離壁面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過(guò)排放管排出。、離心分離的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：）分離效率比重力沉降高。）體積比重力沉降減小很多，所以離心分離結(jié)構(gòu)可以用在（高）壓力容器內(nèi)。 ）工作穩(wěn)定。缺點(diǎn)：）分離負(fù)荷范圍窄，超過(guò)氣液混合物規(guī)定流速后，分離效率急劇下降。 ）阻力比重力沉降大。、改進(jìn)從離心分離的原理來(lái)說(shuō)，氣液混合物流速越快，其離心力越大，也就是說(shuō)氣液分離的傾向越大，應(yīng)該是分離效率越高，而實(shí)際情況卻恰恰相反，為什么呢？ 究其原因：）在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)分離負(fù)荷越重，混合物在分離器內(nèi)停留的時(shí)間越短。）氣體在旋流的同時(shí)也推動(dòng)著已經(jīng)著壁的液體向著氣體流動(dòng)的方向流動(dòng)

7、，液體下流不暢，隨著著壁液體的厚度越大，受到氣液剪切的影響越大，也就是說(shuō)已經(jīng)著壁的液體越容易重新回到氣相中而被帶走。在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越大，氣體這種繼續(xù)推動(dòng)液體的力將越大，同時(shí)單位時(shí)間內(nèi)分離液體會(huì)更多，液體的厚度越大，也就是說(shuō)有更多已經(jīng)著壁的液體被帶走而沒(méi)有分離下來(lái)。）液體沒(méi)有固定的形狀，容易碎化，在著壁的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更細(xì)的液滴重新返回氣相中，隨著流速的增大，液體收集壁的碰撞力越大，其碎化的傾向越大，而我們知道越細(xì)的液滴其慣性越小，越容易被氣體帶走。原因分析清楚了，如何改進(jìn)呢？）針對(duì)第一點(diǎn)，可以增大分離器體積，也就是降低流速。）針對(duì)第二點(diǎn)，如果我們讓氣體和已經(jīng)著壁的液體分開(kāi)，

8、不產(chǎn)生或減弱推動(dòng)作用，離心分離器的分離效率將大大提高。）針對(duì)第三點(diǎn)，如果我們對(duì)鋼性收集壁進(jìn)行改造，使液滴著壁的碰撞力減小，那么離心分離器的分離效率也將大大提高。從上述目標(biāo)出發(fā)，本公司對(duì)離心分離器的鋼性收集壁進(jìn)行了改造，離心分離器的分離效率大大提高，分離負(fù)荷范圍大大增加。四、填料分離、填料分離的原理簡(jiǎn)述由于氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動(dòng)時(shí)，如果遇到阻擋，氣體會(huì)折流而走，而液體由于慣性，繼續(xù)有一個(gè)向前的速度，向前的液體附著在阻擋填料表面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過(guò)排放管排出。由于填料相對(duì)普通折流分離來(lái)說(shuō)具有大得多的阻擋收集壁面積，而且多次反復(fù)折流，液體很容易著壁，所以其分離效

9、率有提高。、填料分離的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：）分離效率比普通的折流分離或普通的離心分離高。）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需制作一個(gè)填料架。）體積比普通的折流分離器或普通的離心分離器小。缺點(diǎn)：）分離負(fù)荷范圍更窄，超過(guò)氣液混合物規(guī)定流速或者液氣比后，分離效率急劇下降。）阻力比普通的折流分離器或普通的離心分離器大。）工作較不穩(wěn)定 ，容易帶液。）填料易碎。）填料易堵。）填料的選擇很重要。、改進(jìn)從填料分離的原理來(lái)說(shuō)，氣液混合物流速越大或者液氣比越大，其氣液分離的傾向越大，應(yīng)該是分離效率越高，而實(shí)際情況卻恰恰相反，為什么呢？ 究其原因：）在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)分離負(fù)荷越重，混合物在分離器內(nèi)停留的時(shí)

10、間越短。）氣體在折流的同時(shí)也推動(dòng)著已經(jīng)著壁的液體向著氣體流動(dòng)的方向流動(dòng)，液體下流不暢，隨著著壁液體的厚度越來(lái)越厚，氣體的流通面積越來(lái)越小，氣液流速越來(lái)越大，在這雙重影響下，已經(jīng)著壁的液體將很容易被氣體重新帶走。如果流速增大或者液氣比增大，會(huì)相對(duì)容易地帶液。）填料的種類(lèi)較多，其分離性能不同，但不管哪種填料，都很容易被固體雜質(zhì)堵塞，因?yàn)檫B液體下流的過(guò)程都比較復(fù)雜甚至被阻擋，固體雜質(zhì)在某個(gè)位置堵塞就很正常了。原因分析清楚了，如何改進(jìn)呢？）增大分離器體積，也就是降低流速。）使用規(guī)整填料。）在其前面串聯(lián)折流分離或者離心分離。五、絲網(wǎng)分離、絲網(wǎng)分離的原理簡(jiǎn)述由于氣體與液體的微粒大小不同，液體與氣體混合一起

11、流動(dòng)時(shí)，如果必須通過(guò)絲網(wǎng)，就象過(guò)篩一樣，氣體通過(guò)了，而液體被攔截而留在絲網(wǎng)上，并在重力的作用下下流至分離器底部排出。絲網(wǎng)的篩分作用也類(lèi)似折流分離，只是其阻擋收集表面積在單位體積內(nèi)比填料更大，折流次數(shù)在單位體積內(nèi)更多，并且由于液體的表面張力使絲網(wǎng)孔徑更小，從而起到了篩分作用。、絲網(wǎng)分離的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：）分離效率比填料分離高。）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需制作一個(gè)絲網(wǎng)固定裝置。）體積比填料分離器小。缺點(diǎn)：1分離負(fù)荷范圍很窄,超過(guò)氣液混合物規(guī)定流速或者液氣比后,分離效率急劇 下降. 2阻力比普通的折流分離器或普通的離心分離器大. 3工作不穩(wěn)定 4很易堵. 6絲網(wǎng)的目數(shù)以及材質(zhì)選擇很重要. 3,改進(jìn) 從絲網(wǎng)分離的原理

12、來(lái)說(shuō),氣液混合物流速越大或者液氣比越大,其氣液分離的傾 向越大,應(yīng)該是分離效率越高,而實(shí)際情況卻恰恰相反,為什么呢? 究其原因: 1在氣液比一定的情況下,氣液混合物流速越大,說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)分離負(fù)荷越 重,混合物在分離器內(nèi)停留的時(shí)間越短. 2氣體在折流的同時(shí)也推動(dòng)著已經(jīng)著壁的液體向著氣體流動(dòng)的方向流動(dòng),液體 下流不暢,隨著著壁液體的厚度越來(lái)越厚,氣體的流通面積越來(lái)越小,會(huì)產(chǎn)生液 堵現(xiàn)象,氣液流速越來(lái)越大,在這雙重影響下,已經(jīng)著壁的液體將很容易被氣體 重新帶走.如果流速增大或者液氣比增大,會(huì)很容易地帶液. 3絲網(wǎng)的目數(shù)不同,其分離性能不同,但不管哪種絲網(wǎng),都很容易被固體雜質(zhì) 堵塞,因?yàn)檫B液體下流都

13、很慢,固體雜質(zhì)在某個(gè)位置堵塞就很正常了. 4絲網(wǎng)的材質(zhì)不同,其分離性能不同,主要原因跟液體潤(rùn)濕性能有關(guān),如果這 種材質(zhì)能降低液體在其表面的潤(rùn)濕性能,將有利于液體的下流,一般的絲網(wǎng)其材 質(zhì)為普通鋼絲或不銹鋼絲,但不管哪種絲網(wǎng),都不可能完全解決液體表面潤(rùn)濕性 能的問(wèn)題. 原因分析清楚了,如何改進(jìn)呢? 1增大分離器體積,也就是降低流速. 2對(duì)絲網(wǎng)的目數(shù)以及材質(zhì)重新進(jìn)行選擇. 3在其前面串聯(lián)折流分離或者離心分離. 六,微孔過(guò)濾分離 1,微孔過(guò)濾分離的原理簡(jiǎn)述 ,很容易帶液. 由于氣體與液體的微粒大小不同,液體與氣體混合一起流動(dòng)時(shí),如果必須通過(guò)微 孔過(guò)濾,就象過(guò)篩一樣,氣體通過(guò)了,而液體被攔截而留在微孔

14、過(guò)濾器上,并在 重力的作用下下流至分離器底部排出. 微孔過(guò)濾分離器的篩分作用是真正意義上 的篩分,其微孔直徑一般在 50 微米以下,也就是說(shuō)大于它微孔直徑的液體微粒 不能通過(guò). 當(dāng)然其分離機(jī)理比較復(fù)雜, 由于其屬于微觀過(guò)程, 所以需要深入研究. 微孔過(guò)濾分離器的阻擋收集表面積在單位體積內(nèi)極大, 折流次數(shù)和篩分次數(shù)在單 位體積內(nèi)比絲網(wǎng)更多. 2,微孔過(guò)濾分離的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn): 1分離效率極高. 2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只需制作一個(gè)微孔過(guò)濾器固定裝置. 3體積比絲網(wǎng)分離器小. 缺點(diǎn): 1分離負(fù)荷范圍極窄,超過(guò)氣液混合物規(guī)定流速或者液氣比后,分離效率急劇 下降 2超過(guò)氣液混合物規(guī)定流速或者液氣比后,而且容易發(fā)生液

15、阻現(xiàn)象,阻力急劇 上升. 3阻力比普通的折流分離器或普通的離心分離器大. 4工作極不穩(wěn)定 5極易堵. 6微孔過(guò)濾器的種類(lèi)以及材質(zhì)選擇很重要. 3,改進(jìn) 從微孔過(guò)濾分離的原理來(lái)說(shuō),氣液混合物流速越大或者液氣比越大,其氣液分離 的難度越大,為什么呢? 究其原因: 1在氣液比一定的情況下,氣液混合物流速越大,說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)分離負(fù)荷越 重,混合物在分離器內(nèi)停留的時(shí)間越短. 2氣體對(duì)已經(jīng)著壁的液體人著很強(qiáng)的剪切作用,帶來(lái)的問(wèn)題是明顯的:A 液體 下流不暢,隨著著壁液體的厚度越來(lái)越厚,氣體的流通面積越來(lái)越小,很容易產(chǎn) ,很容易帶液. 生液堵現(xiàn)象,氣液流速越來(lái)越大,在這雙重影響下,已經(jīng)著壁的液體將很容易被 氣體重新帶走.如果流速增大或者液氣比增大,會(huì)很容易地帶液.B 液體微粒細(xì) 化,通過(guò)微孔過(guò)濾器而沒(méi)有分離下來(lái)的液體基本上物理分離(吸附分離除外已 經(jīng)沒(méi)有辦法再分離出來(lái)了,因?yàn)槠淞教? 3微孔過(guò)濾器的微孔直徑