氣液分離器的原理、現(xiàn)狀和改進(jìn)

1、一個(gè)好的氣液分離器應(yīng)具有如下特點(diǎn):1、分離效果好。O 2、適應(yīng)的分離負(fù)荷范圍非常寬。3、體積小。4、阻力小。5、工作穩(wěn)定。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。、分離效率高。）分離效率的現(xiàn)狀從氣液分離器的要求來看，就要求其能將氣體與液體盡可能分離，經(jīng)過氣液分離器之后，液體就是液%，因體，不含有氣體，而氣體就是氣體，不含有液體。當(dāng)然一個(gè)分離器實(shí)際上其分離效率不可能10 0種種原因?qū)嶋H的情況是根據(jù)不同分離要求來選擇氣液分離器。1、分離要求比較低的，選擇重力沉

2、降分離。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。3、要求較高的，選擇填料分離。2、分離要求一般的，選擇普通的折流分離（擋板分離）或者普通的離心分離（旋流分離）。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。4、要求高的，選擇絲網(wǎng)分離。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。當(dāng)

3、然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。5、要求很高的，選擇微孔過濾分離。當(dāng)然這樣選擇也不是絕對(duì)的，實(shí)際使用中氣液分離效率可能并不完全符合上述順序。其原因以后說明。氣液分離器分離效率的選擇跟待分離的液體物性有關(guān),如果液體粘度大，分子間作用力強(qiáng)，相對(duì)來說容易分離一些，所以油水分離器一般分離極數(shù)比水分離器低。同樣的分離要求，較粘液體的分離器的分離方式在上述順序中可以降低一檔。但較粘的液體存在的嚴(yán)重問題在于液體下流時(shí)間較長。二）提高氣液分離器的分離效率的好處上面說的是氣液分離器的現(xiàn)狀，那究竟這樣選擇是不是最合理的呢?1、凈化分離器。也就是說分離效率越高

4、， 氣體中無用或凈化分離器的作用是將氣體中無用或有害的液體分離出來,有害的液體越小，帶來的好處：如果是無用的液體少了，也就是使凈化氣體的使用效率高了，也就是氣體 的使用成本低了；如果是有害的液體少了，就不光是凈化氣體使用成本低了，而且是降低了液體的危害程 度，用戶的運(yùn)行成本因此也明顯更降低了。典型的凈化分離器如：油水分離器。油水分離器一般安裝在壓縮機(jī)的進(jìn)口或者出口。如果安裝在進(jìn)口的油水分離器分離效率高，壓縮機(jī)的功效會(huì)提高，為什么呢？因?yàn)閴嚎s機(jī)可以做有用 功和無用功，如果進(jìn)口氣體中間含有無用的油水越少，其有用功增加，其功效越高，那么從長遠(yuǎn)來看，降 低的運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于提高油水分離效率所用的成本。

5、如果分離效率提高了1%，也就是壓縮機(jī)電耗減少了1%，而一般提高分離效率1 %所用的成本只相當(dāng)于半年節(jié)省的電費(fèi)。如果安裝在壓縮機(jī)出口， 可以凈化輸往用戶的氣體，從而使用戶的運(yùn)行成本降低或者運(yùn)行更加安全平穩(wěn)，也明顯比提高氣液分離效率所用成本劃得來。2、工藝介質(zhì)分離器工藝介質(zhì)分離器的作用是匚藝介質(zhì)的氣液兩相分離,因?yàn)橐话銇碚f，系統(tǒng)就是利用工藝介質(zhì)氣液兩相性質(zhì)不同來循環(huán)運(yùn)行的，如果氣液混合在一起，肯定會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和效率下降。典型的工藝 介質(zhì)分離器如：制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器后氣液分離器。工藝介質(zhì)在蒸發(fā)器吸收了大量的被冷卻物質(zhì)的熱量，從而由液相變成氣相，然后送往吸收器或壓縮機(jī)，然后是發(fā)生器或冷凝器，又

6、從氣相變成液相。御滲如果蒸發(fā)器后氣液分離器的分離效率提高了1%，蒸發(fā)器的冷卻效率也提高了1%，冷劑泵或壓縮機(jī)電耗減少了1 %，發(fā)生器或冷凝器的效率也提高了1%，而一般提高分離效率1 %所用的成本只相當(dāng)于壓縮機(jī)半年節(jié)省的電費(fèi)。產(chǎn)品分離器 環(huán)產(chǎn)品分離器的作用是把混合在原料氣中液態(tài)產(chǎn)品分離下來,也就是說液體沒分離下來,產(chǎn)品就沒生產(chǎn)出來。典型的產(chǎn)品分離器如：合成氨系統(tǒng)中的氨分離器。所以生成的氨和未反應(yīng)完的原料氣是混在一起的,經(jīng)過冷卻器后,工藝介質(zhì)分離器的作用是匚藝介質(zhì)的氣液兩相分離,因?yàn)橐话銇碚f，系統(tǒng)就是利用工藝介質(zhì)氣液兩工藝介質(zhì)分離器的作用是匚藝介質(zhì)的氣液兩相分離,因?yàn)橐话銇碚f，系統(tǒng)就是利用工藝介質(zhì)

7、氣液兩上面的分析來看，提高氣液分離器的分離效率是很必要的，很經(jīng)濟(jì)的。大部分氣氨變成了液氨，經(jīng)過分離器后，原料氣經(jīng)壓縮機(jī)提壓后繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。k審如果分離效率提高1 %，氨產(chǎn)量提高了1 %，壓縮機(jī)的電耗降低了1%，氨塔反應(yīng)的推動(dòng)力提高了1 %，而一般提高分離效率1%所用的成本只相當(dāng)于壓縮機(jī)半年節(jié)省的電費(fèi)。工藝介質(zhì)分離器的作用是匚藝介質(zhì)的氣液兩相分離,因?yàn)橐话銇碚f，系統(tǒng)就是利用工藝介質(zhì)氣液兩工藝介質(zhì)分離器的作用是匚藝介質(zhì)的氣液兩相分離,因?yàn)橐话銇碚f，系統(tǒng)就是利用工藝介質(zhì)氣液兩如何改進(jìn)，才能有效提高分離效率呢?也從氣液分離器的原理及優(yōu)缺點(diǎn)來看，由于絲網(wǎng)分離或微孔過濾分離分離效率很高，所以一般都會(huì)采用，

8、但很少單獨(dú)使用絲網(wǎng)分離或微孔過濾分離，一般是在其前串聯(lián)普通折流分離或普通離心分離。由于這種結(jié)合實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)， 揚(yáng)長避短，所以極大地提高了分離效率，成為了目前標(biāo)準(zhǔn)的氣液分離器配置。 &鹽但隨著使用時(shí)間的推移和使用范圍的擴(kuò)大,問題還是出現(xiàn)了。由于某些系統(tǒng)擴(kuò)大了產(chǎn)能，也就是說分離器的分離負(fù)荷重了，原來的氣液分離器分離效率明顯下降，從而帶來了嚴(yán)重問題，那么氣液分離器的在改造的過程中技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，絲網(wǎng)分離或微孔過濾分離已經(jīng)沒有多大的余地，唯一的出路在于改造傳統(tǒng)的折流分離或離心分離。經(jīng)過不斷地研究實(shí)踐，本公司成功地對(duì)傳統(tǒng)的折流分離或離心分離進(jìn)行了改造，明顯地提高了分離效率，折流分離的效率提高了5

9、%30 %，而離心分離提高了5 %20 % ,從而很好地解決了用戶的問題，使用戶的運(yùn)行成本明顯地降低。&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。但綜合起來分離原理只有兩種：1、2、3、6）。氣體與液體的密度不同,4、5）。液體的分子聚集狀態(tài)與氣體的分子、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 相同體積下氣體的質(zhì)量比液體的質(zhì)量小、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、重力沉降1重力沉降的原

10、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)受到重力的作用，產(chǎn)生一個(gè)向下的速度，而 氣體仍然朝著原來的方向流動(dòng)，也就是說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 在一起通過排放管排岀。已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，以延長氣液混合物在分離器內(nèi)停留的時(shí)間、折流分離1、折流分離的原理簡(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，

11、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,通過排放管排出2、折流分離的優(yōu)缺點(diǎn)1）分離效率比重力沉降高。2）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)3）工作穩(wěn)定缺點(diǎn):1）分離負(fù)荷范圍窄，超過氣液混合物規(guī)定流速后，分離效率急劇下降2）阻力比重力沉降大。從折流分離的原理來說，氣液混合物流速越快，其慣性越大，也就是說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?71）在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越大，說明單位時(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。也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

12、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，也就是說有更多已經(jīng)著壁的液體被帶走而沒有分離下來。矽3 ）液體沒有固定的形狀，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？宙1）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

13、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，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。H 二 j3）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。宙從上述目標(biāo)岀發(fā)，本公司對(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。（復(fù)制如下鏈接看第678頁圖1234。=一種噴射式折流氣.c n/sipo/zljs/hyjs-yx-n ew.jsp?recid=CN200520051057.0&leixi

14、n=syxx&title液分離裝置的捕液剛性收集壁& ipc=B01D19/00（2006.01）l ）三、離心分離1、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，液體附著在分離壁面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。2、離心分離的優(yōu)缺點(diǎn)1）分離效率比重力沉降高。2）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)。3）工作穩(wěn)定。缺點(diǎn)：1）分離負(fù)荷范圍窄，超過氣液混合物規(guī)定流速后，分離效率急劇下降。2）阻力比重力沉降大。3、改進(jìn)從離心分離的原理來說，氣液混合物流速越快，

15、其離心力越大，也就是說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? 也究其原因：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。1）針對(duì)第一點(diǎn)，可以增大分離器體積，也就是降低流速。2）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)，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，也就是說有更多已經(jīng)著壁的液體被

16、帶走而沒有分離下來。3）液體沒有固定的形狀，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?效率將大大提高。2）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，不產(chǎn)生或減弱推動(dòng)作用，離心分離器的分離效率也將大大提高。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，那么離心分離器的分離電從上述目標(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。（復(fù)制如下鏈接看第678頁圖123

17、。= 一種旋流式氣液分離裝置的捕液剛性收集壁&ipc=B01D19/00（2006.01）l ） 卞凸四、填料分離1、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，通過排放管排岀。由于填料相對(duì)普通折流分離來說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， 所以其分離效率有提高。“2、填料分離的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）分離效率比普通的折流分離或普通的離心分離高。2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需制作一個(gè)填料架。3）體積比普通的折流分離器或普通的離

18、心分離器小。缺點(diǎn)：1）分離負(fù)荷范圍更窄，超過氣液混合物規(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）工作較不穩(wěn)定，容易帶液。4）填料易碎。5）填料易堵。6）填料的選擇很重要。3、改進(jìn)從填料分離的原理來說，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)，液體下流不暢，隨著著壁液體 的厚度越來越厚，氣體的流通面

19、積越來越小，氣液流速越來越大，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。3）填料的種類較多，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？1）增大分離器體積，也就是降低流速。2）使用規(guī)整填料。3）在其前面串聯(lián)折流分離或者離心分離。五、絲網(wǎng)分離1、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流動(dòng)時(shí)，如果必須通過絲網(wǎng)，就象過篩一樣，氣體通 過了，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

20、排岀。絲網(wǎng)的篩分作用也類似折流分 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。2、絲網(wǎng)分離的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）分離效率比填料分離高。2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需制作一個(gè)絲網(wǎng)固定裝置。3）體積比填料分離器小。缺點(diǎn)：1）分離負(fù)荷范圍很窄，超過氣液混合物規(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，很容易帶液。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)分離的原理來說，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)

21、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 的厚度越來越厚，氣體的流通面積越來越小，會(huì)產(chǎn)生液堵現(xiàn)象，氣液流速越來越大，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 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

22、濕性能有關(guān)，如果這種材質(zhì)能降低液體在其表 面的潤濕性能，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濕性能的問題。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、微孔過濾分離1、微孔過濾分離的原理簡(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流動(dòng)時(shí)，如果必須通過微孔過濾，就象過篩一樣，氣 體通過了，而液體被攔截而留在微孔過濾器上，并在重力的作用下下流至分離器底部排出。微孔過濾分離器的 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，也就是說大于它微孔直徑的液體微粒不能通過。 當(dāng)然其分離機(jī)理比較復(fù)雜，由于其屬于微觀過程，所以需要深入研究。微孔過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、微孔過濾分離的優(yōu)缺點(diǎn)