CN101940860B

CN101940860B - 气液分离机

Info

Publication number: CN101940860B
Application number: CN 201010275411
Authority: CN
Inventors: 谭乃钧; 王国强; 王吉生; 张慧峰; 孔德发
Original assignee: Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
Current assignee: Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: CN101940860A

Abstract

本发明属于气液分离机领域。气液分离机，主要由以下部件组成：机壳内设有转鼓和布料器，转鼓通过传动装置与电机相连；机壳上设有料液进口和液体出口、进气口和气体出口；所述的料液进口一端通向壳体外面，另一端连接布料器，填料层设在转鼓内，通过隔离网与转鼓固定连接；所述的气体出口下端伸入分离机内部，安装范围在填料层与布料管之间，将分离后的气体引出；在机壳与转鼓之间设有布气管，布气管上布满孔，布气管与进气口相连；液体出口位于分离机的底部，用于将分离后的液体导出。本发明运用高速旋转产生的离心力、超重力，使原料液与逆向进入的空气接触，气、液两相，在来自转鼓代给液体的离心力及外界强压气体的作用下，使原料液中的气体与液体分离，达到提高功效的目的。

Description

气液分离机

技术领域

本发明属于气液分离机领域。

背景技术

目前，我国90％以上溴素生产采用空气吹出酸液吸收法，以往的卤水提溴工艺多采用的是塔式分离设备，氧化后的Br₂经过大量的空气吹出，再由吸收液吸收后进入下一生产工序。想要提高溴的收率，需要增加吸收塔的直径或增高吸收塔的高度，无疑会加大设备的投资与占地，增大投资，也给维修带来诸多不便。尽管空气吹出法对含溴原料的适应性较强，易于自动化控制，适于大规模生产，但该法对卤温的适用范围较窄，所需设备庞大，溴收率低，产品精度低且能耗高，需集中建厂，不利于较分散的含溴卤水资源的利用。

溴单质在常压下的熔点为-7.2℃，沸点为58.78℃；常温下，相对密度为3.1226g/cm³；挥发度为593；粘度为0.999厘泊。在20℃时，溴微溶于水，溶解度为3.58g/100ml。

目前的气液分离器采用的分离结构很多，其分离方法也有诸多种类：1、重力沉降法；2、折流分离法；3、离心力分离法；4、丝网分离法；5、超滤分离法；6、填料分离法等。重力沉降法优点：1设计简单；2设备制作简单；3阻力小。缺点：1分离效率最低；2设备体积庞大。折流分离的优点：1分离效率比重力沉降高；2体积比重力沉降减小很多，所以折流分离结构可以用在高压力容器内；3工作稳定。缺点：1分离负荷范围窄，超过气液混合物规定流速后，分离效率急剧下降；2阻力比重力沉降大。离心分离的优点：1分离效率比重力沉降高；2体积比重力沉降减小很多，所以离心分离结构可以用在高压力容器内；3工作稳定。缺点：1分离负荷范围窄，超过气液混合物规定流速后，分离效率急剧下降。2阻力比重力沉降大。填料分离的优点：1分离效率比普通的折流分离或普通的离心分离高；2结构简单，只需制作一个填料架；3体积比普通的折流分离器或普通的离心分离器小。缺点：1分离负荷范围更窄，超过气液混合物规定流速或者液气比后，分离效率急剧下降；2阻力比普通的折流分离器或普通的离心分离器大；3工作较不稳定，容易带液；4填料易碎；5填料易堵。丝网分离的优点：1分离效率比填料分离高；2结构简单，只需制作一个丝网固定装置；3体积比填料分离器小。缺点：1分离负荷范围很窄，超过气液混合物规定流速或者液气比后，分离效率急剧下降；2阻力比普通的折流分离器或普通的离心分离器大；3工作不稳定，很容易带液；4很易堵。微孔过滤分离的优点：1分离效率极高；2结构简单，只需制作一个微孔过滤器固定装置；3体积比丝网分离器小。缺点：1分离负荷范围极窄，超过气液混合物规定流速或者液气比后，分离效率急剧下降；2超过气液混合物规定流速或者液气比后，而且容易发生液阻现象，阻力急剧上升；3阻力比普通的折流分离器或普通的离心分离器大；4工作极不稳定，很容易带液；5极易堵。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种气液分离机。

气液分离机，主要由以下部件组成：机壳内设有转鼓和布料器，转鼓通过传动装置与电机相连；机壳上设有料液进口和液体出口、进气口和气体出口；所述的料液进口一端通向壳体外面，另一端连接布料器，填料层设在转鼓内，通过隔离网与转鼓固定连接；所述的气体出口下端伸入分离机内部，安装范围在填料层与布料管之间，将分离后的气体引出；在机壳与转鼓之间设有布气管，布气管上布满孔，布气管与进气口相连；液体出口位于分离机的底部，用于将分离后的液体导出。

工作原理：电机带动转鼓一起旋转，转鼓内由进料口输入的原料液，在旋转产生离心的力、和高速旋转的填料所产生的超重力作用下，与由机体底部进入的空气逆向接触，完成传质。本发明集成离心力与超重力的工作原理于一体，在工作场中更有效的发挥了两种原动力的作用，使传质过程强化。

①分离机液体工作原理：采用上进下出的液体自然流向原理，液体在外力和地球引力的共同作用下进入分离机，由液体分散器均匀的进行分布，进入分离机内的液体受到离心力的作用，将其抛向分离机的外壳，完成分离后再汇集到位于分离机底部的料液出口排出。液体在落到底部出口过程中，在分离机内部自上而下的有效的、全面的空间内，与逆向进入的气体交汇，充分完成传质过程。调控分离机出口与液体出口的位差，可以防止从分离机底进入的气体由于压力过大形成短路现象，防止气体从液体出口挤出。

②分离机气体工作原理：为使整个传质过程更经济、充分，将分离机进气口设在设备外缘底部，与液体的流向相逆，在有限的工作空间达到更全面的传质过程。液体从上部进入分离机后，被高速旋转的分离机产生的离心力甩向外缘，在分离机的内上部形成了一个腔室，形成了短时的负压室。与液体逆向运动的气体自下而上，在完成传质后，为保持分离机内部的压力守恒而填充到负压室，此时的汇集气体还混有少量的液体，在排出之间短暂的汇集期间，少量的液体得以再次被离心力抛向边缘，形成了气液分离，分离后的气体，由分离机上部的气体出口排出。(负压室代替了以往的扑沫器)

③超重力工作原理：液体、气体的逆向运动可以完成两相的传质，进入分离机的液体，受到分布在分离机内部的填料的作用，径向、周向速度增加，填料将运动的液体切割成极小的液丝、液滴，破碎的液体使液体的比表面积骤间增大，再经过分散基间的曲折的空隙与逆向进入的气体接触，此时的液体在高速旋转运动场中高分散、高湍流、强混合，以界面急速更新的条件下完成传质，强化了传质过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：运用高速旋转产生的离心力、超重力，使原料液与逆向进入的空气接触，气、液两相，在来自转鼓代给液体的离心力及外界强压气体的作用下，使原料液中的气体与液体分离，达到提高功效的目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图，其中，1、填料层，2、气体出口，3、料液进口，4、转鼓，5电机，6、液体出口，7、布料器，8、机壳，9、布气管，10、进气口。

具体实施方式

下面参照附图对本发明技术方案做进一步说明：

参见附图1，气液分离机，主要由以下部件组成：机壳8内设有转鼓4和布料器7，转鼓通过传动装置与电机5相连；机壳8上设有料液进口3和用于将分离后的液体导出的液体出口6、进气口10和气体出口2；所述的料液进口3一端通向壳体外面连接供料系统，引入原料液，向分离机提供原料，另一端连接布料器7，填料层1设在转鼓内，通过隔离网与转鼓固定连接；所述的气体出口2下端伸入分离机内部，安装在填料层与布料管之间，用于将分离后的气体引出；在机壳8与转鼓4之间设有布气管9，布气管上布满孔，布气管9与进气口10相连。

所述的布气管9为螺旋盘装。

所述的布料器7为直管型，在直管上布满孔，通过这些孔将液体均匀的分散到转鼓四周。

所述的料液进口3和气体出口2设在机壳8顶部，所述的液体出口6和进气口10设在机壳8的底部。

所述的布料器上的孔直径为3～10mm，间距范围为3～10mm。

所述的布气管上的孔直径范围为3～10mm，间距范围为3～10mm。

所述的填料层采用聚四氟材料，厚度范围为20mm～500mm之间，为细小的、密集的网状物，纤维之间相互交叉形成三维迷宫式通道。由于这种材料丝径细，因此可形成极高的孔隙率和极好的透气性，采用这种材料制成的分离元件具有效率高、阻力小、耐腐蚀、可清洗再生的突出优点。

所述的转鼓边缘上设有直径为3～10mm，间距范围为3～10mm的小孔。用于在固定填料的同时，能使料液和气体通过此间小孔完成传质。

使用时，料液进口连接供料系统，向布料器引入原料液，给分离机提供原料；布料器将液体均匀的分散到转鼓四周，电机带动转鼓一起旋转，转鼓在旋转时产生离心力，转鼓内由进料口输入的原料液，通过转鼓边缘上的小孔，汇集到机壳的液体出口，排出。

填料层呈网状、迷宫型，与转鼓同步旋转，将运动的液体切割成极小的液丝、液滴，破碎的液体使液体的比表面积骤间增大，再经过填料层的曲折的空隙与逆向进入的气体接触，此时的液体在高速旋转运动场中高分散、高湍流、强混合，在界面急速更新的条件下与逆向运动的气体接触，完成传质，强化了传质过程。完成从原料液中吹出溴的过程。气体出口作为完成传质后的回收气体收集口，将从原料液中游离的所要排除的(或所要带出的)另一种气体吹出排出；布气管向转鼓内提供生产用气体；液体出口用于将气液分离后的液体排出分离机外。此工艺特别适合变量生产，扩产改造时通过增加分离元件数量或体积扩大分离面积。

本发明用于空气吹出工艺中，为卤水提溴开拓了一种方法，试验数据证明，在气液为比80∶1；溴含量为276mg/L；PH3.5；温度25℃的条件下，其吹出率可达99.2％，大大超出现有技术实际生产的数值。同时具有占地少、便于操作、便于维修、便于调控、收率高，非常便于分散型资源生产单位的使用。

本发明所述的设备在液体提溴方面的应用，其特征在于，将气液为比40-100∶1；溴含量为40-300mg/L；PH3-4.5；温度10-35℃，将含有溴的料液引入料液进口3，空气从进气口10进入，分离后的废液从液体出口6排出，分离出的气体从气体出口2排出。

Claims

1.气液分离机，其特征在于：主要由以下部件组成：机壳内设有转鼓和布料器，转鼓通过传动装置与电机相连；机壳上设有料液进口和液体出口、进气口和气体出口；所述的料液进口一端通向壳体外面，另一端连接布料器，填料层设在转鼓内，通过隔离网与转鼓固定连接；所述的气体出口下端伸入分离机内部，安装在填料层与布料管之间，将分离后的气体引出；在机壳与转鼓之间设有布气管，布气管上布满孔，布气管与进气口相连；所述的料液进口和气体出口设在机壳的顶部，所述的液体出口和进气口设在机壳的底部。

2.根据权利要求1所述的气液分离机，其特征在于：所述的布气管为螺旋盘装。

3.根据权利要求1所述的气液分离机，其特征在于：所述的布料器为直管型。

4.根据权利要求1所述的气液分离机，其特征在于：所述的布料器上的孔直径3～10为mm，间距为3～10mm。

5.根据权利要求1所述的气液分离机，其特征在于：所述的布气管上的孔直径3～10为mm，间距为3～10mm。

6.根据权利要求1所述的气液分离机，其特征在于：所述的填料层采用聚四氟材料，厚度为20mm～500mm，

7.根据权利要求1所述的气液分离机，其特征在于：所述的转鼓边缘上设有直径为3-10mm，间距为3～10mm的小孔。

8.权利要求1所述的设备在液体提溴方面的应用，其特征在于，将气液为比40-100∶1；溴含量为40-300mg/L； pH3-4.5；温度10-35℃的含有溴的料液引入料液进口，空气从进气口（10）进入，分离后的废液从液体出口排出，分离出的气体从气体出口排出。