CN102580408B - 主动式离心气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于医药、空气压缩、天然气、合成氨、炼油、焦化等行业，涉及一种气液分离装置，包括壳体、进气管、排气管，壳体内设置有在动力装置驱动下旋转的转筒，转筒筒壁上有透气孔，转筒内设置有分隔板，将转筒分为进气端和排气端，分别与进气管和排气管连通，进气管经过转筒的进气端、转筒筒壁上的透气孔、气体通道、转筒的排气端与排气管连通，壳体上设置有排液管。本发明对直径0.1μm以上的液粒的分离效率达到99.5%以上，并且处理气量大、适用于含液量高的湿气体、无需大量洗涤吸收液体循环、也无需高压静电系统、对液体物性适应性好，对密度不同的干气组份有一定地分离能力，体积小、重量轻，占用空间小，造价低。

Description

主动式离心气液分离装置

技术领域

 本发明属于气体、液体分离回收技术领域，涉及一种气液分离装置。

背景技术

气液分离是指将含有悬浮微小液粒的气液二相混合湿气体中的干气体和液粒分离的一种工艺过程，广泛应用于医药、空气压缩、天然气供应、合成氨、炼油、焦化等行业。湿气体中所含的悬浮微小液粒一般用液粒直径的大小来区分，通常，当液粒直径小于10μm时，称为“雾”，液粒直径在10μm至1000μm内时，称为“沫”，大于1000μm时，则称为“液滴”。

气流中“雾”、“沫”的形成机理通常有：机械作用、蒸汽冷凝、化学反应。液粒直径大小及其分布决定于它们的形成机理和物系的性质。机械作用是指机械力作用于液体使液体飞溅产生的细小液粒，液粒直径一般在5μm以上，例如超声波雾化、气流夹带、液体喷入气流后破裂等；蒸汽冷凝是指饱和蒸汽进一步降温后悬浮凝结的微小液粒，液粒直径通常在0.1μm至30μm之间，通常是由可冷凝蒸汽冲击冷却形成；化学反应是指二种或更多种蒸汽反应后，冷凝成液相产品，如硫酸生产中三氧化硫和水蒸汽作用生成硫酸雾，液粒直径通常在0.1μm至8μm之间，其中大部分粒径小于1μm。

 具体到工业生产流程中，在精馏、吸收、解吸、增（减）湿等气（汽）液传质、传热单元操作中，无论是采用填料塔还是板式塔，都是通过两相的密切接触和分离以促进相间组分的传递，达到液体或气体提纯、增（减）湿等目的。在这些过程离开填料层或塔板的气相中，必夹带一定数量、大小不等的液滴、液沫，在随后的冷却、冷凝过程中，还会形成悬浮于气相的微小粒子即雾，当所处理的物系比较复杂时，组分间的气相化学反应亦可能生成更小的液粒。通常，必须将被气流所夹带的液粒分离出去，其目的是：

（1）控制排放：控制大气中的有害物质排放量，改善环境质量，如硫酸生产中控制塔后排放尾气中的酸雾含量。

（2）液体回收：当液体本身是有价值的产品或者是催化剂时，要尽量减少其循环使用过程中的损失，所以需加以回收以降低生产成本。

（3）精制产品：无论在精馏还是吸收操作过程，气体雾沫夹带量增大，必降低分离效率和产品的纯度，这在精密分离中尤其突出，故它常对允许的夹带量有严格、甚至苛刻的控制指标。

（4）保护设备。当雾沫被气流夹带到塔后静止、转动设备和它们间的联接管道、阀门、仪表上后会产生种种危害，如腐蚀、堵塞、破坏运转设备的动平衡等，故根据工艺的不同特点，对所允许的夹带量有一定限制。

气液分离的方法有很多，如重力沉降分离，撞击分离，过滤体过滤分离、洗涤吸收分离，电力沉降分离，离心力分离等等，分别适用于不同的气体、液体性质及粒径范围。气液分离器有多种型式，但其分离机理基本有以下几种：重力沉降、惯性冲击、布朗扩散、直接捕集、静电捕集、液体洗涤吸收等。

气液分离器的种类：

（1）重力沉降分离器：由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过排放管排出。优点：设备简单，阻力小，适合处理液粒含量高的湿气体。缺点：分离效率低，设备体积庞大，占用空间多，当湿气体中的液粒直径小时，分离效率急剧下降。适用于直径100μm以上的液粒，对于液粒直径1000μm以上的“液滴”效果较好，通常只能作为含有大直径液粒的湿气体的预分离设备，应用范围有限。

（2）撞击式气液分离器：生产中使用最广泛的气液分离器是撞击式气液分离器，主要有：折流分离器、填料分离器、丝网撞击式分离器等，分别适用于不同的液粒粒径分布范围以及不同的气体含液量范围，可以组合使用。折流分离器有固定百页窗式、叶片式、波纹板式等。气液分离机理均以惯性碰撞占优势，气体在曲折的倾斜通道中以一定的速度向前流动，由于流向多次被改变，使液滴在惯性力作用下，撞击在挡板表面而被捕获，受重力作用，逐渐向下集聚到挡板底部并流出。填料分离器是在容器内填充比表面积很大的填料，气液分离机理也是以惯性碰撞占优势，气体在填料构成的复杂曲折的通道中以一定的速度向前流动，由于流向曲折多变，致使液滴在惯性力作用下，撞击在填料表面而被捕获，受重力作用，逐渐向下集聚并流出。丝网撞击式分离器是在容器内装设多层丝网，气液分离机理也是以惯性碰撞占优势，气体在多层丝网构成的复杂曲折的通道中以一定的速度向前流动，由于流向多次被改变，致使液粒在惯性力作用下，撞击在丝网的丝表面而被捕获，并受重力作用，逐渐向下集聚并流出。

撞击式气液分离器是目前应用最为广泛的一种气液分离器，具有阻力小、结构相对简单、造价低、固定百页窗式和叶片式不易堵塞、维护简单、处理能力大等优点，但对于液粒直径小的“雾”的分离效率较低。折流分离器、填料分离器适用于直径10μm以上的液粒，对于液粒直径20μm以上的湿气体分离效果较好，适用的气体含液量较高；丝网撞击式分离器适用于直径5μm以上的液粒，对于液粒直径10μm以上的湿气体分离效果较好，但不适用于含粘性液粒或含有固体杂质的湿气体。

（3）过滤体气液分离器：包括丝网过滤分离器、微孔过滤体分离器等，气液分离机理以直接拦截占优势。气体流过细密的丝网或微孔过滤体时，如果气体中的液滴大于丝网或微孔结构的孔径，它们将受到孔的拦截而被分离出来。若液滴直接撞击丝网或微孔壁，它们也将被拦截。直接拦截也可以收集一定数量比其孔径小的液粒，能产生这种效果除液滴直接撞击孔壁外，还有以下几种机理：1）大多数小悬浮液粒的形状都是不规则的，它们可以桥接在孔上。2）如果二个或多个颗粒同时投向一个孔时，也会产生桥接现象。3）一个液粒一旦被一个孔拦截下来，则这个孔至少会被局部阻塞，就可以将粒径更小的液粒拦截下来。优点：适当选择滤孔尺寸，过滤体气液分离器对于微小直径的液粒即“雾”的分离效率很高。缺点：处理气量小，适用的气体含液量也很小，非常容易堵塞，阻力较高，对于粘性液体或含有固体颗粒杂质的介质不适用。

（4）洗涤吸收式气液分离器：是指使用对被分离的液粒具有溶解、吸收等性能的液体对被分离的湿气体进行冲洗，从而将其中的液粒吸收或溶解进冲洗液中然后再分离的一种工艺方法。优点：适应性好，适用的气体含液量很高，可以洗涤分离粘性或含有固体杂质的液粒。缺点：洗涤液体流量很大，系统复杂，能耗高，维护费用高。

（5）电力沉降气液分离器：如电捕集油器等，工作原理是，含有雾滴等杂质的气体通过一高压电场，液粒和杂质在电场库伦力的作用下，移动到沉淀极后释放出所带电荷，并吸附于沉淀极上，从而达到气体与液粒分离的目的。当吸附于沉淀极上的液体量增加到大于其附着力时，会自动向下流淌，从电捕集油器底部排出，净气体则从电捕集油器上部离开并进入下道工序。优点：处理气量大，分离效率高，在设置冲洗系统后可以分离粘性或含有固体杂质的液粒，阻力小。缺点：需要高压静电装置，系统复杂，能耗高，造价高，维护费用高，对于分离易燃液粒的混合气的含氧量有严格限制，否则有爆炸危险。

（6）离心式气液分离器：含有液粒的混合湿气体沿切线方向进入圆筒形分离器内，气体在分离器内旋转，由于液粒重度显著大于气体分子重度，其离心力也更大，液粒就会在离心力作用下趋向并附着于筒壁，然后在重力作用下从下部流出，气体从筒上部流出，完成分离。离心式气液分离器的处理气量大、适用的气体含液量很高、结构简单、造价较低、维护简单、不易堵塞，对于直径较大的液粒，分离效果较好，通常适用于直径4μm以上的液粒，对于液粒直径10μm以上的湿气体分离效果较好。但是，对于直径很小（小于4μm）的液粒分离效率很低。

在国家知识产权局公开的专利号为ZL201010168520.5的专利文件中，披露了一种离心式气液分离器，可以减弱气流二次夹带现象；在国家知识产权局公开的专利号为ZL200720040786.5的专利文件中，披露了一种离心式气液分离器。在国家知识产权局公开的专利号为ZL95220359.6的专利文件中，披露了一种离心式涡轮气液分离器，对离心式气液分离器进行了改进，使得离心式气液分离器性能得到了一定程度的提高。但是，经改进的离心式气液分离器对微小直径的液粒的分离效率仍然较低，尤其对于液粒直径小于3μm的“雾”的分离效率更低。

上述技术存在的不足之处在于：对于液粒直径微小的“雾”的分离效率较高的过滤体气液分离器处理气量小，容易堵塞，阻力较高，适用的气体含液量较低，对于粘性液体或含有固体颗粒杂质的介质不适用；洗涤吸收式气液分离器的洗涤液体流量很大，系统复杂，能耗高，维护费用高；电力沉降气液分离器需要高压静电装置，系统复杂，能耗高，造价高，维护费用高，对于处理含有氧气的可燃液粒的混合气有爆炸危险。而其它几种类型的气液分离器对液粒直径微小的“雾”的分离效率很低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种主动式离心气液分离装置，具有对液粒直径微小的“雾”的分离效率很高、处理气量大、适用于含液量高的湿气体、无需大量洗涤液体、也无需高压静电系统、对液体物性适应性好的优点。本发明具体技术方案为： 

1．主动式离心气液分离装置，包括壳体、进气管、排气管，其特征在于：壳体内设置有能够在动力装置驱动下绕其自身轴线旋转的转筒；转筒筒壁上设置有透气孔，筒内空间与筒外空间通过透气孔连通；转筒内设置有分隔板，将转筒内空间分隔为进气端和排气端，进气端和排气端在转筒内的空间内不直接连通，进气端与进气管连通，排气端和排气管连通；壳体内表面与转筒外表面之间的空间为气体通道；进气管经过转筒的进气端、转筒筒壁上的透气孔、气体通道、转筒的排气端与排气管连通；壳体上设置有排液管。

主动式离心气液分离装置可以采用立式布置方案或卧式布置方案，即转筒的旋转轴线可以是垂直的，也可以是水平的。壳体设置在机架上或直接设置在设备基础上，进气管、排气管设置在壳体上并与壳体固定连接，动力装置通过进气管、排气管或机架与壳体固定连接，转筒通过筒盖、转筒轴、轴承支撑于轴承座上，与动力装置连接，并在动力装置驱动下旋转。动力装置可以包括电动机、联轴器，直接驱动转筒转动；也可以包括电动机、主动皮带轮、皮带、被动皮带轮，被动皮带轮设置在转筒轴上，电动机通过皮带传动驱动转筒转动；也可以采用内燃机取代电动机。

进气管、排气管可以分别设置在转筒两端，也可以设置在转筒的同一端。当进气管、排气管分别设置在转筒两端时，转筒的筒盖有透气通道，可以是轮辋式的；当进气管、排气管设置在转筒同一端时，采用套装方式设置，转筒的筒盖可以透气也可以不透气。

转筒内的分隔板可以是设置在转筒上，与转筒一同旋转；也可以通过支架或直接固定设置在进气管或排气管上，与转筒之间设置有密封间隙，转筒旋转而分隔板固定不动。

当采用立式布置方案时，在壳体的下端最低部设置排液管；当采用卧式布置方案时，排液管设置在壳体的圆周最低部。

主动式离心气液分离装置的工作原理为：

主动式离心气液分离装置是通过使湿气体高速旋转，液粒密度大于干气的密度，在离心力作用下，液粒与干气分离。与已有技术的离心气液分离器不同之处在于，已有技术的离心气液分离器中气体的旋转是依靠外部能量使离心气液分离器进气口与排气口产生压力差，从而使进入离心气液分离器的湿气体具有速度和动量，在离心气液分离器的蜗壳和圆形器壁的导引下被动地高速旋转，产生离心力，湿气体的旋转速度与流量成正比；主动式离心气液分离装置是依靠其自身设置的转筒的主动旋转带动湿气体旋转，产生离心力，其离心力大小取决于转筒的转速、直径、液粒密度等参数，与湿气体流量无关，与已有技术的离心气液分离器相比，其离心力可以大几倍至几十倍，所以对微小液粒的分离效率要大的多。外部能量使主动式离心气液分离装置进气口与排气口产生的压力差的作用仅限于克服湿气体在该分离装置内的流动阻力。主动式离心气液分离装置的具体工作过程为：含有液粒的湿气体在压差作用下从主动式离心气液分离装置进气口进入进气管，然后进入转筒的进气端，经转筒进气端筒壁上的透气孔穿过筒壁进入壳体内表面和转筒外表面之间的气体通道，转筒在动力装置的驱动下高速旋转，与湿气体高速碰撞，使湿气体中的微小液粒积聚长大，部分被捕获并浸润在转筒表面后被离心力甩向壳体内表面，同时，湿气体在高速旋转的转筒的作用下也高速旋转，产生离心力，其中的液粒在离心力作用下冲撞在壳体内表面上被捕获，而后在重力作用下流向排液管。进入到气体通道的湿气体中的大部分液粒已经被分离出去，仅含有少量残留的微小液粒，然后，在高速旋转状态下穿过转筒筒壁排气端上的透气孔进入转筒内部空间的排气端，在此过程中，高速旋转的转筒与湿气体再次高速碰撞，使湿气体中残留的微小液粒积聚长大，浸润在转筒表面后被离心力甩向壳体内表面被捕获，而后在重力作用下流向排液管。最终进入转筒排气端的是已经将液粒分离出去的干气体，最终经排气管排出，完成气液分离过程。

2. 所述的主动式离心气液分离装置，转筒的进气端筒壁上设置有多个离心叶片，多个离心叶片与转筒一起构成离心透平叶轮。这样，转筒在旋转时，进气端不仅起到前述的碰撞、捕获液粒及离心分离的作用，该离心透平叶轮还起到对气体增压的作用，可以减小所配属的管网系统的风机压力，甚至可以取代所配属的管网系统的风机，简化系统。

3．所述的主动式离心气液分离装置，转筒通过筒盖、轴与动力装置相连；筒盖上设置有多个轴流叶片，多个轴流叶片与筒盖一起构成轴流透平叶轮。这样，转筒在旋转时，该轴流透平叶轮起到对气体增压的作用，可以减小所配属的管网系统的风机压力。

4．所述的主动式离心气液分离装置，转筒一端敞口，一端闭口，进气管和排气管设置在转筒的敞口端，进气管与壳体固定相连，排气管设置在进气管内，一端与进气管端部固定连接，另一端设置在转筒内，进气管内表面与排气管外表面之间的空间为环形进气通道；分隔板与排气管的端部固定连接，外圆与转筒内圆之间设置有密封间隙，转筒旋转而分隔板固定不动；或者，分隔板与转筒固定连接，与转筒一同旋转，分隔板内圆与排气管外圆之间设置有密封间隙；或者，为减小气流阻力，当分隔板设置为圆滑的内凸形时，其内凸圆环的端面与排气管端面设置有密封间隙；筒盖设置在转筒的闭口端。

主动式离心气液分离装置可以采用立式布置方案或卧式布置方案，即转筒的旋转轴线可以是垂直的，也可以是水平的。

5．所述的主动式离心气液分离装置，进气管上设置有蜗壳，气体首先从进气口进入蜗壳，形成蜗旋后进入进气管。这样，湿气体在进气管内进行初步分层，外周的气体含湿量较大，更有利于进入转筒后的分离。

6.所述的主动式离心气液分离装置，转筒排气端内表面衬有丝网。在气流穿过丝网时，进一步增加气体中残留的极细微液粒被碰撞捕获的机会；壳体内表面衬有丝网。可以减小气流对已经分离出的液体的二次夹带现象。

7.所述的主动式离心气液分离装置，转筒的旋转中心线设置为垂直方向，壳体上端设置有冲洗环管和多个冲洗孔，冲洗环管经过冲洗孔和壳体内腔连通。当湿气体中所含的液粒具有粘性时，使冲洗液经冲洗环管和冲洗孔流入壳体内表面，对粘附在壳体上的粘性液体进行冲洗。

8.所述的主动式离心气液分离装置，在壳体外设置加热保温层，可以使用蒸汽盘管、热水盘管或电热丝加热，外包覆超细玻璃纤维保温层，提高壳体温度，使液体更容易流下。

9.所述的主动式离心气液分离装置，在排气管内设置有第二排气管。在转筒高速旋转时，转筒排气端内的干气在离心力作用下，密度较重的成分较多的分布在外周，从排气管排出，密度较轻的成分较多的分布在转筒中心，从第二排气管排出，完成对干气组份的一定程度地分离。

本发明与已有技术相比，优点在于： 

1. 气液分离效率高：对液粒直径微小的“雾”的分离效率很高，对直径1μm以上的液粒的分离效率达到99.9%以上，当采用较高的转筒转速时，对直径0.1μm以上的液粒的分离效率达到99.5%以上。

2. 处理气量大、体积小：与已有技术的离心式气液分离器比较，同等体积下，处理气量可提高3～10倍；与其它类型的已有技术的气液分离器比较，同等体积下，处理气量可提高3～50倍。

3．适用于分离含液量从低到高的各种湿气体：可处理的湿气体的含湿量上限没有限制。

4．对液体物性适应性好：适用于含有各种物性液体的湿气体，可以分离粘性液粒，如焦油；也可以处理含有固体杂质的湿气体。

5．无需大量洗涤液体：与洗涤吸收式气液分离器相比较，可以省去复杂的洗涤液体循环系统，投资少，节约能耗，降低维护费用。

6．无需高压静电系统：与电力沉降气液分离器比较，无需复杂的高压静电装置，降低能耗，节省投资，减少维护费用，对于分离易燃液粒的混合气的含氧量范围可以较大幅度放宽，降低爆炸危险。

7．可以取代管网中的低压风机：对于管网阻力不大的系统，使用设置有离心叶片或轴流叶片的主动式离心气液分离装置提供的压力升，可以不必另外设置低压循环风机，简化了系统，减少了投资。

8．可以在气液分离的同时，对干气组份进行一定程度的分离。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3结构示意图的主视图；

图4为本发明实施例3结构示意图的A-A剖面图；

图5为本发明实施例4结构示意图的主视图；

图6为本发明实施例4结构示意图的B-B剖视图；

图7为本发明实施例5的结构示意图；

图8为本发明实施例6结构示意图的主视图；

图9为本发明实施例6结构示意图的C-C剖面图；

图10为本发明实施例7结构示意图的主视图；

图11为本发明实施例7结构示意图的D-D剖面图；

图12为本发明实施例8结构示意图的主视图；

图13为本发明实施例8结构示意图的E-E剖面图；

图14为本发明实施例9的结构示意图。

具体实施方式

结合实施例参照附图对实现本发明的主动式离心气液分离装置进行详细的说明：

实施例1

参阅图1所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，主要包括壳体1、转筒2、动力装置3、分隔板4、进气管5、排气管6、排液管7、机架8。转筒直径为1m，转速为2500r/min，钢板制成的壳体1设置在机架8上，壳体1内设置有转筒2，转筒2由钢管制成，其筒壁上设置有大量透气孔，筒内空间与筒外空间通过透气孔连通；转筒2通过有透气孔的筒盖21、轴22与动力装置3相连，动力装置3包括电动机、联轴器，转筒2通过轴22及轴承支撑于轴承座上，并在动力装置3驱动下绕其自身轴线旋转。转筒2内设置有分隔板4，与转筒2固定连接，分隔板4将转筒2内空间分隔为进气端2a和排气端2b，进气端2a与位于壳体1上部的进气管5连通，排气端2b和位于壳体1下部的排气管6连通；壳体1内表面与转筒2外表面之间的空间为气体通道；壳体1上设置有排液管7，轴21与壳体1的密封采用迷宫密封。

本实施例的工作过程：

图中箭头表示气流方向：含有液氨的混合气体在外源压差作用下从进气口进入进气管5，然后穿过筒盖21上的透气孔进入转筒2的进气端2a，经转筒2筒壁进气端2a上的透气孔穿过筒壁进入壳体1内表面和转筒2外表面之间的气体通道，转筒2在动力装置3的驱动下高速旋转，与混合气体高速碰撞，使其中的液氨微粒积聚长大，浸润在转筒2表面后被离心力甩向壳体1的内表面，同时，混合气体在高速旋转的转筒2的作用下也高速旋转，产生离心力，其中的液氨微粒在离心力作用下冲撞在壳体1内表面上被捕获，而后在重力作用下流向排液管7。进入到壳体1和转筒2之间气体通道的气体中的大部分液氨微粒已经被分离出去，仅含有少量残留的极微小液氨微粒，然后，在高速旋转状态下穿过转筒2筒壁排气端上的透气孔进入转筒2内部空间的排气端，在此过程中，高速旋转的转筒2与混合气体再次高速碰撞，使混合气体中残留的极微小液氨微粒积聚长大，被捕获并浸润在转筒2表面后被离心力甩向壳体1内表面被捕获，而后在重力作用下流向排液管7。最终进入转筒2排气端的是已经将液氨分离出去的干气体，成分主要是原料气，最终经排气管6排出，返回反应器，分离出的液氨从排液管7排出，完成气液分离过程。

实施例2 

参阅图2所示，一种主动式离心气液分离装置，采用卧式布置方案，排液管7设置在壳体1最低部，其余同实施例1。

实施例3 

参阅图3、图4所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，进气管5位于壳体1下端，排气管6位于壳体1上端，转筒2进气端的筒壁上设置有多个离心叶片23，多个离心叶片23与转筒2一起构成离心透平叶轮，在转筒2旋转时可以提供一定的风压，推动气体流动，图中ω为转筒2的旋转方向。其余同实施例1。

实施例4 

参阅图5、图6所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，筒盖21上设置有多个轴流叶片24，多个轴流叶片24与筒盖21一起构成轴流透平叶轮，在转筒2旋转时可以提供一定的风压，推动气体流动，图中ω为转筒2的旋转方向。其余同实施例3。

实施例5 

参阅图7所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，进气管5和排气管6设置在转筒2的上方的敞口端，并套装在一起；进气管5与壳体1固定相连，排气管6设置在进气管5内，一端与进气管5端部固定连接，进气管5内表面与排气管6外表面之间的环形空间为环形进气通道；排气管6另一端设置在转筒2内，分隔板4固定设置在排气管6的端部，分隔板4与转筒2之间设置有间隙，筒盖21设置在转筒2的闭口端。其余同实施例1。

本实施例的工作过程：

图中箭头表示气流方向：含有液粒的湿气体在压差作用下从进气口IG进入进气管5，然后沿环形进气通道进入转筒2的进气端2a，经转筒2筒壁进气端2a上的透气孔穿过筒壁进入壳体1内表面和转筒2外表面之间的气体通道，转筒2在动力装置3的驱动下高速旋转，与湿气体高速碰撞，使湿气体中的微小液粒积聚长大，浸润在转筒2表面后被离心力甩向壳体1的内表面，同时，湿气体在高速旋转的转筒2的作用下也高速旋转，产生离心力，其中的液粒在离心力作用下冲撞在壳体1内表面上被捕获，而后在重力作用下流向排液管7。进入到气体通道的湿气体中的大部分液粒已经被分离出去，仅含有少量残留的微小液粒，然后，在高速旋转状态下穿过转筒2筒壁排气端上的透气孔进入转筒2内部空间的排气端，在此过程中，高速旋转的转筒2与湿气体再次高速碰撞，使湿气体中残留的微小液粒积聚长大，浸润在转筒2表面后被离心力甩向壳体1内表面被捕获，而后在重力作用下流向排液管7。最终进入转筒2排气端的是已经将液粒分离出去的干气体，最终经排气管6排出，分离出的液体从排液管7排出，完成气液分离过程。

实施例6 

参阅图8、图9所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，分隔板4设置为圆滑的内凸形，减小气流阻力，其内凸圆的端面与排气管端面固定连接，其外圆与转筒2内圆之间设置有密封间隙，进气管5上设置有蜗壳51，气体首先从进气口IG进入蜗壳51，形成蜗旋后进入进气管5，然后以螺旋运动状态进入转筒2，湿气体在进气管5内在离心力作用下进行初步分层，外周的气体含湿量较大，更有利于进入转筒2后的分离，图中ω为转筒2的旋转方向。其余同实施例5。

实施例7 

参阅图10、图11所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，分隔板4设置为圆滑的内凸形，与转筒2固定连接，分隔板4内凸圆的端面与排气管端面设置有密封间隙，转筒2进气端的筒壁上设置有多个离心叶片23，多个离心叶片23与转筒2一起构成离心透平叶轮，在转筒2旋转时可以提供一定的风压，推动气体流动；转筒2排气端2b内表面衬有丝网25，在气流穿过丝网25时，进一步增加气体中残留的极细微液粒被碰撞捕获的机会。壳体1内表面衬有丝网11，减少气流对已经分离出液体的二次夹带，图中ω为转筒2的旋转方向。其余同实施例6。

实施例8 

参阅图12、图13所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，壳体1上端设置有冲洗环管12和多个冲洗孔13，冲洗环管12经过冲洗孔13和壳体1内腔连通，壳体1内表面不设置丝网，壳体1外表面设置有加热层14、保温层15，加热层14为热水盘管，保温层15为超细玻璃纤维保温层，当湿气体中所含的液粒具有粘性时，冲洗液经入口IW进入冲洗环管12，然后经冲洗孔13流入壳体内表面，对粘附在壳体1内表面上的粘性液体进行冲洗，同时，用热水通过热水盘管传热提高壳体1的温度，使分离出的液体更容易流下，图中ω为转筒2的旋转方向。其余同实施例7。

实施例9 

参阅图14所示，一种主动式离心气液分离装置，采用立式布置方案，排气管6内设置有第二排气管9，其余结构与实施例7相同。其工作过程为：经初冷净化的焦炉煤气从进气口IG经由蜗壳51、进气管5进入转筒2的进气端2a，转筒2在动力装置3的驱动下高速旋转，离心叶片23对煤气做功，推动煤气前行，同时，离心叶片23与焦炉煤气中的焦油微粒碰撞使其长大并捕获，在离心力作用下使焦油微粒碰撞并被捕获在壳体1的内壁上，在重力作用下经排液管7流出，残留焦油微粒在进入转筒2的排气端2b时，再次被筒壁碰撞捕获，离心甩向壳体1内壁，焦油微粒绝大部分被分离。进入转筒2排气端内的是已经分离出焦油后的焦炉煤气，在离心力作用下，密度较重的成分如甲烷等较多的分布在转筒外周，进入排气管6与第二排气管9之间的环形空间，最后从排气口P1排出，密度较轻的成分如氢气等较多的分布在转筒2中心，经第二排气管9，最后从排气口P2排出，在进行气液分离的同时，对煤气组份进行一定程度地分离。

轴21与壳体1的密封除了采用迷宫密封外，也可以采用填料密封、机械密封等形式。

有益效果

本发明所采用的技术方案，很好地解决了已有技术中存在的对于液粒直径微小的“雾”的分离效率低、处理气量小、容易堵塞、阻力较高、适用的气体含液量较低、对于粘性液体或含有固体颗粒杂质的介质不适用等不足，以及，洗涤吸收式气液分离器的洗涤液体流量很大，系统复杂，能耗高，维护费用高；电力沉降气液分离器需要高压静电装置，系统复杂，能耗高，造价高，维护费用高，对于处理含有氧气的可燃液粒的混合气有爆炸危险等不足。具有以下有益效果：

1. 气液分离效率高：本发明对液粒直径微小的“雾”的分离效率很高，对直径1μm以上的液粒的分离效率达到99.9%以上，当采用较高的转筒转速时，对直径0.1μm以上的液粒的分离效率达到99.5%以上。

2. 处理气量大、体积小：本发明与已有技术的离心式气液分离器比较，同等体积下，处理气量可提高3～10倍；与其它类型的已有技术的气液分离器比较，同等体积下，处理气量可提高3～50倍。

3．适用于分离含液量从低到高的各种湿气体：本发明可处理的湿气体的含湿量上限没有限制。

4．对液体物性适应性好：本发明适用于含有各种物性液体的湿气体，可以分离粘性液粒，如焦油；也可以处理含有固体杂质的湿气体。本发明的防堵塞性能好，当气流中夹带有固体杂质时，如二氧化硫烟道气的除雾，防止叶片被堵塞是一个关键问题。因为集聚于通道中的固体尘粒会减小其流通面积，增加阻力损失，出现二次雾沫夹带，降低除雾效率。而本发明具有优异的防堵塞性能。

5．无需大量洗涤液体：本发明与洗涤吸收式气液分离器相比较，可以省去复杂的洗涤液体循环系统，投资少，节约能耗，降低维护费用。

6．无需高压静电系统：本发明与电力沉降气液分离器比较，无需复杂的高压静电装置，降低能耗，节省投资，减少维护费用，对于分离易燃液粒的混合气的含氧量范围可以较大幅度放宽，降低爆炸危险。

7．可以取代管网中的低压风机：对于管网阻力不大的系统，使用设置有离心叶片或轴流叶片的主动式离心气液分离装置提供的压力升，可以不必另外设置低压循环风机，简化了系统，减少了投资。

8．可以在气液分离的同时，对干气组份进行一定程度的分离。

Claims (9)

1.主动式离心气液分离装置，包括壳体、进气管、排气管，其特征在于：壳体（1）内设置有能够在动力装置（3）驱动下绕其自身轴线旋转的转筒（2）；转筒（2）筒壁上设置有透气孔，筒内空间与筒外空间通过透气孔连通；转筒（2）内设置有分隔板（4），将转筒（2）内空间分隔为互不连通的进气端（2a）和排气端（2b），进气端（2a）与进气管（5）连通，排气端（2b）和排气管（6）连通；壳体（1）上设置有排液管（7）。

2.根据权利要求1 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：转筒（2）的进气端（2a）筒壁上设置有多个离心叶片（23），多个离心叶片（23）与转筒（2）一起构成离心透平叶轮。

3.根据权利要求2 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：转筒（2）通过筒盖（21）、轴（22）与动力装置（3）相连；筒盖（21）上设置有多个轴流叶片（24），多个轴流叶片（24）与筒盖（21）一起构成轴流透平叶轮。

4.根据权利要求1 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：进气管（5）和排气管（6）设置在转筒（2）的敞口端，进气管（5）与壳体（1）固定连接，排气管（6）设置在进气管（5）内，一端与进气管（5）端部固定连接，另一端设置在转筒（2）内；分隔板（4）、排气管（6）及密封间隙将转筒（2）分隔为进气端（2a）和排气端（2b）；筒盖（21）设置在转筒（2）的闭口端。

5.根据权利要求4 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：进气管（5）上设置有蜗壳（51），气体首先从进气口进入蜗壳（51），形成蜗旋后进入进气管（5）。

6.根据权利要求4 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：转筒（2）排气端（2b）内表面设置有丝网（25），壳体（1）内表面设置有丝网（11）。

7.根据权利要求4 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：转筒（2）的旋转中心线设置为垂直方向，壳体（1）上端设置有冲洗环管（12）和多个冲洗孔（13），冲洗环管（12）经过冲洗孔（13）和壳体（1）内腔连通。

8.根据权利要求4 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：壳体（1）外表面设置有加热层（14）、保温层（15）。

9.根据权利要求4 所述的主动式离心气液分离装置，其特征在于：排气管（6）内设置有第二排气管（9）。

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