CN102725069B - 从包含液滴的原料气流中分离液滴的离心式液滴分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从包含液滴的原料气流中分离液滴的离心式液滴分离器，该离心式液滴分离器具有竖直纵向轴线和圆形横截面，该离心式液滴分离器具有外壳(1)和在该外壳(1)的上端和下端的罩盖(2)，该离心式液滴分离器还具有在外壳(1)上的用于包含液滴的原料气流的切向供给装置(3)、在下罩盖(2)的区域内的用于在离心式液滴分离器中分离出的液体的排出装置(4)以及在上罩盖(2)的区域内的用于在离心式液滴分离器中净化后的气流的气体排出装置(7)，其中，两个、三个或更多个对称地布置在上罩盖(2)的圆周上的用于沿切向供给清洗液体的进入孔(9)设置成与供给包含液滴的原料气流的方向相同。

Description

从包含液滴的原料气流中分离液滴的离心式液滴分离器
技术领域
本发明涉及一种用于从包含液滴的原料气流中分离液滴的离心式液滴分离器。
背景技术
离心式液滴分离器(也称为旋风分离器)在处理技术中是已知的并且用于例如从包含液滴的气流中分离液滴。离心式液滴分离器(旋风分离器)是具有大致竖直的旋转轴线的旋转对称设备，通常是大部分为圆柱形的设备。通过沿切向供给待分离的液/气两相混合物，沿设备的内壁在混合物上施加螺旋运动，混合物组分在离心力作用下作为密度的函数分离。较重的液滴在离心式液滴分离器的内壁处从气体中分离出来，收集在设备的下部区域，并从排出装置排出。
在离心式液滴分离器中，平均直径≥5μm的液滴优选以50％的可能性分离出，平均直径≥12μm的液滴以99％的可能性分离出。
在粘性的和/或粘的液体和/或包含易于结壳的固体的液体的情况下，可能出现这样的问题，即，液滴或固体壳沉积在设备的内壁上，而不从排出装置流出，从而形成污垢并使分离变差，最终导致设备溢流。
还已知另一些用于从低液体含量气流中分离液滴的设备，这些设备基于惯性力分离平均直径＞5μm的液滴。具有如上尺寸的液滴不能跟随气流的突然转向，撞到障碍物上，在某些情况下，在与其它液滴结合后，从气流(处理气体)中流出。遵循上述原理进行液体分离的设备是例如多层薄板分离器、旋液分离器或者丝网。然而，在这些设备中，沉积物可能形成壳，从而不能在长时间段内实现持续高程度的分离，因为用于分离的相关元件在很短的时间内由于沉积物而失效或阻塞。
通常，通过借助喷嘴喷射清洗液体，对这些设备进行非连续或连续的清洗。然而，并不总能保证成功的清洗，因为固体藏在受保护的区域内，例如层状分离器的收集槽中或者在丝网中，因此通常不能被去除。另外，清洗液体必须分散在气流中，并必须从其中再分离出来。
FR2147545公开了一种用于净化气体的离心式液滴分离器，该离心式液滴分离器在下部圆锥形区域内具有用于切向供给气体的装置并且在净化后的气体的排出区域内具有用于经由沿切向设置的供给开口供给辅助气流的装置，其中，沿与待净化的气体流动方向相反的方向供给辅助气流。
与本发明的方法不同，仅向离心式液滴分离器供给气流，而不供给清洗液体。并且，待净化的气流和辅助气流沿相反的旋转方向运动，而不是如在本发明的方法中的沿相同的旋转方向。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种不具有以上缺点的用于分离液/气混合物的离心式液滴分离器。
该目的由用于从包含液滴的原料气流中分离液滴的离心式液滴分离器实现，该离心式液滴分离器具有竖直纵向轴线和圆形横截面，该离心式液滴分离器具有外壳和在该外壳的上端和下端的罩盖，该离心式液滴分离器还具有在外壳上的用于包含液滴的原料气流的切向供给装置、在下罩盖的区域内的用于在离心式液滴分离器中分离出的液体的排出装置以及在上罩盖的区域内的用于在离心式液滴分离器中净化后的气流的气体排出装置，其中，两个、三个或更多个对称地布置在上罩盖的圆周上的用于沿切向供给清洗液体的进入孔设置成与供给包含液滴的原料气流的方向相同。
清洗液体优选在边缘上流动，以便壁被清洗液体完全浸湿。
已经发现，通过在操作过程中在离心式液滴分离器的上端沿与包含液滴的待分离原料气流的供给方向相同的方向引入清洗液体，即使是高粘性的和/或粘性的和/或包含一种或多种固体的液体，也可以不受阻碍地流动，并且可以基本上或者完全防止液体——尤其是高粘性和/或粘性液体——在离心式液滴分离器的内壁上沉积。根据本发明，通过沿切向引入清洗液体并因此将清洗液体引入到设备的内壁上，清洗液体直接进入液体从待分离的混合物中分离出的区域，并且不需要首先从混合物中排出。因为壁被完全浸湿，从而避免了在壁上有干的地方并因此防止了形成壳，这提高了效率，并降低了总的能量消耗。
所使用的清洗液体优选是可以从原料气流中分离出的液体中容易地被再次去除的液体，更优选是与所述液体不发生化学反应的液体。
所使用的清洗液体也可以是从原料气体中分离出的液体的溶剂或者与从原料气流中分离的液体相同的液体。
清洗液体可添加或者不添加添加剂使用。
也可以利用清洗液体进行反应、化学吸附或者物理吸附。
所使用的清洗液体优选是水。
用于清洗液体的进入孔可以具有圆形横截面。在优选实施例中，用于清洗液体的进入孔构造成具有矩形横截面。
在优选实施例中，下罩盖以截头圆锥的形式朝向出口装置变窄。这种几何结构利于分离出的液体的流出。
截头圆锥的陡峭度应该选择成使得流体可自由流出，即，在液体粘性较高的情况下，选择较大的陡峭度。例如，在高粘性液体的情况下，例如，具有蜜的粘度，该截头圆锥非常陡峭。对于容易流动的、粘性如水的物质，不需要锥度。为了去除这样的液体，下罩盖可以是平的或者构造成为盘状端部。
在另一个优选实施例中，为利于生产，尖顶圆锥在底部开口，其优选设置在下罩盖的基部处，金属板呈放射状地和与下罩盖的基部垂直地设置在该基部处，所述金属板有利于液体的均匀流动并尽可能不打断在设备中进行分离的混合物的流动。以这种方式，避免了不流动的漩涡。
尖顶圆锥的直径有利地与离心式液滴分离器的内径匹配。尖顶圆锥的直径优选为离心式液滴分离器的内径的0.6-0.8倍。尖顶圆锥的顶端的角度优选在100°和130°之间。然而，不具有尖顶圆锥的板状实施例也是可以的。
呈放射状地和与下罩盖的基部垂直地设置在该基部处的金属板更尤其起到折流板的作用。
在另一个实施例中，在上罩盖的区域内在气体排出装置周围设置有底部开口的液滴裙，液滴在该液滴裙处从经由气体排出装置离开的气流中分离出来并且滴回到设备中。
滴裙的长度优选为气体排出装置的伸入设备中的长度的1.2倍。
其圆周上设置有两个、三个或更多个用于沿切向供给清洗液体的进入孔的上罩盖有利地相对于外壳的圆周以截头圆锥的方式加宽，从而在外壳和上罩盖的过渡处形成清洗液体在上面流动的边缘。
本发明还提供了用于在具有竖直纵向轴线和圆形横截面的离心式液滴分离器中从包含液滴的原料气流中分离液滴的方法，该离心式液滴分离器具有外壳和在该外壳的上端和下端的罩盖，该离心式液滴分离器还具有至少一个在外壳上的用于包含液滴的原料气流的切向供给装置、在下罩盖的区域内的用于在离心式液滴分离器中分离出的液体的排出装置以及在上罩盖的区域内的用于在离心式液滴分离器中净化后的气流的中央气体排出装置，其中，经由两个、三个或更多个对称地布置在上罩盖的圆周上的进入孔在上罩盖的区域内沿切向且沿与供给包含液滴的原料气流的方向相同的方向供给清洗液体。
在待分离的原料气体的整个供给期间，可连续供给清洗液体。
在该方法的另一个实施例中，清洗液体以一定时间间隔不连续地供给。
附图说明
下面参考附图详细阐述本发明。
图1是本发明的离心式液滴分离器的纵截面的示意图；
图2是本发明的离心式液滴分离器在用于清洗液体的进入孔的区域内的横截面。
具体实施方式
图1的纵截面图示出了本发明的离心式液滴分离器的一个实施例，该离心式液滴分离器具有外壳1和在该外壳1的上端和下端的罩盖2，并且还具有用于原料气流的切向供给装置3。
在离心式液滴分离器中分离出的液体经由在下罩盖2的区域内的排出装置4排出，净化后的气流经由在上罩盖区域内的气体排出装置7排出。
在附图所示的优选实施例中，在下罩盖2的区域内设置有例如底部开口的尖顶圆锥5，在下罩盖2的基部处设置有与该基部垂直的和呈放射状的金属板6。在上罩盖2的区域内在气体排出装置7的周围设置有底部开口的液滴裙8。在图1的纵截面图中，可以看到，用于清洗液体的切向进入孔9设置在上罩盖2的区域内。
图2的横截面图示出用于清洗液体的进入孔9，例如三个，进入孔9沿切向设置在上罩盖2的区域内。在该图中，还可以看到切向供给装置3和中央气体排出装置7。

Claims (4)

1.一种在具有竖直纵向轴线和圆形横截面的离心式液滴分离器中从包含液滴的原料气流中分离液滴的方法，该离心式液滴分离器具有外壳(1)和在该外壳(1)的上端和下端的罩盖(2)，该离心式液滴分离器还具有在外壳(1)上的用于包含液滴的原料气流的切向供给装置(3)、在下罩盖(2)的区域内的用于在离心式液滴分离器中分离出的液体的排出装置(4)以及在上罩盖(2)的区域内的用于在离心式液滴分离器中净化后的气流的气体排出装置(7)，其中，经由两个、三个或更多个沿切向且对称地布置在上罩盖(2)的圆周上的进入孔(9)沿与供给包含液滴的原料气流的方向相同的方向供给清洗液体，并且，上罩盖相对于外壳(1)的圆周以截头圆锥的方式加宽，从而在外壳(1)和上罩盖(2)的过渡处形成清洗液体在上面流动的边缘，所述清洗液体在边缘上流动，以便壁被清洗液体完全浸湿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：连续地供给清洗液体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在排出装置(4)上方设置有尖顶圆锥(5)和金属板，金属板呈放射状地和与下罩盖的基部垂直地布置在下罩盖的基部处。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在上罩盖(2)的区域内在气体排出装置(7)周围设置有底部开口的液滴裙，液滴在该液滴裙处从经由气体排出装置(7)离开的气流中分离出来。
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