CN102725070B - 具有后接离心式分离器的重力式预分离器的分离设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从包含液滴的原料气流中分离液滴的设备，该设备包括用于在重力作用下从原料气流中预分离出一部分液滴的延时箱(1)，该延时箱(1)具有用于原料气流进入延时箱(1)的进入管路(2)和用于液滴量减少并流出延时箱(1)的气流的排出管路(3)，该设备还包括将液滴量减少的气流供给到离心式液滴分离器(4)中的切向供给装置，其中，排出管路(3)设置在延时箱(1)的上部区域内，并且排出管路(3)与进入管路(2)远离彼此设置，以使得原料气流在延时箱(1)中的停留时间最大化，在延时箱(1)的基部设有用于在延时箱(1)中分离出的液体的排出管路(5)，其中，所使用的离心式液滴分离器(4)是具有竖直纵向轴线和圆形横截面的轴对称装置，该离心式液滴分离器(4)具有外壳和在该外壳的上端和下端的罩盖，用于在离心式液滴分离器(4)中分离出的液体的排出装置(6)设置在离心式液滴分离器(4)的下罩盖的区域内并具有使得该排出装置(6)浸没在延时箱(1)的基部的液体中或者浸没在位于延时箱(1)内部的杯子中的液体中的尺寸，该离心式液滴分离器(4)在上端具有用于在离心式液滴分离器(4)中进一步净化的气体的气体排出装置(7)，其中，经由排出管路(3)从延时箱(1)供给液滴量减少的气流以及经由管路(6)将在离心式液滴分离器(4)中分离出的液体排出到延时箱(1)中都在不使用泵和切断装置的情况下实施。

Description

具有后接离心式分离器的重力式预分离器的分离设备
技术领域
本发明涉及一种从包含液滴的原料气流中分离液滴的设备。
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，通常大多是圆柱形设备。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。
在粘性的和/或粘的液体和/或包含易于结壳的液体和/或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，尤其是多层薄板分离器、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，借助喷嘴对这些设备进行非连续或连续的清洗。清洗液体以分散形式喷入气流中，并必须从其中再分离出来。
与之相比，离心式液滴分离器明显更不容易被弄脏，并且可以附加地用于高液体含量。
所有的液滴分离器都具有液体含量上限值。通常，这个限值对于离心式液滴分离器来说是最高的。对于大于99％的高程度分离，对于离心式液滴分离器来说，这个限值为通常大约10升液体/立方米气体的最大液体含量(液体含量限值)。在液体含量较高时，液体夹带在已净化气体中。在液体含量很高时，这种情况的发生急剧上升。
因此，液体含量高于离心式液滴分离器的液体含量限值的气流在供给到离心式液滴分离器之前，其液体含量必须在预分离器或粗分离器中降低到离心式液滴分离器可以处理的液体含量限值以下的液体含量。为了这个目的，例如，可使用延时箱，在延时箱中，液体在重力作用下被分离出，该延时箱的尺寸必须足够保证所需要的预分离(粗分离)。
然而，目前所知的用于全部分离处理——即，预分离(粗分离)和精分离——的设备都需要很大的空间。此外，这些分离在不同的容器中实施。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种从包含液滴的气流中分离液滴的紧凑型设备，该设备适于从具有高液体含量的气流中分离液滴，该高液体含量大于离心式液滴分离器可允许的液体含量限值。
这个目的由用于从包含液滴且液体含量大于10升液体/立方米原料气体的原料气流中分离液滴的设备实现，该设备包括用于在重力作用下从原料气流中预分离出一部分液滴的延时箱，该延时箱具有用于原料气流进入延时箱的进入管路和用于液滴量减少并流出延时箱的气流的排出管路，该设备还包括至少一个将液滴量减少的气流沿切向供给到实施精分离的离心式液滴分离器中的切向供给装置，排出管路设置在延时箱的上部区域内并且与进入管路最大程度地远离彼此设置，在延时箱的基部设有用于在延时箱(1)中分离出的液体的排出管路，其中，所使用的离心式液滴分离器是具有竖直纵向轴线和圆形横截面的轴对称装置，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，其中，用于在离心式液滴分离器中分离出的液体的排出管路设置在离心式液滴分离器的下罩盖的区域内并设计成使得该排出管路浸没在延时箱的基部的液体中或者浸没在位于延时箱(1)内部的杯子中的液体中，该离心式液滴分离器在上端具有用于在离心式液滴分离器中进一步净化的气体的气体排出管路，其中，经由排出管路从延时箱将液滴量减少的气流供给到离心式液滴分离器中以及经由排出管路将在离心式液滴分离器中分离出的液体排出到延时箱中都在不使用泵和切断装置的情况下实施。
已发现，可以提供一种用于从具有高液体含量的气流中分离液滴的紧凑型设备，该设备具有大的自由横截面，从而分离性能即使在内表面上有沉积物的情况下也仅缓慢降低，因为分离机构仅轻微受阻。在气体速度增大的区域，例如气体进入区域，希望附加地局部自清洗。
延时箱以及用于原料气流进入延时箱的进入管路和在延时箱上部区域内的用于液滴量减少并流出延时箱的气流的排出管路优选设置成使得气流在延时箱中停留的时间至少为两分钟。
延时箱优选构造成为具有水平纵向轴线的大部分为圆柱形的装置，其中，用于原料气流的进入管路和用于液滴量减少的气流的排出管路均设置在延时箱的上部区域内并优选尽可能远地远离彼此。
用于在离心式液滴分离器中分离出的液体进入延时箱中的排出装置必须浸没在延时箱的液体中，以便防止原料气流在未在重力作用下在延时箱中从原料气体中预分离出一部分液滴的情况下从延时箱中经由该排出装置进入离心式液滴分离器中的旁路流动。为了这个目的，排出装置可设计成使得其端部在延时箱的基部的分离出的液体的液位下方，然而其端部位于杯子中的液体的液位下方也是可以的。该杯子必须设置在延时箱内部，然而，杯子的几何形状、尺寸及其在延时箱中的位置并不受限制。杯子中的液体优选与在延时箱中分离出的液体是相同的。与浸没在延时箱基部的液体中的实施例相比，将排出装置浸没在填充有液体的杯子中的实施例的优点在于，容纳在杯子中的液体可以较少。
在一个优选实施例中，离心式液滴分离器在其下端具有在排出装置上方的尖顶圆锥和折流板，折流板是呈放射状和竖直地设置在下罩盖的基部处的金属板形式的。
为了生产的原因，尖顶圆锥优选在其底部开口。
在另一个优选实施例中，离心式液滴分离器在上罩盖的区域内在气体排出管路周围具有底部开口的液滴裙，液滴在该液滴裙处从流经气体排出管路的气流中分离出来。
液滴裙优选比气体排出管路的伸入离心式液滴分离器中并也称为浸没管的部分长20％。
从延时箱流出的经由排出管路流入离心式液滴分离器的气流的切向供给经由具有不同几何形状的入口实施，例如，它可以是圆形的(尤其是在压力设备的情况下，这是有利的)、方形的或者矩形的。在优选实施例中，离开延时箱并经由排出管路进入离心式液滴分离器的气流的切向供给经由高度大于宽度的矩形入口实施。进入离心式液滴分离器的矩形入口的高宽比优选在2.5∶1到5∶1的范围内，优选为3∶1。
在另一个优选实施例中，在离心式液滴分离器上罩盖的区域内，设置有两个、三个或更多个对称地布置在上罩盖的圆周上的进入孔，用于沿与液滴量减少的气流经由排出管路从延时箱供给到离心式液滴分离器中的方向相同的方向沿切向供给清洗液体。
清洗液体与特殊物质系统相匹配，更具体地，其不应挥发或在处理条件下具有低的气压，而是应该优选易于与从原料气流中分离出的液体混合。
附图说明
下面通过附图详细阐述本发明。
图1是唯一附图，该图示出根据本发明的从气流中分离液滴的设备的实施例的纵向截面。
具体实施方式
图1所示的紧凑型分离设备包括延时箱1，该延时箱1具有用于原料气流的进入管路2和用于液滴量减少并从延时箱1中流出的气流的排出管路3，该设备还包括将液滴量减少的气流经由入口供给到离心式液滴分离器4中的切向供给装置，在附图所示的优选实施例中，所述入口是方形的。排出管路3设置在上部区域并连接到入口2上。延时箱1在与进入管路2相对的下端具有用于在延时箱中分离出的液体的排出管路5。在附图所示的优选实施例中，离心式液滴分离器4是高的圆柱形装置，经由排出管路3从延时箱1供给液滴量部分减少的气流，并经由中央气体排出装置7排出经净化的气体。在附图所示的优选实施例中，在优选为截头圆锥形的下罩盖的区域内，设置有尖顶圆锥8和折流板9，尖顶圆锥8在底部开口以保护已分离出的液体和稳定中央涡流，折流板9是呈放射状和竖直地设置在下罩盖的基部处的金属板形式的。位于离心式液滴分离器下端的排出管路6向下延伸到延时箱1中的液位的下面。

Claims (9)

1.一种用于在设备中从包含液滴且液体含量大于10升液体/立方米原料气体的原料气流中分离液滴的方法，该设备包括用于在重力作用下从原料气流中预分离出一部分液滴的延时箱(1)，该延时箱(1)具有用于原料气流进入延时箱(1)的进入管路(2)和用于液滴量减少并流出延时箱(1)的气流的排出管路(3)，该设备还包括将液滴量减少的气流供给到离心式液滴分离器(4)中的切向供给装置，排出管路(3)设置在延时箱(1)的上部区域内并高于分离出的液体的液位，并且排出管路(3)与进入管路(2)远离彼此设置，以使得原料气流在延时箱(1)中的停留时间最大化，在延时箱(1)的基部设有用于在延时箱(1)中分离出的液体的排出管路(5)，其中，所使用的离心式液滴分离器(4)是具有竖直纵向轴线和圆形横截面的轴对称装置，该离心式液滴分离器(4)具有外壳和在该外壳的上端和下端的罩盖，其中，用于在离心式液滴分离器(4)中分离出的液体的排出装置(6)设置在离心式液滴分离器(4)的下罩盖的区域内并具有使得该排出装置(6)浸没在延时箱(1)的基部的液体中或者浸没在位于延时箱(1)内部的杯子中的液体中的尺寸，该离心式液滴分离器(4)在上端具有用于在离心式液滴分离器(4)中进一步净化的气体的中央气体排出装置(7)，其中，经由排出管路(3)从延时箱(1)供给液滴量减少的气流以及经由管路(6)将在离心式液滴分离器(4)中分离出的液体排出到延时箱(1)中都在不使用泵和切断装置的情况下实施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：气流在延时箱(1)中的停留时间至少为两分钟。
3.一种用于从包含液滴且液体含量大于10升液体/立方米原料气体的原料气流中分离液滴的设备，该设备包括用于在重力作用下从原料气流中预分离出一部分液滴的延时箱(1)，该延时箱(1)具有用于原料气流进入延时箱(1)的进入管路(2)和用于液滴量减少并流出延时箱(1)的气流的排出管路(3)，该设备还包括将液滴量减少的气流供给到离心式液滴分离器(4)中的切向供给装置，排出管路(3)设置在延时箱(1)的上部区域内并高于分离出的液体的液位，并且排出管路(3)与进入管路(2)远离彼此设置，以使得原料气流在延时箱(1)中的停留时间最大化，在延时箱(1)的基部设有用于在延时箱(1)中分离出的液体的排出管路(5)，其中，所使用的离心式液滴分离器(4)是具有竖直纵向轴线和圆形横截面的轴对称装置，该离心式液滴分离器(4)具有外壳和在该外壳的上端和下端的罩盖，其中，用于在离心式液滴分离器(4)中分离出的液体的排出装置(6)设置在离心式液滴分离器(4)的下罩盖的区域内并具有使得该排出装置(6)浸没在延时箱(1)的基部的液体中或者浸没在位于延时箱(1)内部的杯子中的液体中的尺寸，该离心式液滴分离器(4)在上端具有用于在离心式液滴分离器(4)中进一步净化的气体的中央气体排出装置(7)，其中，经由排出管路(3)从延时箱(1)供给液滴量减少的气流以及经由管路(6)将在离心式液滴分离器(4)中分离出的液体排出到延时箱(1)中都在不使用泵和切断装置的情况下实施，延时箱(1)构造成为具有水平纵向轴线的大部分为圆柱形的装置，用于原料气流的进入管路(2)和用于液滴量减少的气流的排出管路(3)均设置在延时箱(1)的上部区域。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：离心式液滴分离器(4)在下端具有在排出装置(6)上方的尖顶圆锥(8)和折流板(9)，折流板(9)是呈放射状和竖直地设置在下罩盖的基部处的金属板形式的。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：离心式液滴分离器(4)在上罩盖的区域内在气体排出管路(7)周围具有底部开口的液滴裙(10)，液滴在该液滴裙(10)处从经由气体排出管路(7)排出的气流中分离出来。
6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：离开延时箱(1)并经由排出管路(3)进入离心式液滴分离器(4)的气体的切向供给经由高度大于宽度的矩形入口实施。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：进入离心式液滴分离器(4)的矩形入口的高宽比为2.5∶1到5∶1。
8.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：用于原料气流的进入管路(2)和用于液滴量减少的气流的排出管路(3)在延时箱(1)的两端尽可能远地远离彼此设置。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：进入离心式液滴分离器(4)的矩形入口的高宽比为3∶1。
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