CN103480217A - 一种微通道气液分离器 - Google Patents

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本发明公开了一种微通道气液分离器，包含入口分配室、预分离器、盖板、分离室等；其中预分离器由多块微通道单元板叠加组成，每块微通道单元板上刻有入口主槽道和多个平行子槽道；气液混合物由入口分配室分配到预分离器各个微通道单元板的入口主槽道，气流中的液滴夹带消失，液相以液膜的形式均匀地沿着槽道的周向分布形成环状流；环状流流经各个微通道单元板的子通道以后液相将富集于首尾两个子槽道，气相富集于中间的子槽道进行气液预分离；预分离后的气液最后分别汇集到三个分离室进行再分离；该装置结构简单、成本低、占据空间小、安全稳定、效率高，实用性强。

Description

一种微通道气液分离器
技术领域
本发明涉及将气体和液体混合流体分离的装置，尤其涉及一种微通道气液分离器。
背景技术
气液分离是一种将气体和液体混合流体分离的技术，具体指从气流中分离出雾滴或液滴的技术。气液分离器在石油、化工行业中具有较多应用，可安装在气体压缩机的出入口用于气液分离，分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾，各种气体水洗塔，吸收塔及解析塔的气相除雾，湿法脱硫，烟气余热利用等。随着微加工技术的发展，仪器的微型化，集成化和便携带化，微型气液分离器的必要性越来越高。
传统气液分离器的分离原理为利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离。即根据气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小的原理将气液分开，如重力沉降分离、惯性分离、离心分离等。
中国专利ZL02232413.5公开了一种气液分离器适用于貌似管节流的机械压缩式制冷系统。装在蒸发器与回气管之间，由圆柱管上下两端扥别挤压管壁成孔焊封为筒体，竖直放置。但该专利中气液分离器需要竖直放置，占据较大的空间，不利于设备小型化。
中国发明专利200810196675.2公开了一种气液分离器。该分离器包括筒体和筒盖，在筒盖上设出气口，在筒体内靠近听不的地方设丝网涂沫器，在筒体内下部设遮流伞，遮流伞下方设一浮球，该浮球与筒底设置的止回阀阀芯相连，在丝网涂沫器和遮流伞之间的筒体侧壁上，设有一气液进口。虽然能起到气液分离作用，但效果不是很理想，效率低，直接采用遮流伞及丝网涂沫器进行液体颗粒聚集及收集，一部分的液态烃及水等杂质不能完全分离并清除，给后续分子筛脱水装置和加工装置的正常运行带来麻烦。
发明内容
本发明旨在解决现有气液分离器分离方式和应用领域单一的问题，尤其是解决传统气液分离器受气流中液滴夹带造成分离效率低的问题，从而提供了一种微通道气液分离器，在微尺度下运行可靠稳定，结构简单，安装方便，分离效率高，可应用与多个领域。
本发明通过下述技术方案实现：
一种微通道气液分离器，包括进料口1、入口分配室2、预分离器、盖板16、分离室；
所述分离室包括第一分离室6、第二分离室5、第三分离室4，每个分离室的顶部各对应设有气相分离出口13、14、15，底部各对应设有液相分离出口10、11、12；
其中，预分离器由多块微通道单元板3叠加而成，每块微通道单元板3上刻有一条用作入口的主槽道17以及与所述主槽道17连通的多条平行设置的子槽道；
所述子槽道包括第一个子通道18、中间子槽道20和末端子通道19；所述第一个子通道18与第三分离室4连通，所述中间子槽道20与第二分离室5连通，所述末端子通道19与第一分离室6连通；
所述的入口分配室2由有机玻璃构成，并与每个微通道单元板3上的主槽道17连通；
所述的盖板16密封结合在预分离器和入口分配室2的顶部；
所述第一分离室6、第二分离室5、第三分离室4的纵向分别安装有挡板7、8、9，挡板7、8、9高度小于各个分离室的高度。
每块微通道单元板3之间通过热融合连接；主槽道17和子槽道采用激光加工。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
1.本发明核心点在于预分离器由多块微通道单元板3叠加而成，每个微通道单元板3上刻有一条用作入口的主槽道17以及与所述主槽道17连通的多条平行设置的子槽道；采用上述结构能够解决多种领域内的气液分离问题，尤其是克服传统气液分离器受液滴夹带造成分离效率低的问题。当主槽道和子槽道当量直径减小到微米级别时，表面张力的主导作用就突出，这将使得气流中不含有液滴夹带。
2.本发明的整套装置主要由数块有机玻璃板键合组成，其技术手段简便易行，成本低、占据空间小、安全稳定、效率高，实用性强。
附图说明
图1是本发明的微通道气液分离器的结构示意图。
图2是本发明的微通道单元板的结构示意图。
图3是本发明的微通道单元板上主槽道截面的气液分布图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至图3所示。本发明微通道气液分离器，包括包含进料口1、入口分配室2、预分离器、盖板16、分离室；
所述分离室包括第一分离室6、第二分离室5、第三分离室4，每个分离室的顶部各对应设有气相分离出口13、14、15，底部各对应设有液相分离出口10、11、12；
其中，预分离器由多块微通道单元板3叠加而成，每块微通道单元板3上刻有一条用作入口的主槽道17以及与所述主槽道17连通的多条平行设置的子槽道；每个微通道单元板3之间通过高温高压热键融合。主槽道17和子槽道可采用激光加工；
所述子槽道包括第一个子通道18、中间子槽道20和末端子通道19；所述第一个子通道18与第三分离室4连通，所述中间子槽道20（有4条）与第二分离室5连通，所述末端子通道19与第一分离室6连通；
其中，第一分离室6、第二分离室5、第三分离室4的纵向分别安装有挡板7、8、9，挡板7、8、9高度小于各个分离室的高度。
所述的入口分配室2由有机玻璃构成，并与每块微通道单元板3上的主槽道17连通，预分离器通过高温高压热键融合。
所述的盖板16为一块有机玻璃，密封结合在预分离器和入口分配室2的顶部，所述密封结合，可通过高温高压热键融合的方式。
所述的分离室也可由多块有机玻璃通过高温高压热键融合构成。
气液混合物由进料口1输送到入口分配室2，再从入口分配室2分配到预分离器的各个微通道单元板3。此时由于微尺寸下表面张力的主导作用，在各个微通道单元板3上主槽道17内气流中的液滴夹带消失，液相以液膜的形式均匀地沿着槽道的周向分布形成环状流，如图3所示。
环状流流经各个子通道以后液相将富集于第一个子通道18和末端的子通道19，气相富集于中间子通道20进行气液预分离。每块微通道单元板3的第一个子槽道18的流体在第三分离室4中汇集，末端子槽道19的流体在第一分离室6中汇集，中间子槽道20的流体在第二分离室5中汇集。最后，液相分别从第一分离室6、第二分离室5和第三分离室4底部的液相分离出口10、11、12采出，气相分别从第一分离室6、第二分离室5和第三分离室4顶端的气相分离出口13、14、15采出。
如上所述便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种微通道气液分离器，其特征在于：包括进料口、入口分配室、预分离器、盖板、分离室；
所述分离室包括第一分离室、第二分离室、第三分离室，每个分离室的顶部各对应设有气相分离出口，底部各对应设有液相分离出口；
其中，预分离器由多块微通道单元板叠加而成，每块微通道单元板上刻有一条用作入口的主槽道以及与所述主槽道连通的多条平行设置的子槽道；
所述子槽道包括第一个子通道、中间子槽道和末端子通道；所述第一个子通道与第三分离室连通，所述中间子槽道与第二分离室连通，所述末端子通道与第一分离室连通；
所述的入口分配室由有机玻璃构成，并与每个微通道单元板上的主槽道连通；
所述的盖板密封结合在预分离器和入口分配室的顶部；
所述第一分离室、第二分离室、第三分离室的纵向分别安装有挡板，挡板高度小于各个分离室的高度。
2.根据权利要求1所述的微通道气液分离器，其特征在于：每块微通道单元板之间通过热融合连接。
3.根据权利要求1所述的微通道气液分离器，其特征在于：主槽道和子槽道采用激光加工。
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