CN103816722A - 应用于mvr系统的超重力除雾器 - Google Patents
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Abstract
本发明应用于机械蒸汽再压缩MVR系统的超重力除雾器，由电机、叶轮、壳体加芯体组成，电机带动叶轮及芯体旋转，叶轮与芯体连结，除雾后的蒸汽由叶轮传输进入压缩机，芯体由同心薄壁筒体层层排列，芯体在电机带动下与叶轮一起旋转，二次蒸汽在芯体内通过离心力的作用，使里面的小液滴与蒸汽分离，之后进入所述壳体，在叶轮的高速旋转下进行二次分离。本发明的除雾器进行两次分离，一次为芯体分离，主要分离直径较大，量最多的小液滴，这个过程将除去二次蒸汽中大部分的小液滴，二次为蜗壳内的高速旋转分离，这个过程使得蒸汽流有很大的旋转速度，使得小液滴获得更高的离心力，将分离出直径更小的小液滴，进一步提高了气液分离器的除雾效果。
Description
技术领域
本发明的超重力除雾器涉及一种除雾器，特别涉及一种流速快含有小液滴的蒸汽分离设备。
背景技术
溶液加热汽化产生的二次蒸汽夹带细小液滴（D<10μm），并伴有泡沫产生，这通常会造成有用产品的损失或者污染冷凝水，所以在其进入下一工况之前，必须进行除雾。
所以一般都需要经过除雾器分离出其中的非气相，保证管道的清洁和设备的正常运转，其性能直接影响系统的可靠运行和设备寿命。应用于MVR系统的除雾器又需要适应一些新的工况。如何在蒸汽流速比较大，除雾器装置比较小以免蒸汽在除雾器中温度降低的情况中使得水蒸汽与其中的小液滴分离成为一个新的课题。
现有的除雾器一般有两种：一是惯性除雾器，利用蒸汽突然转向，使液滴来不及转向而碰到器壁被收集，常用的是折板式除雾器和折流式除雾器。二是碰撞除雾器，利用蒸汽与设备器壁碰撞，液滴在器壁界面张力作用下聚集，小液滴积聚成大液滴沿壁面下落，如丝网除雾器和直杆除雾器。大多都整合在吸收塔或喷淋塔内的顶部，属于简易设备。一般丝网除雾效果比较好，但存在易堵塞、不宜清洗、抗腐蚀性差或者效率低、体积大等问题，其情况并不适应于MVR系统。
发明内容
本发明旨在克服普通除雾器的缺点，针对MVR系统的新工况，提出一种超重力除雾器。其优点是：结构紧凑，体积小，便于安装；分离效率高，不降低蒸汽温度，蒸汽阻力小，设备只消耗电能；连续工作性能强。比同类离心式除雾器性能有很大的提高。普通除雾器，如丝网除雾器应用于MVR系统不但使得系统会在结构上臃肿，并且此过程会降低二次蒸汽的火用，产生浪费。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种应用于MVR系统的超重力除雾器，由电机、叶轮、壳体加芯体组成，其特征是，所述壳体由三部分组成，对数螺旋型风机机壳与筒体连结，底部为收集小液滴的锥形封头。进气口在筒体上，其位置在芯体入气口上方，以避免高速流体吹散分离出的液体颗粒，形成二次夹带。芯体由多层同心的薄壁筒体层层排列，三角形翅片板钎焊于两层筒壁之间，翅片板间就是蒸汽通道。二次蒸气由进气口进入，由于风机的吸力，进入由翅片板组成的蒸汽通道，在离心力作用下，分离出液相，进行一次分离，由于芯体为多层结构，故有很高的效率。分离过后的水蒸气进入对数螺旋机壳，在叶轮的做功下，使得进入的蒸汽旋流速度迅速增大，高速旋流蒸汽再次使夹带的微小液滴在离心力作用下甩向机壳器壁，进行二次分离，分离出的液滴汇集于底壳底部，除雾后的二次蒸汽于出口进入下一件设备。除雾器顶部设有脉冲清洗器，以清洗除雾器，防止堵塞。
所述叶轮、机壳、芯体都为高强度不锈钢，防止腐蚀。
作为本发明的进一步改进，所述叶轮距离机壳下端板的距离至少为上端板的两倍，以收集二次分离的小液滴，并且避免将小液滴夹带排出。
作为本发明的进一步改进，所述蜗壳出气口下端向上倾斜的角度为10°~20°，有效防止小液滴流出。
作为本发明的进一步改进，所述蜗壳上设排液管，以排除积累的液体。
作为本发明的进一步改进，所述芯体间为三角形翅片，一是保证多层筒体的稳定性，二是使得通道内的二次蒸汽旋转，由于液体密度大于气体，因此液体颗粒具有更大的惯性，微小液滴撞击并粘附在器壁上而本分离出来。
作为本发明的进一步改进，所述芯体高度与直径比值为1.1~1.5，以确保芯体的运转平稳。芯体筒壁为1毫米左右的薄板，其圆度要高，以使芯体在旋转中保持稳定旋转。芯体长度应有一个适当的值，以确保顺利分离的情况下，使得芯体旋转平稳。
作为本发明的进一步改进，所述芯体筒层数要大于5层，每层间的翅片高度为10mm左右，这样缩短了液滴在离心力作用下的迁移距离，使除雾效率提高，并且这个尺度可以有效防止结垢，并且有利于离心分离。
作为本发明的进一步改进，所述进气口要略高于芯体下端，避免积聚于芯体底部流出的液滴被甩如进气口。
本发明中的除雾器能进行两次分离，一次为芯体分离，主要分离直径较大，量最多的小液滴，这个过程将除去二次蒸汽中大部分的小液滴，二次为蜗壳内的高速旋转分离，这个过程使得蒸汽流有很大的旋转速度，使得小液滴获得更高的离心力，将分离出直径更小的小液滴，进一步提高了气液分离器的除雾效果。
对数螺旋型风机蜗壳结构由于蜗壳的扩压作用，其对蒸汽有一个预压缩作用。电机置于顶部，叶轮及芯体靠电机带动工作。电机功率要满足两个条件，一是其提供的功率要满足进气量，二是其带动芯体对小液滴产生的离心力要足够使其顺利分离。
蜗壳下端部分要伸入到芯体最外层筒壁，以防止未除雾的蒸汽与除雾后的蒸汽混合，并且此不密封结构能方便蜗壳的清洗。叶轮与蜗壳下端距离要远大于上端距离，其目的是收集二次分离出的小液滴，并使得分离出的小液滴不受叶轮的影响，并且收集的小液滴在蜗壳与筒壁不密封处可以形成液封。蜗壳出气口下端应有一个向上倾斜的角度，以防止小液滴流出。蒸汽入口直径尽可能大一点，以减小进口流速，以免流速过高与液滴碰撞，将分离的小液滴继续带入芯体。
附图说明
图1是本发明的总体结构图。
图2是除雾器分解图。
图3是叶轮及对数螺旋机壳的空间剖示图。
图4是芯体蒸汽通道剖示图。
图5是锥形封头示意图。
图6是液相与气相分离原理图。
图7是除雾器工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明。
本发明的超重力除雾器属于离心式除雾器，但又区别于普通的离心式旋流除雾器。普通的离心式是利用惯性离心力使液滴分离的，它有两种形式：一种是利用气流自身在固定的容器内部做旋转运动造成气液分离，另一种是在洗涤器内设置固定的叶片，造成气流旋转从而使气液分离，而本专利的除雾器是使用比固定叶片更为复杂更为有效率的带三角形翅片的多层筒体来带动蒸汽旋转，使气液分离。与传统的折板式和丝网式除雾器相比，其体积紧凑，效率高，分离效果好，蒸汽阻力小。
参照附图1、2，应用于MVR系统的超重力除雾器由电机101、对数螺旋机壳102、叶轮103、筒体104、芯体105、蒸汽入口106、锥形封头107组成，所述的芯体105与叶轮103焊接在一起。电机功率要保证能满足MVR系统中离心高压风机入口流量的需求，并且要使蒸汽中的液相获得足够的离心力，以使之顺利分离。芯体长度不宜过长，以免防止整个系统的抖动以及降低蒸汽温度。筒体与机壳焊接，但是机壳与芯体确实不连结的，确保芯体安全旋转的同时，要避免未除雾蒸汽与除雾过后的蒸汽相混合。
参照附图3，叶轮103与机壳104的结构与普通通风机类似，区别在于此叶轮要带着芯体旋转，叶轮与封板及芯体整体镍基钎焊而成，可以有效避免可能发生的腐蚀现象，并且能保证结构强度以及运转的平稳。
参照附图4(a)、图4（b），芯体105中由多层薄筒壁501与三角翅片502层层钎焊组成。蒸汽顺着由翅片和筒壁构成的通道进入芯体，在离心力的作用下，使的小液滴分离出来，附着于筒壁，于底部回收。多层薄筒壁要保证同心以及圆度，以使芯体旋转平稳，避免大的震动。
参照附图5，锥形封头的作用是使分离出的小液滴更好的汇聚于底部，方便排出，回收。其设计按国家标准执行。
参照附图6，蒸汽通过通道时，在离心力的作用下，液体小颗粒被甩到薄筒壁上，不断累积，在重力的作用下沿筒壁下流由锥形封头下端排出分离器。
参照附图7，原蒸汽从蒸汽入口进入，随后在芯体中进行气液分离，除雾过后的蒸汽进入机壳102，在叶轮的做功下，使得进入的蒸汽旋流速度迅速增大，高速旋流蒸汽再次使夹带的微小液滴在离心力作用下甩向机壳器壁，进行二次分离。之后除雾的蒸汽从入口排出。而在芯体中分离出来的小液滴在筒壁汇集，在重力作用下于底部排出。机壳中分离出的小液滴汇集于机壳底部，由机壳与芯体间的间隙排出。
以上所述，本发明的上述方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在于本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (8)
1.一种应用于机械蒸汽再压缩MVR系统的超重力除雾器，由电机、叶轮、壳体加芯体组成，所述电机带动叶轮及芯体旋转，其特征在于：所述叶轮与芯体连结，除雾后的蒸汽由叶轮传输进入压缩机，所述芯体由同心薄壁筒体层层排列，所述芯体在电机带动下与叶轮一起旋转，二次蒸汽在所述芯体内通过离心力的作用，使里面的小液滴与蒸汽分离，之后进入所述壳体，在叶轮的高速旋转下进行二次分离。
2.根据权利要求书1所述的超重力除雾器，其特征在于：所述壳体由三部分组成，对数螺旋型风机蜗壳与筒体主体连结，底部为收集小液滴的锥形封头；所述芯体为多层同心薄壁筒体构成，筒体之间由定向的三角翅片钎焊连结。
3.根据权利要求书1所述的超重力除雾器，其特征在于：所述壳体由三部分组成，最上部分为叶轮的蜗壳；中间部分为圆柱形薄壁外壳主体，在下端有进气口；最下端为锥形封头，收集分离出的液滴；所述芯体为多层同心薄壁筒体构成，筒体之间由定向的三角翅片钎焊连结。
4.根据权利要求书2或3所述的超重力除雾器，其特征在于：所述叶轮、芯体及外壳的材质均为高强度不锈钢；所述叶轮旋转将蒸汽吸入，通过所述对数螺旋型风机蜗壳排出。
5.根据权利要求书2或3所述的超重力除雾器，其特征在于：筒体上端与叶轮焊接在一起，所述芯体的筒层数大于5层，每层间的翅片高度为10mm左右；所述芯体的高度与直径比值为1.1~1.5；芯体筒壁为1毫米左右的薄板。
6.根据权利要求书2或3所述的超重力除雾器，其特征在于：蜗壳下端部分要伸入到芯体最外层筒壁，叶轮与蜗壳下端距离要远大于上端距离，蜗壳出气口下端有一个向上倾斜的角度；筒体的进气口，其位置在所述芯体入气口上方，进气口要略高于芯体下端。
7.根据权利要求书6所述的超重力除雾器，其特征在于：所述叶轮距离机壳下端板的距离至少为上端板的两倍，所述蜗壳出气口下端向上倾斜的角度为10°~20°。
8.根据权利要求书2或3所述的超重力除雾器，其特征在于：除雾器顶部设有脉冲清洗器，所述蜗壳上设排液管。
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