CN107583390A - 真空气液分离装置及分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空气液分离装置及分离方法。真空气液分离装置包括罐体,罐体内设有分隔板,将罐体内腔分为上腔和下腔,所述分隔板上设有第一排水阀;罐体上开设有进气口和出气口;所述罐体下腔底部开设有排水口,所述排水口处设有第二排水阀;还包括与下腔相连通、用于使下腔在负压状态和大气压状态之间切换的真空切换装置。本发明具有分离效率高、分离成本低、分离彻底的优点,并且能够实现连续循环分离和自动排水。

Description

真空气液分离装置及分离方法
技术领域
本发明涉及一种真空气液分离装置,还涉及一种分离方法。
背景技术
气液分离技术是从气流中分离出雾滴或液滴的技术。该技术广泛的应用于石油、化工、生物工程等领域,主要用于分离清除有害物质或高效回收有用物质。
目前,气液分离的方式主要有重力沉降、惯性碰撞、离心分离、静电吸引、扩散等,其缺陷在于:(1)分离缓慢,效率低;(2)设备成本较高;(3)分离不彻底;(4)自动化程度低,无法实现连续循环分离和自动排水。
发明内容
本发明提出了一种真空气液分离装置及分离方法,其目的是:(1)提高分离效率;(2)降低分离成本;(3)确保分离彻底;(4)实现连续循环分离和自动排水。
本发明技术方案如下:
真空气液分离装置,包括罐体,罐体内设有分隔板,将罐体内腔分为上腔和下腔,所述分隔板上设有第一排水阀,所述第一排水阀为自重力翻板阀,第一排水阀的打开方向为由上腔向下腔方向打开;
罐体上开设有与上腔相通的进气口和与上腔相通的出气口,所述进气口用于向上腔输入气液混合体,所述出气口处设有真空发生装置、用于从上腔内抽出气体;
所述罐体下腔底部开设有排水口,所述排水口处设有第二排水阀,所述第二排水阀为自重力翻板阀,第二排水阀的打开方向为由下腔内部向外部方向打开;
还包括与下腔相连通、用于使下腔在负压状态和大气压状态之间切换的真空切换装置。
作为该装置的进一步改进:所述上腔内还设有与出气口相连通的筒状出气通道以及缠绕在出气通道外围的螺旋导流板,所述螺旋导流板上端位于进气口处。
作为该装置的进一步改进:所述分隔板中部下凹,所述第一排水阀位于下凹处的底部。
基于上述真空气液分离装置的分离方法,包括如下步骤:
(A)由进气口输入气液混合体,通过真空切换装置使下腔处于大气压状态,同时通过真空发生装置使上腔处于负压状态,从而使第一排水阀处于关闭状态,并从出气口抽出上腔中的气体部分,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;
(B)通过真空切换装置使下腔也处于负压状态,从而使第一排水阀在上腔底部的积液作用下打开,上腔底部的积液由第一排水阀进入下腔,汇聚到下腔底部;同时由于下腔为负压状态,第二排水阀处于关闭状态;罐体中的气体部分从出气口被抽出;
(C)通过真空切换装置使下腔处于大气压状态,由于上腔仍为负压状态,因此第一排水阀关闭,上腔中的气体部分从出气口被抽出,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;同时,由于下腔处于大气压状态,第二排水阀在下腔底部积液作用下打开,将下腔中的液体从排水口排出;
(D)返回步骤(B)进入下一循环。
作为该装置的进一步改进:所述真空切换装置包括旁置管路、真空切换阀和空气切换阀;
所述旁置管路一端与上腔相连通、另一端与所述下腔相连通;
所述真空切换阀设置于旁置管路中、用于控制旁置管路的通断;
所述旁置管路侧壁上开设有与外界大气相连通的通气孔,所述空气切换阀设置于通气孔处、用于控制通气孔的开闭;所述通气孔设置于真空切换阀与下腔之间。
作为该装置的进一步改进:还包括控制单元,所述控制单元与真空切换阀及空气切换阀分别相连接。
基于上述改进后的真空气液分离装置的分离方法,包括如下步骤:
(A)由进气口输入气液混合体,关闭真空切换阀,打开空气切换阀,使下腔处于大气压状态,同时通过真空发生装置使上腔处于负压状态,从而使第一排水阀处于关闭状态,并从出气口抽出上腔中的气体部分,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;
(B)打开真空切换阀,关闭空气切换阀,使下腔也处于负压状态,从而使第一排水阀在上腔底部的积液作用下打开,上腔底部的积液由第一排水阀进入下腔,汇聚到下腔底部;同时由于下腔为负压状态,第二排水阀处于关闭状态;罐体中的气体部分从出气口被抽出;
(C)关闭真空切换阀,打开空气切换阀,使下腔处于大气压状态,由于上腔仍为负压状态,因此第一排水阀关闭,上腔中的气体部分从出气口被抽出,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;同时,由于下腔处于大气压状态,第二排水阀在下腔底部积液作用下打开,将下腔中的液体从排水口排出;
(D)返回步骤(B)进入下一循环。
相对于现有技术,本发明具有以下积极效果:(1)利用真空发生装置加速气体的分离,分离效率高,成本低;(2)采用分步分离方式,液体先在下腔中暂存,下腔在负压状态下维持一段时间,然后在常压状态下排出,避免了负压状态对液体排出的干扰,同时确保下腔中的气体部分已在负压状态下进一步排出,确保分离彻底;(3)利用旁置管路、真空切换阀和空气切换阀实现下腔的负压、常压切换,实现上下腔的联动控制,无需另行添置一套真空发生装置,进一步降低了设备成本,并且具有控制方便的优点;(4)通过真空切换装置控制下腔的压力状态即可完成分离步骤的控制,实现连续循环分离和自动排水。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案:
具体实施例一:
如图1,一种真空气液分离装置,包括罐体,罐体内设有分隔板,将罐体内腔分为上腔和下腔,所述分隔板上设有第一排水阀6,所述第一排水阀6为自重力翻板阀,第一排水阀6的打开方向为由上腔向下腔方向打开,当上下腔均为负压时,第一排水阀6将在积液的作用下打开,当上腔负压、下腔为大气压时,第一排水阀6关闭。
所述分隔板中部下凹,利于收集液体,所述第一排水阀6设置于下凹处的底部。
罐体上开设有与上腔相通的进气口1和与上腔相通的出气口8,所述进气口1用于向上腔输入气液混合体,所述出气口8处设有真空发生装置、用于从上腔内抽出气体;
优选地,所述上腔内还设有与出气口8相连通的筒状出气通道以及缠绕在出气通道外围的螺旋导流板2,所述螺旋导流板2上端位于进气口1处,气液混合体进入上腔后先沿螺旋导流板2流动,增加混合体在负压状态下的流动时间,确保分离充分。
所述罐体下腔底部开设有排水口,所述排水口处设有第二排水阀7,所述第二排水阀7为自重力翻板阀,第二排水阀7的打开方向为由下腔内部向外部方向打开,当下腔为负压时,第二排水阀7关闭,当下腔为大气压时,第二排水阀7将在积液的作用下打开进行排水;
本装置还包括与下腔相连通、用于使下腔在负压状态和大气压状态之间切换的真空切换装置。所述真空切换装置主要由对下腔抽真空的吸气装置和使下腔与外界大气压相连通的通气装置构成,可通过另一套真空发生设备实现。
使用本装置进行循环分离的步骤为:
(A)由进气口1输入气液混合体,通过真空切换装置使下腔处于大气压状态,同时通过真空发生装置使上腔处于负压状态,从而使第一排水阀6处于关闭状态,并从出气口8抽出上腔中的气体部分,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;
(B)通过真空切换装置使下腔也处于负压状态,从而使第一排水阀6在上腔底部的积液作用下打开,上腔底部的积液由第一排水阀6进入下腔,汇聚到下腔底部;同时由于下腔为负压状态,第二排水阀7处于关闭状态;罐体中的气体部分从出气口8被抽出;
(C)通过真空切换装置使下腔处于大气压状态,由于上腔仍为负压状态,因此第一排水阀6关闭,上腔中的气体部分从出气口8被抽出,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;同时,由于下腔处于大气压状态,第二排水阀7在下腔底部积液作用下打开,将下腔中的液体从排水口排出;
(D)返回步骤(B)进入下一循环,实现自动循环分离排水。
具体实施例二:
本实施例与实施例一之间的区别是对真空切换装置的结构做出了进一步改进,无需另购买一套真空发生设备,节约设备成本。具体结构是:
所述真空切换装置包括旁置管路、真空切换阀3和空气切换阀5;
所述旁置管路一端与上腔相连通、另一端与所述下腔相连通;
所述真空切换阀3设置于旁置管路中、用于控制旁置管路的通断;
所述旁置管路侧壁上开设有与外界大气相连通的通气孔,所述空气切换阀5设置于通气孔处、用于控制通气孔的开闭;所述通气孔设置于真空切换阀3与下腔之间。
还设置有控制单元4,所述控制单元4与真空切换阀3及空气切换阀5分别相连接,用于控制二者动作。
使用本装置进行循环分离的步骤为:
(A)由进气口1输入气液混合体,关闭真空切换阀3,打开空气切换阀5,使下腔处于大气压状态,同时通过真空发生装置使上腔处于负压状态,从而使第一排水阀6处于关闭状态,并从出气口8抽出上腔中的气体部分,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;
(B)打开真空切换阀3,关闭空气切换阀5,使下腔也处于负压状态,从而使第一排水阀6在上腔底部的积液作用下打开,上腔底部的积液由第一排水阀6进入下腔,汇聚到下腔底部;同时由于下腔为负压状态,第二排水阀7处于关闭状态;罐体中的气体部分从出气口8被抽出;
(C)关闭真空切换阀3,打开空气切换阀5,使下腔处于大气压状态,由于上腔仍为负压状态,因此第一排水阀6关闭,上腔中的气体部分从出气口8被抽出,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;同时,由于下腔处于大气压状态,第二排水阀7在下腔底部积液作用下打开,将下腔中的液体从排水口排出;
(D)返回步骤(B)进入下一循环,从而实现自动循环分离和排水。

Claims (7)

1.真空气液分离装置,其特征在于:包括罐体,罐体内设有分隔板,将罐体内腔分为上腔和下腔,所述分隔板上设有第一排水阀(6),所述第一排水阀(6)为自重力翻板阀,第一排水阀(6)的打开方向为由上腔向下腔方向打开;
罐体上开设有与上腔相通的进气口(1)和与上腔相通的出气口(8),所述进气口(1)用于向上腔输入气液混合体,所述出气口(8)处设有真空发生装置、用于从上腔内抽出气体;
所述罐体下腔底部开设有排水口,所述排水口处设有第二排水阀(7),所述第二排水阀(7)为自重力翻板阀,第二排水阀(7)的打开方向为由下腔内部向外部方向打开;
还包括与下腔相连通、用于使下腔在负压状态和大气压状态之间切换的真空切换装置。
2.如权利要求1所述的真空气液分离装置,其特征在于:所述真空切换装置包括旁置管路、真空切换阀(3)和空气切换阀(5);
所述旁置管路一端与上腔相连通、另一端与所述下腔相连通;
所述真空切换阀(3)设置于旁置管路中、用于控制旁置管路的通断;
所述旁置管路侧壁上开设有与外界大气相连通的通气孔,所述空气切换阀(5)设置于通气孔处、用于控制通气孔的开闭;所述通气孔设置于真空切换阀(3)与下腔之间。
3.如权利要求2所述的真空气液分离装置,其特征在于:还包括控制单元(4),所述控制单元(4)与真空切换阀(3)及空气切换阀(5)分别相连接。
4.如权利要求1所述的真空气液分离装置,其特征在于:所述上腔内还设有与出气口(8)相连通的筒状出气通道以及缠绕在出气通道外围的螺旋导流板(2),所述螺旋导流板(2)上端位于进气口(1)处。
5.如权利要求1至4任一所述的真空气液分离装置,其特征在于:所述分隔板中部下凹,所述第一排水阀(6)位于下凹处的底部。
6.基于如权利要求1所述的真空气液分离装置的分离方法,其特征在于包括如下步骤:
(A)由进气口(1)输入气液混合体,通过真空切换装置使下腔处于大气压状态,同时通过真空发生装置使上腔处于负压状态,从而使第一排水阀(6)处于关闭状态,并从出气口(8)抽出上腔中的气体部分,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;
(B)通过真空切换装置使下腔也处于负压状态,从而使第一排水阀(6)在上腔底部的积液作用下打开,上腔底部的积液由第一排水阀(6)进入下腔,汇聚到下腔底部;同时由于下腔为负压状态,第二排水阀(7)处于关闭状态;罐体中的气体部分从出气口(8)被抽出;
(C)通过真空切换装置使下腔处于大气压状态,由于上腔仍为负压状态,因此第一排水阀(6)关闭,上腔中的气体部分从出气口(8)被抽出,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;同时,由于下腔处于大气压状态,第二排水阀(7)在下腔底部积液作用下打开,将下腔中的液体从排水口排出;
(D)返回步骤(B)进入下一循环。
7.基于如权利要求2所述的真空气液分离装置的分离方法,其特征在于包括如下步骤:
(A)由进气口(1)输入气液混合体,关闭真空切换阀(3),打开空气切换阀(5),使下腔处于大气压状态,同时通过真空发生装置使上腔处于负压状态,从而使第一排水阀(6)处于关闭状态,并从出气口(8)抽出上腔中的气体部分,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;
(B)打开真空切换阀(3),关闭空气切换阀(5),使下腔也处于负压状态,从而使第一排水阀(6)在上腔底部的积液作用下打开,上腔底部的积液由第一排水阀(6)进入下腔,汇聚到下腔底部;同时由于下腔为负压状态,第二排水阀(7)处于关闭状态;罐体中的气体部分从出气口(8)被抽出;
(C)关闭真空切换阀(3),打开空气切换阀(5),使下腔处于大气压状态,由于上腔仍为负压状态,因此第一排水阀(6)关闭,上腔中的气体部分从出气口(8)被抽出,上腔中的液体部分在上腔底部积攒;同时,由于下腔处于大气压状态,第二排水阀(7)在下腔底部积液作用下打开,将下腔中的液体从排水口排出;
(D)返回步骤(B)进入下一循环。
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