CN108479197B - 一种带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带筛网的新型轴流导叶式气液旋流分离器，包括气液混合物进口（1）、液体溢流口（2）、导叶（3）、气体出口（5）、轴（6）和筛网（7）六部分。气液夹带混合物由气液进口（1）流入，在导叶（3）的作用下产生旋转流动，密度较大的液体在离心力的作用下向壁面流动，从筛网（7）的筛孔中流出，并在重力的作用下最终从液体溢流口（2）流出；而密度较小的气体则沿轴心流出并由气体出口（5）流到上一块塔板。本发明具有的有益效果：通过在板式塔内加装该新型高效紧凑旋流分离器，一方面可以降低板式塔内的气液夹带率，提高塔板效率；另一方面能大大的提高塔板的处理量，使得板式塔向大通量甚至是超大通量转型升级成为可能。

Description

一种带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器

技术领域

本发明涉及导叶式气液旋流分离器，具体涉及一种用于板式塔中除气液夹带的高效紧凑导叶式气液旋流分离器。

背景技术

塔设备是气-液、液-液间进行传质与传热的设备之一，广泛应用于炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，涉及蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作。

当代石油化工等行业对板式塔总的要求是：分离能力高，能够分离组成复杂的物料，并保证产品质量优良；生产能力大，能适应大型、超大型规模的需要；压力降低，以降低能耗；运行过程可靠，保证长周期的运行。但是，随着化工行业生产规模化和处理量不断增加，单纯扩大板式塔体积的方法已经无法满足工业需求，因为其空间利用率低、投资高、能耗高等特点已严重制约了经济效益的提高。

目前，对板式塔的研究主要集中在板式塔的传质元件、降液管等结构进行研究和开发。随着节能减排政策的实施，板式塔越来越向高效、大通量转型，但是板式塔中气液夹带问题一直制约着板式塔塔板的效率。再者，大通量必定使得气液夹带量显著升高，更进一步降低塔板效率。即，气液夹带已成为制约板式塔转型升级的主要因素之一。

由于板式塔中气液夹带问题已经严重的制约了板式塔转型升级，气液夹带问题的解决已经刻不容缓。开发一种高效紧凑的旋流分离器用以解决板式塔中的气液夹带问题，具有很大的工程应用价值和社会意义。

发明内容

本发明提供了一种能用于板式塔中除气液夹带的导叶式气液旋流分离器。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案：

一种带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器，包括气液混合物进口、液体溢流口、导叶、气体出口、轴和筛网，该分离器加装在塔板的圆形开口中，气体出口与塔板之间的距离由流量和塔板上液体高度共同决定，气液夹带混合物由气液混合物进口流入，在导叶的作用下产生旋转流动，密度较大的液体在离心力的作用下向壁面流动，从筛网的筛孔中流出，并在重力的作用下最终从液体溢流口流出；而密度较小的气体则沿轴心流出并由气体出口流到所述塔板上。

进一步的，所述气液混合物进口设置在底部，所述液体溢流口在内壁面与中壁面安装完成后再焊接在内壁面上，最外层壁面和中壁面组合形成气体出口，内壁面上部分设置筛网。

进一步的，所述导叶由钢板冲压成型，轴为实心轴和钢板卷制焊接而成，导叶和轴焊接在一起；或者导叶和轴用塑料制成，导叶和轴经一次注塑完成。

进一步的，所述导叶均匀分布在轴上，轴前端为球状结构，尾端为锥形结构。

进一步的，所述导叶的出口截面处法向与轴线呈一定角度。

进一步的，所述导叶的进口截面处法向与轴线平行且设有过渡段。

进一步的，所述筛网与一段钢板连接，并卷制焊接成分离器的内壁面。

本发明的有益效果：

1、在板式塔内加装该分离器后，可有效降低气液夹带，并能大大提高板式塔的操作流量，并且压降很低，使板式塔向高通量转型变得可能。

2、在板式塔内加装该分离器后，可以大大提高塔板效率、板式塔的操作极限，能够使得板式塔向高通量转型成功。

3、该分离器生产工艺简单，易于批量化生产，利于推广。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图。

图2为导叶处的流动示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，本发明的带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器，包括气液混合物进口1、液体溢流口2、导叶3、气体出口5、轴6和筛网7，该分离器加装在塔板4的圆形开口中，气体出口5与塔板4之间的距离由流量和塔板上液体高度共同决定。气液夹带混合物由气液混合物进口1流入，在导叶3的作用下产生旋转流动，密度较大的液体在离心力的作用下向壁面流动，从筛网7的筛孔中流出，并在重力的作用下最终从液体溢流口2流出；而密度较小的气体则沿轴心流出并由气体出口5流到上一块塔板。导叶3均匀的分布在轴6上。轴6的前端为球状结构，尾端为锥形结构。前端的球状结构能使得进入分离器的气液两相混合物分布均匀，且能降低进口处的压降；尾端的锥形结构对离开导叶后流体的流动具有稳定作用。

导叶3的出口截面处法向与轴线呈一定角度，使得气液两相在流经导叶3后产生一个向外的径向速度分量，如图2所示，提高气液分离效果。

导叶3的进口截面处法向与轴线平行且设有过渡段，使得气液两相在流入导叶3时尽可能的降低压降。

在该分离器的最内层壁面上部分设置筛网7，可以很好的提高分离效果和避免不必要的二次夹带，

最外层壁面（罩子）和中间壁面组合形成了气体出口5，整个分离器具有气液分离器和作为泡罩的双重作用。

分离器加装在塔板的圆形开口中，气体出口与塔板之间的距离由流量和塔板上液体高度共同决定。

导叶3由钢板冲压成型，轴6可以为实心轴和钢板卷制焊接而成，然后将导叶3和轴6焊接在一起，进行不要的打磨，保证流道顺畅。若在特殊场合，可以用塑料代替钢板时，导叶3和轴6一起经一次注塑完成。

筛网7与一段钢板连接，并卷制焊接成分离器的内壁面。若在特殊场合，可以用塑料代替钢板时，可由塑料代替钢板。

液体溢流口2的直径略小于中间壁面的圆柱段直径，方便安装。液体溢流口2可在内壁面与中壁面安装完成后再焊接在内壁面上。气体溢流口2为溢流结构，即分离出的液体只有高于溢流堰才会流出，这样设计是为了达到液封的目的。

气体出口5由最外层壁面（罩子）与中间壁面组合而成，外表面壁面（罩子）的高度由分离器的安装点到外壁面支撑最高点的距离减去气体出口5到塔板4的距离确定。

该导叶式旋流分离器不仅可以用在塔设备内，也可以放大后用于其他气液分离的场合。

安装时，先将分离器从上面插入塔板4上的圆形孔内，然后调整气体出口5到塔板4的高度，最后用螺钉旋入分离器中壁面的外面设置的3个小槽内固定分离器。

本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器，包括气液混合物进口（1）、液体溢流口（2）、导叶（3）、气体出口（5）、轴（6）和筛网（7），其特征在于：该分离器加装在塔板（4）的圆形开口中，气体出口（5）与塔板（4）之间的距离由流量和塔板上液体高度共同决定，气液夹带混合物由气液混合物进口（1）流入，在导叶（3）的作用下产生旋转流动，密度较大的液体在离心力的作用下向壁面流动，从筛网（7）的筛孔中流出，并在重力的作用下最终从液体溢流口（2）流出；而密度较小的气体则沿轴心流出并由气体出口（5）流到所述塔板上；所述气液混合物进口（1）设置在底部，所述液体溢流口（2）在内壁面与中壁面安装完成后再焊接在内壁面上，最外层壁面和中壁面组合形成气体出口（5），内壁面上部分设置筛网（7）；所述导叶（3）由钢板冲压成型，轴（6）为实心轴和钢板卷制焊接而成，导叶（3）和轴（6）焊接在一起；或者导叶（3）和轴（6）用塑料制成，导叶（3）和轴（6）经一次注塑完成；所述导叶（3）均匀分布在轴（6）上，轴（6）前端为球状结构，尾端为锥形结构；气体出口（5）由最外层壁面与中间壁面组合而成，最外层壁面的高度由分离器的安装点到外壁面支撑最高点的距离减去气体出口（5）到塔板（4）的距离确定。

2.如权利要求1所述的带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器，其特征在于：所述导叶（3）的出口截面处法向与轴线呈一定角度。

3.如权利要求1所述的带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器，其特征在于：所述导叶（3）的进口截面处法向与轴线平行且设有过渡段。

4.如权利要求1所述的带筛网的轴流导叶式气液旋流分离器，其特征在于：所述筛网（7）与一段钢板连接，并卷制焊接成分离器的内壁面。