CN111921315A - 一种气液分离用捕雾器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气液分离技术领域，且公开了一种气液分离用捕雾器，包括外罩，所述外罩的内部设置有折板，所述外罩的外壁开设有进气口，所述折板包括固板，所述固板内部的上下两端分别设有正极板和负极板。本发明通过毛细管配合液腔中的液体形成毛细管现象，从而对流动至毛细管管口处的液体进行快速收集，降低了液滴在折板上的停留时间，从而减少了与气流接触的着壁的液滴量；另外通过向液腔中通入冷却低温的液体，可有效降低着壁液滴的温度，减少液滴内部分子之间的移动速度，增大分子之间的张力以及液滴分子与折板壁的附着力，可减少气流对液体的推动和携带作用，达到降低流动的气体对着壁后的液体进行二次携带的情况。

Description

一种气液分离用捕雾器

技术领域

本发明涉及气液分离技术领域，具体为一种气液分离用捕雾器。

背景技术

气液分离器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等。气液分离器也可应用于气体除尘，油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用场合。捕雾器安装在气液分离器的气体出口，捕雾分离部件利用碰撞、离心、聚结等原理，除去经分离后气体中仍然携带的直径在150-500微米之间的液滴，分离器中常用的捕雾器有折板式、丝网式、填料式和离心式等不同类型，折板式是常用的捕雾器。

折板式捕雾器是由若干固定间距的蛇形波纹板重叠而成，相邻两波纹板间形成曲折、变截面的流道。携带着小液滴的气体从流道中通过时，不断的改变速度和方向，使液滴与叶片表面连续的碰撞、凝聚，逐渐积累并沿叶片表面流至分离器的集液部分。

在液气分离器工作时，气体在折流的同时也推动着已经着壁的液体向着气体流动的方向流动，如果分离出来的液体不能及时被收集，那么已经着壁的液体将会与气体再次结合，被气体重新带走；并且在气液比一定得到情况下，气液混合物的流速越大，气体这种推动液体的力将越大，液体将会在更短的时间内重新被气体带走，降低分离的效果；另外由于液体没有固定形状，容易碎化，越细小的液滴其碎化的倾向越大，越容易被气流带走，传统的捕雾器中，液体散乱的沾附在折板上，无法汇集成流，降低了对液体的收集效果。

发明内容

针对背景技术中提出的现有捕雾器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种气液分离用捕雾器，具备及时收集着壁液滴、加快液滴向折板移动以及汇集液滴的优点，解决了上述背景技术中提出的液滴容易被气流二次携带的问题。

本发明提供如下技术方案：一种气液分离用捕雾器，包括外罩，所述外罩的内部设置有折板，所述外罩的外壁开设有进气口，所述折板包括固板，所述固板内部的上下两端分别设有正极板和负极板，所述负极板的外壁上固定连接有放电针，所述正极板和负极板相对面的外壁均设有绝缘体，所述固板的两端与绝缘体围成液腔，所述固板的内部设有毛细管，所述正极板的表面开设有与毛细管的孔径相匹配的圆孔，所述毛细管的一端固定连接在圆孔处，所述毛细管的另一端贯穿绝缘体并延伸至液腔中。

优选的，所述固板的两端开设有位于液腔处的液孔，所述液腔中输入冷却后的无气相液体，所述液腔的中部设置有零电势导体，所述零电势导体的两端分别与固板两端的相连接。

优选的，所述正极板、负极板的形状均设为波形，所述毛细管位于正极板的最高点和最低点处的密度略大于位于正极板其他位置的密度。

优选的，所述毛细管深入液腔中的长度以毛细管中液体凹面的边缘与毛细管的管口齐平为标准。

优选的，所述挡板的两侧设有正极板，所述挡板和正极板无缝连接，所述正极板的表面向挡板的方向弯曲。

优选的，所述正极板位于固板的内部，所述正极板和负极板分别位于绝缘体的两侧，所述挡板和负极板分别位于固板的上下两端，所述液腔是由正极板、固板和挡板围成的空间，所述零电势导体位于固板用于出液的液孔处。

优选的，所述进气口的数量为两个且分别位于外罩的两端，所述折板将外罩的内腔分割成多个风腔，相邻两个风腔之间连接有单向连通管，所述单向连通管只能从下至上输送气体。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过毛细管配合液腔中的液体形成毛细管现象，从而对流动至毛细管管口处的液体进行快速收集，降低了液滴在折板上的停留时间，从而减少了与气流接触的着壁的液滴量；另外通过向液腔中通入冷却低温的液体，可有效降低着壁液滴的温度，减少液滴内部分子之间的移动速度，增大分子之间的张力以及液滴分子与折板壁的附着力，可减少气流对液体的推动和携带作用，达到降低流动的气体对着壁后的液体进行二次携带的情况。

2、本发明通过正极板上的放电针对空气的电离，使得气液混合物中的液滴带上负电荷，并使得相邻两个折板上的正极板和负极板形成静电场，促使液滴与向折板的表面移动，提高液滴与气体的分离效率。

3、本发明通过在折板曲率高的位置增大毛细管的密度，利用此处的电场线较为密集的特性，吸引更多的液滴，能够促使液滴尽快聚集成型，降低液滴的破碎情况，同时也能提高收集的液体量，有效提高了对液体的收集效果。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一的俯视图；

图3为实施例一的侧视图；

图4为实施例二的结构示意图；

图5为实施例二的俯视图；

图6为实施例二的侧视图；

图7为实施例三的结构示意图；

图8为本发明的连接结构示意图。

图中：1、正极板；2、负极板；3、放电针；4、固板；401、液孔；5、毛细管；6、零电势导体；7、绝缘体；8、液腔；9、挡板；10、外罩；11、折板；12、单向连通管；13、进气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：参阅图8，一种气液分离用捕雾器，包括外罩10，外罩10的内部设置有折板11，在该方案中，折板11水平方向安装，外罩10的外壁开设有进气口13，进气口13的数量为两个且分别位于外罩10的两端，气液混合物分别从两个进气口13进入，有效提高分离的效率，折板11将外罩10的内腔分割成多个风腔，相邻两个风腔之间连接有单向连通管12，单向连通管12只能从下至上输送气体，气液混合物从进气口13进入外罩10内后，在与折板11撞击的同时，两股相对流动的气液混合物之间也撞击，不仅降低了气液混合物的流速，同时发散的气体与折板11相撞击，更多的液体与折板11相接触，提高了对液体的分离效果。

参阅图1-3，折板11包括固板4，固板4是一个只有侧面的结构，没有上下底面，中间空心，固板4内部的上下两端分别设有正极板1和负极板2，负极板2的外壁上固定连接有放电针3，当负极板2通电后，放电针3在高压下将周围空气电离并释放出负离子，负离子沾附在气液混合物中的液滴上并使液滴带负电；参阅图8，上下两个折板11的正极板1和负极板2之间形成静电场，上述带负电的液滴在电场力的作用下向正极板1的表面移动，正极板1和负极板2相对面的外壁均设有绝缘体7，绝缘体7用于阻断折板11中的两个正极板1和负极板2之间的电场，为提高对电场线的阻断作用，可在绝缘体7与正极板1、负极板2连接的位置加与正极板1和负极板2相接触的导体，导体能够隔绝电场线；固板4的两端与绝缘体7围成液腔8，固板4的两端开设有位于液腔8处的液孔401，液孔401用于液体的进出；液腔8中输入冷却后的无气相液体，该无气相液体即与待分离的气液混合物中的液体成分相同且已经分离后没有气体的液体；输送进液腔8中的液体温度比待分离的气液混合物的温度低，当液滴撞击在正极板1的表面并沾附在正极板1的外壁上时，由于正极板1的温度低，从而降低了液滴内部的温度，提高了液滴中分子之间的张力以及液滴分子与正极板1外壁之间的张力，降低流动的气体对液滴的二次携带作用。

固板4的内部设有毛细管5，正极板1的表面开设有与毛细管5的孔径相匹配的圆孔，毛细管5的一端固定连接在圆孔处，毛细管5的另一端贯穿绝缘体7并延伸至液腔8中，在液腔8中充入液体，毛细管5选用与液体可湿润的材料制作，当毛细管5的一端伸入有液腔8的液体中后，根据毛细管现象原理，液体从毛细管5中上升，并在一定高度保持平衡，当液滴从正极板1的表面滚落在毛细管5内后，由于毛细管5中的液体为了重新保持到平衡状态，液滴会融入毛细管5中的液体中，相应的，毛细管5的底端会向液腔8中排出与融入液体相同量的液体，并随着液腔8中液体的流动而流出，被收集起来，从而达到及时收集折板11表面液体的目的；毛细管5深入液腔8中的长度以毛细管5中液体凹面的边缘与毛细管5的管口齐平为标准，液腔8中的液体不满管，液体具体的量可在试验中获取，试验方法是：将定长的毛细管5固定安装好后，向液腔8中通入不同量的液体，选取可使得液体在毛细管5中满管的液量即可，液体满管是为了避免流动的气体进入毛细管5的内部，满管的液体可对毛细管5形成液封结构，减少空气甚至隔绝空气进入毛细管5中；液腔8的中部设置有零电势导体6，零电势导体6的两端分别与固板4两端的相连接，零电势导体6接地，用于中和液体中的电荷，使得液体重新恢复至不带电荷的状态，避免静电对液体的储存有影响。

正极板1、负极板2的形状均设为波形，毛细管5位于正极板1的最高点和最低点处的密度略大于位于正极板1其他位置的密度，根据静电感应原理，在曲率高的位置，电荷密度大，对液滴的吸引力也越大，液滴聚集的量也越大，因此，在曲率高的地方毛细管5的密度大，可及时有效排除液滴，具体密度设置值，可根据多次试验获取，由于直接在正极板1上开设孔，孔的存在会影响正极板1的电场线分布，该方案中的不同密度的设置，在保证不过多开孔的前提下增大了对液滴的收集。

实施例二：与实施例一不同的是，固板4最上端原本开设孔的正极板1由正极板1和挡板9结合而成；参阅图4-6，挡板9的两侧设有正极板1，挡板9和正极板1无缝连接，正极板1的表面向挡板9的方向弯曲，在挡板9的两侧设置正极板1，在挡板9上开孔，挡板9的底面连接毛细管5，正极板1用于和另一个折板11上的负极板2形成电场，并吸引带负电液滴移动，液滴移动至正极板1表面时，向内侧滑落聚集在挡板9上，再通过毛细管5收集液体，该方案可避免在正极板1上开的孔对电场的影响，提高对液滴的引力，但是由于滴落在正极板1上的液滴还需要向挡板9处流动才能被毛细管5收集，因此相对延长了对液滴收集的时长。

实施例三：与实施例一不同的是，正极板1位于固板4的内部，原来直接与气液混合物接触的正极板1由挡板9替代；零电势导体6位于端口处，且不贯穿整个液腔8的内部，避免对负极板2得到电场线有影响；参阅图7，正极板1位于固板4的内部，正极板1和负极板2分别位于绝缘体7的两侧，挡板9和负极板2分别位于固板4的上下两端，液腔8是由正极板1、固板4和挡板9围成的空间，零电势导体6位于固板4用于出液的液孔401处；该方案中，挡板9需要使用不阻碍电场线的材料制成，正极板1的电场线向上发散，穿过液腔8中的液体和挡板9与上一个折板11的负极板2之间形成电场，该方案避免了在正极板1上开孔，同时也避免实施例二中的液滴还需向内侧流动才能被收集的缺陷，但是该方案对材料以及收集的液体有一定的限制。

综上，上述的三种实施方式分别具有其自身的优势和缺陷，在实际应用中，可根据液体、材料等限制旋转不同的实施方式。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种气液分离用捕雾器，包括外罩(10)，所述外罩(10)的内部设置有折板(11)，所述外罩(10)的外壁开设有进气口(13)，其特征在于：所述折板(11)包括固板(4)，所述固板(4)内部的上下两端分别设有正极板(1)和负极板(2)，所述负极板(2)的外壁上固定连接有放电针(3)，所述正极板(1)和负极板(2)相对面的外壁均设有绝缘体(7)，所述固板(4)的两端与绝缘体(7)围成液腔(8)，所述固板(4)的内部设有毛细管(5)，所述正极板(1)的表面开设有与毛细管(5)的孔径相匹配的圆孔，所述毛细管(5)的一端固定连接在圆孔处，所述毛细管(5)的另一端贯穿绝缘体(7)并延伸至液腔(8)中。

2.根据权利要求1所述的一种气液分离用捕雾器，其特征在于：所述固板(4)的两端开设有位于液腔(8)处的液孔(401)，所述液腔(8)中输入冷却后的无气相液体，所述液腔(8)的中部设置有零电势导体(6)，所述零电势导体(6)的两端分别与固板(4)两端的相连接。

3.根据权利要求1所述的一种气液分离用捕雾器，其特征在于：所述正极板(1)、负极板(2)的形状均设为波形，所述毛细管(5)位于正极板(1)的最高点和最低点处的密度略大于位于正极板(1)其他位置的密度。

4.根据权利要求1所述的一种气液分离用捕雾器，其特征在于：所述毛细管(5)深入液腔(8)中的长度以毛细管(5)中液体凹面的边缘与毛细管(5)的管口齐平为标准。

5.根据权利要求1所述的一种气液分离用捕雾器，其特征在于：所述挡板(9)的两侧设有正极板(1)，所述挡板(9)和正极板(1)无缝连接，所述正极板(1)的表面向挡板(9)的方向弯曲。

6.根据权利要求1所述的一种气液分离用捕雾器，其特征在于：所述正极板(1)位于固板(4)的内部，所述正极板(1)和负极板(2)分别位于绝缘体(7)的两侧，所述挡板(9)和负极板(2)分别位于固板(4)的上下两端，所述液腔(8)是由正极板(1)、固板(4)和挡板(9)围成的空间，所述零电势导体(6)位于固板(4)用于出液的液孔(401)处。

7.根据权利要求1所述的一种气液分离用捕雾器，其特征在于：所述进气口(13)的数量为两个且分别位于外罩(10)的两端，所述折板(11)将外罩(10)的内腔分割成多个风腔，相邻两个风腔之间连接有单向连通管(12)，所述单向连通管(12)只能从下至上输送气体。

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