CN114405199A - 一种声场强化聚结分离系统 - Google Patents

一种声场强化聚结分离系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114405199A
CN114405199A CN202210182972.1A CN202210182972A CN114405199A CN 114405199 A CN114405199 A CN 114405199A CN 202210182972 A CN202210182972 A CN 202210182972A CN 114405199 A CN114405199 A CN 114405199A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
channel
liquid
sound wave
upstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210182972.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114405199B (zh
Inventor
常程
姬忠礼
吴小林
王志科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum Beijing
Original Assignee
China University of Petroleum Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum Beijing filed Critical China University of Petroleum Beijing
Priority to CN202210182972.1A priority Critical patent/CN114405199B/zh
Publication of CN114405199A publication Critical patent/CN114405199A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114405199B publication Critical patent/CN114405199B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D50/00Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2407Filter candles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D49/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by other methods
    • B01D49/006Separating dispersed particles from gases, air or vapours by other methods by sonic or ultrasonic techniques

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)

Abstract

本发明公开了一种声场强化聚结分离系统,包括除油器;与所述除油器的上游管道相连、用以检测所述上游管道中气体携带液滴的数量和粒径大小的上游检测装置;与所述上游检测装置相连、用以根据液滴的数量和粒径大小调节声波以使所述上游管道中液滴聚并的上游声波发生装置;与所述除油器的入口相连、用以拦截聚并后的液滴以实现气液分离的预分离器。上述声场强化聚结分离系统可以大幅度降低进入除油器中气体的含液浓度,尤其在储气库地面注气工艺过程中当上游管道来流气体内液体含量或粒径范围明显增大时,除液效果愈加显著。这样可以高效地实现气体中携带液滴的分离,从而可以满足气液分离的要求。

Description

一种声场强化聚结分离系统
技术领域
本发明涉及气液分离技术领域,特别涉及一种声场强化聚结分离系统。
背景技术
储气库是将从气田采出的天然气或长输管道输送来的天然气重新注入至地下可保存气体的空间而形成的一种人工气田或气藏。目前,注气过程通常采用往复式压缩机,从压缩机出口排出的高压天然气需通过除油器除去气体内所夹带的润滑油液滴,从而防止润滑油进入地下造成地层污染。
聚结滤芯是除油器的核心元件,聚结滤芯的滤材为多孔纤维介质,其主要作用是将含液气体中的亚微米级小液滴进行拦截,进而使小液滴在纤维内部聚结形成毫米级大液滴,最终使大液滴在滤芯排气侧排出滤芯,实现气液分离。然而,由于往复式压缩机出口气体中含液浓度高,液滴粒径分布范围广,导致气体含液量及液滴粒径超出聚结滤芯的处理范围,难以满足气液高效分离的要求。
因此,如何避免通过聚结滤芯难以满足气液高效分离的要求,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种声场强化聚结分离系统,能够高效地实现气体中携带液滴的分离,从而可以满足气液分离的要求。
为实现上述目的,本发明提供一种声场强化聚结分离系统,包括:
除油器;
与所述除油器的上游管道相连、用以检测所述上游管道中气体携带液滴的数量和粒径大小的上游检测装置;
与所述上游检测装置相连、用以根据液滴的数量和粒径大小调节声波以使所述上游管道中液滴聚并的上游声波发生装置;
与所述除油器的入口相连、用以拦截聚并后的液滴以实现气液分离的预分离器。
可选地,所述预分离器包括多条并排且间隔分布的气流通道,任一所述气流通道包括进气口、出气口和由所述进气口朝所述出气口依次首尾相接并连通的多段气流换向通道。
可选地,所述多段气流换向通道包括进气平滑通道、单槽式气流换向通道、双槽式气流换向通道和出气平滑通道;气体由所述进气口进入,依次流经所述进气平滑通道、所述单槽式气流换向通道、所述双槽式气流换向通道和所述出气平滑通道后,由所述出气口流出。
可选地,所述单槽式气流换向通道和所述双槽式气流换向通道的数量均为两段,两段所述单槽式气流换向通道连接于所述进气平滑通道和两段所述双槽式气流换向通道之间,远离所述单槽式气流换向通道的一段所述双槽式气流换向通道与所述出气平滑通道相连。
可选地,所述进气平滑通道和与之相连的所述单槽式气流换向通道的延伸方向不同,两段所述单槽式气流换向通道的延伸方向不同,所述单槽式气流换向通道和与之相连的所述双槽式气流换向通道的延伸方向不同,两段所述双槽式气流换向通道的延伸方向不同,所述出气平滑通道和与之相连的所述双槽式气流换向通道的延伸方向不同。
可选地,任一所述单槽式气流换向通道内设有用以拦截气体中液滴的拦液板,所述拦液板固接于所述单槽式气流换向通道的侧壁上,并与所述单槽式气流换向通道的侧壁围设成与所述单槽式气流换向通道连通的拦液槽;
任一所述双槽式气流换向通道包括两个槽口相对的所述拦液槽。
可选地,还包括与所述除油器的下游管道相连、用以检测所述下游管道中气体携带液滴的数量和粒径大小的下游检测装置,及与所述下游检测装置相连、用以根据液滴的数量和粒径大小发出预设声波的下游声波发生系统,所述预设声波用以供液滴振动以增强液滴与所述除油器的聚结滤芯内纤维相互碰撞。
可选地,所述下游声波发生系统包括两个第一声波发生装置和两个第二声波发生装置,两个所述第一声波发生装置对称设置于所述除油器的筒体上,且对应所述聚结滤芯的上半部分;两个所述第二声波发生装置对称设置于所述除油器的筒体上,且对应所述聚结滤芯的下半部分。
可选地,所述上游检测装置和所述下游检测装置均包括采样单元、与所述采样单元相连并用以检测液滴的粒子检测单元,及与所述粒子检测单元相连并用以反馈数据结果的数据处理单元。
可选地,所述上游声波发生装置、所述第一声波发生装置和所述第二声波发生装置均包括用以调节声波频率的信号发生器、与所述信号发生器相连并用以调节声波声压级的功率放大器,及与所述功率放大器相连并用以将调整后具有固定频率及声压级的声波向外传播的扬声器。
相对于上述背景技术,本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统,包括除油器,还包括上游检测装置、上游声波发生装置和预分离器,其中,上游检测装置与除油器的上游管道相连,上游检测装置用于检测上游管道中气体携带液滴的数量和粒径大小;上游声波发生装置与上游检测装置相连,上游声波发生装置用于根据液滴的数量和粒径大小调节声波,以使上游管道中液滴聚并;预分离器与除油器的入口相连,预分离器用于拦截聚并后的液滴,以实现气液分离。也就是说,通过上游检测装置对除油器上游管道气体内液体杂质情况进行分析,进而将液滴的数量和粒径大小信息反馈至上游声波发生装置,上游声波发生装置根据气体内含液量及液滴粒径对声波频率及声压级进行调整,从而使得上游管道气体内液滴在声波作用下通过团聚作用增大液滴粒径,聚并后的液滴经预分离器拦截后,以实现气体中液滴的初步分离,进而可以大幅度降低气体中含液浓度。相较于传统除油器,本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统,预先通过预分离器实现气体中液滴的预分离,同时,通过上游检测装置和上游声波发生装置,以根据上游管道中气体的液滴实际情况进行除液,从而可以大幅度降低进入除油器中气体的含液浓度,尤其在储气库地面注气工艺过程中当上游管道来流气体内液体含量或粒径范围明显增大时,除液效果愈加显著。这样可以高效地实现气体中携带液滴的分离,从而可以满足气液分离的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统的结构示意图;
图2为图1中除油器的结构示意图;
图3为图2中聚结滤芯的结构示意图;
图4为图3中A-A的剖面结构示意图;
图5为图1中预分离器的结构示意图;
图6为图1中下游声波发生系统的分布示意图;
图7为上游声波发生装置的结构框图。
其中:
1-上游检测装置、11-采样单元、12-粒子检测单元、13-数据处理单元;
2-上游管道;
3-上游声波发生装置、31-信号发生器、32-功率放大器、33-扬声器;
4-预分离器、41-气流通道、411-进气口、412-出气口、413-单槽式气流换向通道、414-双槽式气流换向通道、415-进气平滑通道、416-出气平滑通道、42-拦液板、43-拦液槽、44-金属板、45-预分离器顶板、46-预分离器底板;
5-除油器、51-入口、52-管板、53-聚结滤芯、531-滤芯内支撑骨架、532-聚结层滤材、533-滤芯外支撑骨架、534-排液层滤材、535-滤芯下端盖、536-滤芯上端盖、54-快开盲板、55-出口、56-洁净气体侧排液口、57-含液气体侧排液口;
6-下游声波发生系统、61-第一声波发生装置、62-第二声波发生装置;
7-下游检测装置;
8-下游管道。
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。
本发明的核心是提供一种声场强化聚结分离系统,能够高效地实现气体中携带液滴的分离,从而可以满足气液分离的要求。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
需要说明的是,下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。
请参考图1至图7,图1为本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统的结构示意图;图2为图1中除油器的结构示意图;图3为图2中聚结滤芯的结构示意图;图4为图3中聚结滤芯的俯视图;图5为图1中预分离器的结构示意图;图6为图1中下游声波发生系统的分布示意图;图7为上游声波发生装置的结构框图。
本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统,包括除油器5,还包括上游检测装置1、上游声波发生装置3和预分离器4,其中,上游检测装置1与除油器5的上游管道2相连,上游检测装置1用于检测上游管道2中气体携带液滴的数量和粒径大小;上游声波发生装置3与上游检测装置1相连,上游声波发生装置3用于根据液滴的数量和粒径大小调节声波,以使上游管道2中液滴聚并;预分离器4与除油器5的入口51相连,除油器5的入口51与上游管道2相连,预分离器4用于拦截聚并后的液滴,以实现气液分离。
也就是说,通过上游检测装置1对除油器5的上游管道2气体内液体杂质情况进行分析,进而将液滴的数量和粒径大小信息反馈至上游声波发生装置3,上游声波发生装置3根据气体内含液量及液滴粒径对声波频率及声压级进行调整,从而使得上游管道2气体内液滴在声波作用下通过团聚作用增大液滴粒径,聚并后的液滴经预分离器4拦截后,以实现气体中液滴的初步分离,进而可以大幅度降低气体中含液浓度。
相较于传统除油器5,本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统,预先通过预分离器4实现气体中液滴的预分离,同时,通过上游检测装置1和上游声波发生装置3,以根据上游管道2中气体的液滴实际情况进行除液,从而可以大幅度降低进入除油器5中气体的含液浓度,尤其在储气库地面注气工艺过程中当上游管道2来流气体内液体含量或粒径范围明显增大时,除液效果愈加显著。这样可以高效地实现气体中携带液滴的分离,从而可以满足气液分离的要求。
需要说明的是,上述除油器5包括入口51、管板52、聚结滤芯53、快开盲板54、出口55、洁净气体侧排液口56和含液气体侧排液口57。其中,快开盲板54设于除油器5的顶部,管板52将除油器5分隔为两部分,下部为含液气体侧,上部为洁净气体侧;含有液滴的气体由入口51进入到除油器5内含液气体侧,在气体推动力作用下到达各滤芯,气体由聚结滤芯53内侧表面过滤材料的孔隙进入聚结滤芯53,液滴经聚结后以液体形式由聚结滤芯53的外侧排出,排出的液体在重力作用下滑落至管板52上,而后经洁净气体侧排液口56排出除油器5。洁净的气体由聚结滤芯53的外侧排出,经由出口55进入后续工艺;当气体含液量过高时,部分液体将直接在聚结滤芯53的内表面被拦截,而后在重力作用下滑落至含液气体侧底部,经含液气体侧排液口57排出除油器5。
进一步地,聚结滤芯53包括滤芯内支撑骨架531、聚结层滤材532、滤芯外支撑骨架533、排液层滤材534、滤芯下端盖535和滤芯上端盖536,聚结滤芯53以滤芯内支撑骨架531作为支撑,在其外侧缠绕聚结层滤材532,而后利用滤芯外支撑骨架533紧固聚结层滤材532,在滤芯外支撑骨架533外侧进一步缠绕排液层滤材534,滤芯下端盖535和滤芯上端盖536用于分别密封滤芯内支撑骨架531、滤芯外支撑骨架533及聚结层滤材532、排液层滤材534的两端,使含液含尘气体只能径向通过聚结滤芯53。
为了便于实现预分离器4的分离作用,预分离器4包括多条并排且间隔分布的气流通道41,任一气流通道41包括进气口411、出气口412和由进气口411朝出气口412依次首尾相接并连通的多段气流换向通道。
具体地说,上述多段气流换向通道包括进气平滑通道415、单槽式气流换向通道413、双槽式气流换向通道414和出气平滑通道416;这样一来,气体由进气口411进入,依次流经进气平滑通道415、单槽式气流换向通道413、双槽式气流换向通道414和出气平滑通道416后,由出气口412流出。
作为优选的,单槽式气流换向通道413和双槽式气流换向通道414的数量均为两段,同时,两段单槽式气流换向通道413连接于进气平滑通道415和两段双槽式气流换向通道414之间,远离单槽式气流换向通道413的一段双槽式气流换向通道414与出气平滑通道416相连。
也就是说,任一气流通道41依次设有:进气平滑通道415、两段单槽式气流换向通道413、两段双槽式气流换向通道414和出气平滑通道416。气体由进气口411进入,依次流经进气平滑通道415、两段单槽式气流换向通道413、两段双槽式气流换向通道414和出气平滑通道416后,由出气口412流出。
需要注意的是,同一条气流通道41中任意两段相邻的气流换向通道的延伸方向不同,具体地,进气平滑通道415和与之相连的单槽式气流换向通道413的延伸方向不同,两段单槽式气流换向通道413的延伸方向不同,单槽式气流换向通道413和与之相连的双槽式气流换向通道414的延伸方向不同,两段双槽式气流换向通道414的延伸方向不同,出气平滑通道416和与之相连的双槽式气流换向通道414的延伸方向不同。
也就是说,气流通道41呈弯曲状,以实现气体的多次换向,由于液滴所受惯性力较气体大很多,容易脱离气流并撞击气流换向通道的侧壁,这样可以使液滴在自身重力作用下沿着该侧壁落下。
比如,同一条气流通道41中任意两段相邻的气流换向通道的延伸方向的夹角可以为60°~120°。
为了实现液滴的拦截效果,每条气流通道41的至少一段气流换向通道内设有用于拦截气体中液滴的拦液板42。具体地,上述任一单槽式气流换向通道413内设有拦液板42,拦液板42用于拦截单槽式气流换向通道413中气体的液滴,拦液板42固接于单槽式气流换向通道413的侧壁上,并与单槽式气流换向通道413的侧壁围设成与单槽式气流换向通道413连通的拦液槽43;气体在流经单槽式气流换向通道413的过程中会被拦液槽43拦截,气体中的液滴撞到拦液板42,然后顺着拦液板42落下,从而实现对气体中夹带液滴的分离。任一双槽式气流换向通道414包括两个槽口相对的拦液槽43。
其中,单槽式气流换向通道413对大液滴的分离效果较好,双槽式气流换向通道414对小液滴的分离效果较好,从而实现由大液滴到小液滴的梯级分离。
作为优选的,当同一条气流通道41中任意相邻的两段气流换向通道的延伸方向之间的夹角α为60°~120°,气流通道41的宽度W1为15mm~30mm,且拦液槽43的槽宽W2为气流通道41的宽度W1的1/3时,预分离器4的除雾(除液)性能最佳。
根据实际需要,上述预分离器4具体可以设置为包括多个弯曲状的金属板44(或叶片),多个金属板44依次并排间隔设置,任意相邻的两个金属板44之间形成一条气流通道41,各金属板44位于气流通道41内的侧壁上设有疏油层,以使液滴更容易从金属板44的表面滑落。例如,疏油层通过对金属板44表面进行化学刻蚀和氟化物修饰相结合的方法形成,当然也可以通过电化学腐蚀、电喷涂等其它方式形成。
当然,根据实际需要,上述预分离器4还可以有其他设置方式,前提是能够保证每条气流通道41的至少一段气流换向通道为单槽式气流换向通道413,单槽式气流换向通道413内设有一个槽口朝向来气方向的拦液槽43;每条气流通道41的至少一段气流换向通道为双槽式气流换向通道414,双槽式气流换向通道414内设有两个槽口相对的拦液槽43。
为了提高除油器5的液滴捕获能力,声场强化聚结分离系统还包括下游检测装置7和下游声波发生系统6,其中,下游检测装置7与除油器5的下游管道8相连,除油器5的下游管道8与除油器5的出口55相连,下游检测装置7用于检测下游管道8中气体携带液滴的数量和粒径大小,下游声波发生系统6与下游检测装置7相连,下游声波发生系统6用于根据液滴的数量和粒径大小发出预设声波,该预设声波用于供液滴振动以增强液滴与除油器5的聚结滤芯53内纤维相互碰撞。
具体地,下游声波发生系统6包括两个第一声波发生装置61和两个声波发生装置,两个第一声波发生装置61对称设置于除油器5的筒体上,且对应聚结滤芯53的上半部分;两个第二声波发生装置62对称设置于除油器5的筒体上,且对应聚结滤芯53的下半部分。
上游检测装置1和下游检测装置7均包括采样单元11、粒子检测单元12和数据处理单元13,其中,粒子检测单元12与采样单元11相连并用于检测液滴,数据处理单元13与粒子检测单元12相连并用于反馈数据结果。
这样一来,通过上游检测装置1对除油器5的上游管道2内的液滴进行检测,上游检测装置1的数据处理单元13将数据结果反馈给上游声波发生装置3,上游声波发生装置3通过调整声波频率及声压级,发出特定声波。不同大小的液滴随声波振动情况不同:粒径较大的液滴质量大,惯性较大,不容易被声波携带,粒径较小的液滴很容易被声波携带;由于携带程度不同造成振幅不等,大小液滴间产生相对运动而发生碰撞,与其碰撞的小液滴被枯附在大液滴表面而团聚长大;团聚后的液滴随气流进入除油器5的下腔内,由预分离器4进行分离。预分离器4还包括预分离器顶板45和预分离器底板46,其中,预分离器顶板45位于预分离器4的顶部,分离出来的液体通过预分离器底板46排出,未分离出的液体则在气体推动力作用下到达各聚结滤芯53,通过聚结滤芯53对气体进行净化后,进入除油器5的下游管道8。更进一步地,通过下游检测装置7对除油器5的下游管道8(即排气管道)内的液滴进行检测,并将数据结果反馈给设于除油器5筒体上的下游声波发生系统6。下游声波发生系统6通过调整声波频率及声压级,发出预设声波,使得小液滴随声波振动,从而增强液滴与聚结滤芯53内纤维的相互碰撞,最终净化后的气体经由除油器5的下游管道8进入后续工艺。管板52将双级滤芯分为上部过滤单元和下部过滤单元。
需要说明的是,当上游检测装置1检测到液滴粒径分布在1~10μm、浓度在1~4g/m3范围时,上游声波发生装置3的声波频率和声压级可分别在1000~10000Hz和130~200dB范围内调节;当下游检测装置7检测到液滴粒径分布在0.3~1μm范围、浓度低于1g/m3时,下游声波发生系统6的声波频率和声压级可分别在1000~3000Hz和150~280dB范围内调节。
其中,上游声波发生装置3、下游声波发生系统6的第一声波发生装置61和第二声波发生装置62均包括信号发生器31、功率放大器32和扬声器33,其中,信号发生器31用于调节声波频率,功率放大器32与信号发生器31相连并用于调节声波声压级,扬声器33与功率放大器32相连并用于将调整后具有固定频率及声压级的声波向外传播。
采用上述声场强化聚结分离系统,具有如下有益效果:
其一,相较于现有除油器5的上游管道2内液滴粒径分布情况无法获知,以致无法根据液滴特性对除油器5内分离元件进行合理选型或结构优化,本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统将上游检测装置1、上游声波发生装置3、下游检测装置7和下游声波发生系统6引入整体声场强化聚结分离系统中,一方面,可获得气体中含液量以及粒径分布情况,由此可针对性选择分离元件,并且为元件结构优化提供数据支持;另一方面,上游检测装置1和下游检测装置7分别与上游声波发生装置3和下游声波发生系统6形成联动调控,可以提高整体声场强化聚结分离系统自动化和智能化程度,进而可以降低人工运行维护成本。
其二,相较于液滴尺寸过小时(小于10μm)无法有效分离液滴,本发明实施例所提供的声场强化聚结分离系统可对上游声波发生装置3的发声参数进行调节,以增加液滴之间的团聚效果,使得整体液滴尺寸增大,并处于预分离器4有效处理范围(大于10μm),从而可以极大地提高预分离效果。同时,在声波团聚与预分离器4共同作用下,可将气体内50%~70%液体进行分离,显著降低后续聚结滤芯53所需分离的液体量,可以避免液体迅速堵塞聚结滤芯53,减缓压降增长,延长聚结滤芯53使用寿命。
其三,上游声波发生装置3可使小液滴在声波作用下与大液滴聚合,可有效降低进入聚结滤芯53内的小液滴含量,从而可以保证聚结滤芯53内纤维对小液滴的聚并拦截效果,进而可以减少亚微米级液滴直接穿透滤芯的情况,防止滤芯失效。
其四,本实施例中的下游声波发生系统6所发声波的运动方向与滤芯纤维滤材垂直相交,这样一来,声波可使得1μm以下的小液滴随声波振动,当声波声压级达到150dB以上,频率为1000Hz以上时,液滴振动范围可达数百至上千微米,由于聚结滤材内纤维之间间距约为4~8μm,可推算液滴振动范围内将排布数十根至上百根纤维,显然,在一个振动周期内,液滴在滤材平面内与纤维的碰撞几率和无声波情况相比明显提高。同时,在滤芯额定处理气量下,液滴沿径向流过滤芯的时间内,声波将出现上百个振动周期,同样可以极大地提高液滴与纤维的碰撞,最终纤维对液滴的捕获能力显著增强。由此可适当降低对聚结滤材的精度要求,在声场辅佐作用下同样可实现液体高效分离,从而可降低聚结滤芯53生产成本。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的声场强化聚结分离系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种声场强化聚结分离系统,其特征在于,包括:
除油器(5);
与所述除油器(5)的上游管道(2)相连、用以检测所述上游管道(2)中气体携带液滴的数量和粒径大小的上游检测装置(1);
与所述上游检测装置(1)相连、用以根据液滴的数量和粒径大小调节声波以使所述上游管道(2)中液滴聚并的上游声波发生装置(3);
与所述除油器(5)的入口(51)相连、用以拦截聚并后的液滴以实现气液分离的预分离器(4)。
2.如权利要求1所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,所述预分离器(4)包括多条并排且间隔分布的气流通道(41),任一所述气流通道(41)包括进气口(411)、出气口(412)和由所述进气口(411)朝所述出气口(412)依次首尾相接并连通的多段气流换向通道。
3.如权利要求2所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,所述多段气流换向通道包括进气平滑通道(415)、单槽式气流换向通道(413)、双槽式气流换向通道(414)和出气平滑通道(416);气体由所述进气口(411)进入,依次流经所述进气平滑通道(415)、所述单槽式气流换向通道(413)、所述双槽式气流换向通道(414)和所述出气平滑通道(416)后,由所述出气口(412)流出。
4.如权利要求3所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,所述单槽式气流换向通道(413)和所述双槽式气流换向通道(414)的数量均为两段,两段所述单槽式气流换向通道(413)连接于所述进气平滑通道(415)和两段所述双槽式气流换向通道(414)之间,远离所述单槽式气流换向通道(413)的一段所述双槽式气流换向通道(414)与所述出气平滑通道(416)相连。
5.如权利要求4所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,所述进气平滑通道(415)和与之相连的所述单槽式气流换向通道(413)的延伸方向不同,两段所述单槽式气流换向通道(413)的延伸方向不同,所述单槽式气流换向通道(413)和与之相连的所述双槽式气流换向通道(414)的延伸方向不同,两段所述双槽式气流换向通道(414)的延伸方向不同,所述出气平滑通道(416)和与之相连的所述双槽式气流换向通道(414)的延伸方向不同。
6.如权利要求4所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,任一所述单槽式气流换向通道(413)内设有用以拦截气体中液滴的拦液板(42),所述拦液板(42)固接于所述单槽式气流换向通道(413)的侧壁上,并与所述单槽式气流换向通道(413)的侧壁围设成与所述单槽式气流换向通道(413)连通的拦液槽(43);
任一所述双槽式气流换向通道(414)包括两个槽口相对的所述拦液槽(43)。
7.如权利要求1-6任意一项所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,还包括与所述除油器(5)的下游管道(8)相连、用以检测所述下游管道(8)中气体携带液滴的数量和粒径大小的下游检测装置(7),及与所述下游检测装置(7)相连、用以根据液滴的数量和粒径大小发出预设声波的下游声波发生系统(6),所述预设声波用以供液滴振动以增强液滴与所述除油器(5)的聚结滤芯(53)内纤维相互碰撞。
8.如权利要求7所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,所述下游声波发生系统(6)包括两个第一声波发生装置(61)和两个第二声波发生装置(62),两个所述第一声波发生装置(61)对称设置于所述除油器(5)的筒体上,且对应所述聚结滤芯(53)的上半部分;两个所述第二声波发生装置(62)对称设置于所述除油器(5)的筒体上,且对应所述聚结滤芯(53)的下半部分。
9.如权利要求7所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,所述上游检测装置(1)和所述下游检测装置(7)均包括采样单元(11)、与所述采样单元(11)相连并用以检测液滴的粒子检测单元(12),及与所述粒子检测单元(12)相连并用以反馈数据结果的数据处理单元(13)。
10.如权利要求8所述的声场强化聚结分离系统,其特征在于,所述上游声波发生装置(3)、所述第一声波发生装置(61)和所述第二声波发生装置(62)均包括用以调节声波频率的信号发生器(31)、与所述信号发生器(31)相连并用以调节声波声压级的功率放大器(32),及与所述功率放大器(32)相连并用以将调整后具有固定频率及声压级的声波向外传播的扬声器(33)。
CN202210182972.1A 2022-02-25 2022-02-25 一种声场强化聚结分离系统 Active CN114405199B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210182972.1A CN114405199B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 一种声场强化聚结分离系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210182972.1A CN114405199B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 一种声场强化聚结分离系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114405199A true CN114405199A (zh) 2022-04-29
CN114405199B CN114405199B (zh) 2023-05-26

Family

ID=81261970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210182972.1A Active CN114405199B (zh) 2022-02-25 2022-02-25 一种声场强化聚结分离系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114405199B (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19513603A1 (de) * 1995-04-10 1996-10-17 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Feststoffteilchen und/oder Tröpfchen von einem Fluid
KR20080033606A (ko) * 2006-10-12 2008-04-17 동부일렉트로닉스 주식회사 초음파 스크러버
BRPI0519875A2 (pt) * 2005-02-24 2009-03-24 Volvo Technology Corp disposição e método para remoção de particulados em um fluxo de gás
US20120132071A1 (en) * 2010-11-26 2012-05-31 Empire Technology Development Llc Air purification system and method using an ultrasonic wave
CN104128047A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 中南大学 声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除装置及方法
CN104190199A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 国家海洋局第三海洋研究所 声波与相变耦合作用脱除细颗粒的装置和方法
CN106955540A (zh) * 2016-01-12 2017-07-18 绿源工程顾问有限公司 声学辅助的空气过滤器及其空气过滤方法
CN207085621U (zh) * 2017-08-15 2018-03-13 国电科学技术研究院 声场与双相整流凝聚协同控制装置
CN108261874A (zh) * 2018-01-30 2018-07-10 东南大学 多级声场耦合湍流场脱除燃煤烟气pm2.5的装置和方法
CN108837560A (zh) * 2018-08-21 2018-11-20 北京化工大学 一种超声波辅助的聚结滤芯装置
CN109069966A (zh) * 2016-03-06 2018-12-21 文德普鲁索讷有限公司 通过声泳从气体中分离和/或清除气溶胶和固体颗粒和纤维以及从液体材料中分离和/或清除固体颗粒和纤维的方法和装置
WO2019116986A1 (ja) * 2017-12-12 2019-06-20 シャープ株式会社 調湿装置および調湿方法
KR20210013820A (ko) * 2019-07-29 2021-02-08 한국생산기술연구원 다중 주파수 음파를 이용한 미세입자 응집 제거 시스템
CN112855349A (zh) * 2021-03-22 2021-05-28 中海石油气电集团有限责任公司 一种燃气轮机进气空气过滤系统
CN214106326U (zh) * 2020-12-10 2021-09-03 北京杰利阳能源设备制造有限公司 一种多效组合式天然气分离器
CN215027403U (zh) * 2021-03-22 2021-12-07 西安建筑科技大学 一种基于声波团聚的油雾过滤净化装置

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19513603A1 (de) * 1995-04-10 1996-10-17 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Feststoffteilchen und/oder Tröpfchen von einem Fluid
BRPI0519875A2 (pt) * 2005-02-24 2009-03-24 Volvo Technology Corp disposição e método para remoção de particulados em um fluxo de gás
KR20080033606A (ko) * 2006-10-12 2008-04-17 동부일렉트로닉스 주식회사 초음파 스크러버
US20120132071A1 (en) * 2010-11-26 2012-05-31 Empire Technology Development Llc Air purification system and method using an ultrasonic wave
CN104128047A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 中南大学 声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除装置及方法
CN104190199A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 国家海洋局第三海洋研究所 声波与相变耦合作用脱除细颗粒的装置和方法
CN106955540A (zh) * 2016-01-12 2017-07-18 绿源工程顾问有限公司 声学辅助的空气过滤器及其空气过滤方法
CN109069966A (zh) * 2016-03-06 2018-12-21 文德普鲁索讷有限公司 通过声泳从气体中分离和/或清除气溶胶和固体颗粒和纤维以及从液体材料中分离和/或清除固体颗粒和纤维的方法和装置
CN207085621U (zh) * 2017-08-15 2018-03-13 国电科学技术研究院 声场与双相整流凝聚协同控制装置
WO2019116986A1 (ja) * 2017-12-12 2019-06-20 シャープ株式会社 調湿装置および調湿方法
CN108261874A (zh) * 2018-01-30 2018-07-10 东南大学 多级声场耦合湍流场脱除燃煤烟气pm2.5的装置和方法
CN108837560A (zh) * 2018-08-21 2018-11-20 北京化工大学 一种超声波辅助的聚结滤芯装置
KR20210013820A (ko) * 2019-07-29 2021-02-08 한국생산기술연구원 다중 주파수 음파를 이용한 미세입자 응집 제거 시스템
CN214106326U (zh) * 2020-12-10 2021-09-03 北京杰利阳能源设备制造有限公司 一种多效组合式天然气分离器
CN112855349A (zh) * 2021-03-22 2021-05-28 中海石油气电集团有限责任公司 一种燃气轮机进气空气过滤系统
CN215027403U (zh) * 2021-03-22 2021-12-07 西安建筑科技大学 一种基于声波团聚的油雾过滤净化装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIFENG LU ET AL: "approach for correcting particle size distribution measured by optical particle counter in hingh-pressure gas pipes", 《APPLIED OPTICS》 *
MENGSHI LU,ET AL: "insights into agglomeration and separation of fly-ash particles in a sound wave field", 《THE ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY》 *
吴林陶: "高强气流声源的发声特性及气溶胶团聚效果研究" *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114405199B (zh) 2023-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7270690B1 (en) Separator with vane assembly and filter arrangement
EP1441833A1 (en) Vertically arranged separator for separating liquid from a gas flow
US20080060522A1 (en) Electrostatic particulate separation system and device
US10774703B2 (en) Oil mist separator
CN212039405U (zh) 用于净化气态流体的多级流体过滤器的多旋风分离器和多级流体过滤器
US6099622A (en) Method for agglomerating and precipitating particles
US20040226437A1 (en) Acoustical cavity for removal of contaminants from fluid
KR100770434B1 (ko) 다층 다단 다공성 플레이트에 의한 입자 분리·포집시스템
CN114405199A (zh) 一种声场强化聚结分离系统
US11338232B2 (en) Efficient non-clogging inertial vortex type particle scrubber
CN1181904C (zh) 一种紧凑的用于洗涤废气的级联式涤气器
DK200501478A (da) Separator til udskillelse af urenheder, især mindre partikler, fra regnvand
CN103816726B (zh) 一种祛除空气中颗粒类污染物的方法与装置
CN202876606U (zh) 离心分离、折流板及过滤器相结合的气液分离器
CN109097129B (zh) 一种撬装式天然气净化装置
US5989302A (en) Steam separator including an interior baffle with openings defining steam ports and a water flow surface
EP0338019B1 (en) Multiple cyclone separator
CN201832528U (zh) 一种撞击式分离器
RU2701836C1 (ru) Трубчатый пылеосадитель
CN112943212A (zh) 一种微型井口套管气脱水装置
CN217410213U (zh) 一种煤矿井下喷浆机气动除尘装置
RU2798104C2 (ru) Факельный сепаратор с циклонным каплеуловителем
WO2018217592A2 (en) Inertial separator for modular cleaning system for airborne dust
CN217092528U (zh) 一种磷矿灰吸附回收装置
US20210283543A1 (en) Effluent Processing Apparatus and Method for a Vehicle Air Brake Charging System

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant