CN115970396A - 一种水洗后气水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水洗后气水分离装置，包括：气泵以及水膜分离机，其中，所述气泵用于将水洗后的化工气体泵入所述水膜分离机；所述水膜分离机包括：罐体；设置于所述罐体顶部的第一进气口，所述第一进气口与所述气泵连接；垂直并排设置于所述罐体中上部的水膜分离管道，其中，每一水膜分离管道沿其高度方向进一步设置多个水膜分离腔，所述水膜分离腔交错设置；形成于所述罐体中下部，且用于承接所述水膜分离管道的水份的储液腔；从所述罐体顶部贯穿所述水膜分离管道的出气管道，且所述出气管道与所述储液腔联通；与所述出气管道联通的第一出气口；设置于所述罐体底部的排液口。
Description
技术领域
本发明涉及一种水洗后气水分离装置。
背景技术
目前，很多化工气体的制备，如四氟化碳等化工气体的制备，通过气体发生器产生化工气体粗气一般都要依次进行水洗、碱洗、低压吸附以及高压吸附等步骤，以去除大部分杂质。在经过水洗或碱洗的步骤之后，该化工气体粗气会含有大量的水份，因此，一般还需要对化工气体粗气进行水气分离，然后进行后续处理。然而，现有的气水分离较为单一，无法对水份进行高效额分离。
发明内容
本发明提供了一种水洗后气水分离装置，可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
一种水洗后气水分离装置，包括：气泵以及水膜分离机，其中，所述气泵用于将水洗后的化工气体泵入所述水膜分离机；
所述水膜分离机包括：
罐体；
设置于所述罐体顶部的第一进气口，所述第一进气口与所述气泵连接；
垂直并排设置于所述罐体中上部的水膜分离管道，其中，每一水膜分离管道沿其高度方向进一步设置多个水膜分离腔，所述水膜分离腔交错设置；
形成于所述罐体中下部，且用于承接所述水膜分离管道的水份的储液腔；
从所述罐体顶部贯穿所述水膜分离管道的出气管道，且所述出气管道与所述储液腔联通；
与所述出气管道联通的第一出气口；
设置于所述罐体底部的排液口。
本发明的有益效果是：本发明通过水膜分离管道，使水滴容易因附着力作用粘附在分离管道壁面上，形成水膜下流而与化工气体分离，进而可以实现对现有的水洗或碱洗后的化工气体中的水份进行有效的分离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的水洗后气水分离装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的水洗后气水分离装置中水膜分离机的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1所示，一种水洗后气水分离装置，包括：气泵10以及水膜分离机11。其中，所述气泵10用于将水洗后的化工气体泵入所述水膜分离机11。
所述水膜分离机11包括：
罐体110；
设置于所述罐体110顶部的第一进气口112，所述第一进气口112与所述气泵10连接；
垂直并排设置于所述罐体110中上部的水膜分离管道111，其中，每一水膜分离管道111沿其高度方向进一步设置多个水膜分离腔1110，所述水膜分离腔1110交错设置；
形成于所述罐体110中下部，且用于承接所述水膜分离管道111的水份的储液腔118；
从所述罐体110顶部贯穿所述水膜分离管道111的出气管道114，且所述出气管道114与所述储液腔118联通；
与所述出气管道114联通的第一出气口115；
设置于所述罐体110底部的排液口116。
所述罐体110的形状不限，可以根据实际需要选择，在其中一个实施例中，所述罐体110为两端为球面的圆柱状结构。
在其中一个实施例中，所述水膜分离腔1110为耳蜗状结构，且沿竖直方向排列成两排，其中一排的耳蜗状结构顶部正对另一排耳蜗状结构的中部。当化工气体带着水滴沿水膜分离腔1110壁面流动时，水滴因附着力作用粘附在水膜分离腔1110壁面上，形成水膜下流而与化工气体分离。
更近一步的，所述水膜分离管道111的材质选自惰性金属材质，如，哈氏C-276合金等材料，从而使水滴容易因附着力作用粘附在金属壁面上，形成水膜下流而与化工气体分离。
在其他实施例中，所述水膜分离管道111的表面具有多个微孔结构，从而可以增加与化工气体的接触面积，进而提高水滴在所述水膜分离腔1110壁面上的附着力。所述微孔结构为通过氟-氯混合气处理所述哈氏C-276合金表面生成。具体的，将所述氟-氯混合气通入到所述水膜分离管道111中进行蚀刻处理，所述氟-氯混合气会对哈氏C-276合金表面进行蚀刻和钝化，形成具有多孔结构的钝化层。所述氟-氯混合气的比例不限，可以为1:1～2，所述蚀刻处理的气压为为负压，蚀刻处理的时间为30～60s。通过氟-氯混合气的处理，不仅仅可以形成多孔的微结构，还可以形成氟-氯钝化膜，从而使本发明的水洗后气水分离装置，可以适用于气体中含有氟气、氯气或氟化氢等腐蚀性气体的化工气体，提高使用寿命。所述水膜分离管道111为可拆卸结构，可通过拆卸安装于所述罐体110中。且所述罐体110中部具有卡接结构(图中未标号)，用于卡接所述水膜分离管道111使其悬空设置于所述罐体110中部。
作为进一步改进的，所述水膜分离管道111的顶部与所述罐体110之间形成有气体缓冲腔119，当所述第一进气口112的气体进入所述气体缓冲腔119中可以得到有效缓冲。作为进一步改进的所述气体缓冲腔119的顶部和所述出气管道114为一整体的可拆卸结构，其可通过法兰结构与所述罐体110之间进行拆卸，从而方便所述水膜分离管道111的安装和拆卸。
作为进一步改进的，所述排液口116进一步连接一液封管道117，所述液封管道117的高度H为0.3～0.5米。所述液封管道117的高度过高影响水气的去除率，所述液封管道117过低使压力过小，从而容易使化工气体通过水封口排出，造成污染及浪费。在其中一个实施例中，所述水气分离器16中水封的高度为0.4米。
所述水洗后气水分离装置还可以进一步包括：离心分离机12，其中所述离心分离机12包括分离机本体120，设置于所述分离机本体120的第二进气口121以及第二出气口122，以及设置于所述分离机本体120底部的第二排水管道123。作为进一步改进的，所述离心分离机12设置在所述水膜分离机11的顶部，并且所述第二排水管道123沿所述出气管道114延伸到所述储液腔118中进行液封。所述离心分离机12可选用迈特DN25-1500汽水分离器等，在此不做限制。
所述水洗后气水分离装置还可以进一步包括：冷冻干燥机13。所述冷冻干燥机13包括冷冻干燥机本体130，设置于所述冷冻干燥机本体130的第三进气口131以及第三出气口132，以及设置于所述冷冻干燥机本体130底部的第三排水管道133。作为进一步改进的，所述冷冻干燥机13设置在所述水膜分离机11的上部，且所述第三排水管道133通过设置在所述罐体110顶部的进液口113与所述气体缓冲腔119联通。由于所述第三排水管道133于所述气体缓冲腔119联通，因此，所述冷冻干燥机13冷冻后的液滴可排放于所述气体缓冲腔119中，从所述气体缓冲腔119流经所述水膜分离管道111而进入到所述储液腔118。所述冷冻干燥机13冷冻后的液滴的温度较低，可以达到0～5℃左右，因此，低温的液体进入到所述气体缓冲腔119中，还可以进一步对化工气体中的液滴进行冷凝，提高所述水洗后气水分离装置的除水效率。所述冷冻干燥机13可以采用佑侨的YQ-140AH冷干机等，在此不做限制。
本发明通过所述水膜分离机11、离心分离机12以及所述冷冻干燥机13的三级联动化处理，可以使化工气体中的水气的去除率可以达到99.5％以上。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水洗后气水分离装置，其特征在于，包括：气泵以及水膜分离机，其中，所述气泵用于将水洗后的化工气体泵入所述水膜分离机；
所述水膜分离机包括：
罐体；
设置于所述罐体顶部的第一进气口，所述第一进气口与所述气泵连接；
垂直并排设置于所述罐体中上部的水膜分离管道，其中，每一水膜分离管道沿其高度方向进一步设置多个水膜分离腔，所述水膜分离腔交错设置；
形成于所述罐体中下部，且用于承接所述水膜分离管道的水份的储液腔；
从所述罐体顶部贯穿所述水膜分离管道的出气管道，且所述出气管道与所述储液腔联通；
与所述出气管道联通的第一出气口；
设置于所述罐体底部的排液口。
2.如权利要求1所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述水膜分离腔为耳蜗状结构，且沿竖直方向排列成两排，其中，一排的耳蜗状结构顶部正对另一排耳蜗状结构的中部。
3.如权利要求1所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述水膜分离管道的材质选自惰性金属材质。
4.如权利要求3所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述水膜分离管道的材质选自哈氏C-276合金。
5.如权利要求1所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述水膜分离管道的表面具有多个微孔结构，以增加与化工气体的接触面积，进而提高水滴在所述水膜分离腔壁面上的附着力。
6.如权利要求1所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述水膜分离管道的顶部与所述罐体之间形成有气体缓冲腔。
7.如权利要求1所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述排液口进一步连接一液封管道，所述液封管道的高度H为0.3～0.5米。
8.如权利要求1所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述水洗后气水分离装置还进一步包括：离心分离机，其中，
所述离心分离机包括分离机本体，
设置于所述分离机本体的第二进气口以及第二出气口，以及
设置于所述分离机本体底部的第二排水管道。
9.如权利要求8所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述离心分离机设置在所述水膜分离机的顶部，并且所述第二排水管道沿所述出气管道延伸到所述储液腔中进行液封。
10.如权利要求8所述的水洗后气水分离装置，其特征在于，所述水洗后气水分离装置还可以进一步包括：冷冻干燥机；
所述冷冻干燥机包括冷冻干燥机本体，
设置于所述冷冻干燥机本体的第三进气口以及第三出气口，以及
设置于所述冷冻干燥机本体底部的第三排水管道。
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