CN203816801U - 一种气液固三相旋流分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气液固三相旋流分离器，包括由分离筒和壳体构成的分离体，分离体的上、下两端分别固定一个上封闭体和下封闭体，上封闭体内侧面中心位置固定一个倒立的置顶锥形体，置顶锥形体的下端连接一个固体物导流锥形体，两部分之间以折流板分隔；固体物导流锥形体下端连接一个开有集液孔的倒立内锥，倒立内锥的下端与下封闭体相接；在分离体的中心置有一根与上封闭体和下封闭体相连接的空心管，空心管的上端与排气管相连接，下端与排液管相连接，分离体顶端带有切向入口管，底端带有切向排砂管；空心管沿轴向分布有集液、集气两用开孔。本实用新型具有分离效率高、设备体积小、结构简单紧凑、不易堵塞等突出优点。

Description

一种气液固三相旋流分离器

【技术领域】

本实用新型涉及一种应用于石油、化工、食品、造纸等领域中可实现气—液—固三相间高效分离的装置，具体的说是涉及一种旋流式气液固三相分离装置。

【背景技术】

旋流分离是一种高效的多相流体分离技术，它是在离心力的作用下根据两相或多相之间的密度差来实现两相或多相分离的。人们对旋流器的研究由来以久，自从1886年Marse的第一台旋粉圆锥形旋风分离器问世以来，旋流分离技术已广泛应用于石油、化工、食品、造纸等行业。

随着旋流器应用的日益广泛，国内外研究机构和企业对旋流器的结构、尺寸、流场特性进行了大量的研究，设计与改进，并相继提出了各种分离理论，设计出许多旋流分离器。目前，现有技术中对于气、液、固三相分离主要采用重力式沉降罐。经过长期应用，发现这种重力沉降式设备存在如下缺陷：首先，其体积较大，内部通常设置有堰板等组件，结构较为复杂。其次，由于这种重力沉降式设备是采用重力作用进行分离处理，因此具有处理时间长、工作不连续及占地面积庞大等突出的弊端。此外，这种重力沉降式气液固三相分离器的分离原理是利用介质间的密度差进行离心分离的，对于密度差较大的介质，其分离效果相对就较好，相应的也就导致了对于高度离散在液体中的气体则很难分离。另外，在使用过程中，由于设计上的缺点，在旋力作用下，液体中的固体物质可以导致集液孔的堵塞。因此，如何改进气液固三相分离器的结构、改善气液固三相分离效果、已成为分离器应用中首要解决的问题。

【发明内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种气液固三相旋流分离器，该气液固三相分离器具有分离效率高、设备体积小、结构简单紧凑、不易堵塞等突出优点。

本实用新型是这样实现上述技术问题的：

一种气液固三相旋流分离器，包括由壳体和设置在壳体内部的分离筒构成的分离体，所述分离体的上、下两端分别固定一个上封闭体和下封闭体，所述上封闭体内侧面中心位置固定一个倒立的置顶锥形体，所述置顶锥形体的下端连接一个固体物导流锥形体，且所述置顶锥形体和固体物导流锥形体之间以折流板分隔；所述固体物导流锥形体下端连接一个开有集液孔的倒立内锥，倒立内锥的下端与下封闭体相接；

所述分离体的中心置有一根与上封闭体和下封闭体相连接的空心管，所述空心管从上到下依次穿过置顶锥形体、固体物导流锥形体以及倒立内锥，所述空心管的上端与一排气管相连接，下端与一排液管相连接；所述分离体顶端设有一切向入口管，底端设有一切向排砂管；所述空心管沿轴向分布有复数集液、集气两用开孔。

进一步地，所述空心管上部的集液、集气两用开孔孔径大，下部的集液、集气两用开孔孔径小。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型采用的正置固体物导流锥形体，可同时利用固体物质所受的重力和离心力，将固体物质甩至分离筒内壁，而采用倒立内锥作为集液段，可利用固体物质受重力作用自动脱离表面，从而避免固体物质附着在其表面，堵塞集液孔，从而解决了易堵塞的问题；另外，本实用新型采用分离筒底部排液的方式，不会破坏分离筒内部的流场，使液体由排液管排出。排液段外侧的环形空间可用于分离后固相的运动，并最终由排砂管排出。排砂管的设计采用了切向通道的型式，目的在于可增加分离器有效分离段的长度，因而可获得更高的分离效率。因此，本实用新型实现了分离后气、液、固三相的单独连续排出。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标识说明：

1——壳体                    2——分离筒

3——上封闭体                4——下封闭体

5——置顶锥形体              6——固体物导流锥形体

7——折流板                  8——倒立内锥

9——空心管                  10——排气管

11——排液管                 12——入口管

13——排砂管                 14——集液孔

15——集液、集气两用开孔     100——分离体

【具体实施方式】

请参阅图1所示，对本实用新型的实施例进行详细的说明。

重点参阅图1，本实用新型涉及一种气液固三相旋流分离器，包括由壳体1)和设置在壳体1内部的分离筒2构成的分离体100，所述分离体100的上、下两端分别固定一个上封闭体3和下封闭体4，所述上封闭体3内侧面中心位置固定一个倒立的置顶锥形体5，所述置顶锥形体5的下端连接一个固体物导流锥形体6，且所述置顶锥形体5和固体物导流锥形体6之间以折流板7分隔；所述固体物导流锥形体6下端连接一个开有集液孔14的倒立内锥8，倒立内锥8的下端与下封闭体4相接；

所述分离体100的中心置有一根与上封闭体3和下封闭体4相连接的空心管9，所述空心管9从上到下依次穿过置顶锥形体5、固体物导流锥形体6以及倒立内锥8，所述空心管9的上端与一排气管10相连接，下端与一排液管11相连接；所述分离体100顶端设有一切向入口管12，底端设有一切向排砂管13；所述空心管9沿轴向分布有复数集液、集气两用开孔15。

所述空心管9上部的集液、集气两用开孔15孔径大，下部的集液、集气两用开孔15孔径小。

本实用新型气液固三相旋流分离器的分离原理是利用不互溶介质的密度差而进行离心分离的。气液固三相混合介质由入口管12进入分离筒2内，在压力作用下，介质在设备内部高速旋转，形成高速运动的涡流。分离筒2的置顶锥形体5，可以使聚集在置顶锥形体5外壁的气体在后续进入的混合介质的携带下，沿置顶锥形体5的外壁面向下运移。由于置顶锥形体5是倒立结构，旋转过程富集在置顶锥形体5表面的固体物，在重力的作用下沉降至固体物导流锥形体6表面，并沿着锥体斜坡下滑，并在下行的过程中，在离心力作用下，密度较重相—固液混合相被甩至分离筒2的内壁。这一设计上的优化，使得固体物质可同时在重力和离心力的作用下，在分离体100的上半段即甩至分离筒2的内壁。同时，密度较轻相—气体被挤至中心处，分离体100中心的空心管9使混合介质中的气体与倒立内锥8接触，有利于气体的析出与聚集，形成气体富集区向上，沿排气管10排出，而液体沿空心管9向下，从排液管11排除。固液混合相在向底部运动的过程中，在倒立内锥8段，介质中的固体物质基本在上端已经甩至分离筒2的内壁；介质中仍夹杂的固体物质在离心力的作用下固体继续向分离筒2内部运动，而附着在倒立内锥8内表面的固体物质，在重量作用下向下发生沉降，因此沉降过程在离心力的作用下向分离筒2内壁运动。

本实用新型采用的正置固体物导流锥形体6，可同时利用固体物质所受的重力和离心力，将固体物质甩至分离筒2内壁，而采用倒立内锥8作为集液段，可利用固体物质受重力作用自动脱离表面，从而避免固体物质附着在其表面，堵塞集液孔，从而解决了易堵塞的问题；另外，本实用新型采用分离筒2底部排液的方式，不会破坏分离筒2内部的流场，使液体由排液管11排出。排液段外侧的环形空间可用于分离后固相的运动，并最终由排砂管13排出。排砂管13的设计采用了切向通道的型式，目的在于可增加分离器有效分离段的长度，因而可获得更高的分离效率。因此，本实用新型实现了分离后气、液、固三相的单独连续排出。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (2)

1.一种气液固三相旋流分离器，包括由壳体(1)和设置在壳体(1)内部的分离筒(2)构成的分离体（100），其特征在于：所述分离体（100）的上、下两端分别固定一个上封闭体(3)和下封闭体(4)，所述上封闭体(3)内侧面中心位置固定一个倒立的置顶锥形体(5)，所述置顶锥形体(5)的下端连接一个固体物导流锥形体(6)，且所述置顶锥形体(5)和固体物导流锥形体(6)之间以折流板(7)分隔；所述固体物导流锥形体(6)下端连接一个开有集液孔(14)的倒立内锥(8)，倒立内锥(8)的下端与下封闭体(4)相接；

所述分离体（100）的中心置有一根与上封闭体(3)和下封闭体(4)相连接的空心管(9)，所述空心管(9)从上到下依次穿过置顶锥形体(5)、固体物导流锥形体(6)以及倒立内锥(8)，所述空心管(9)的上端与一排气管(10)相连接，下端与一排液管(11)相连接；所述分离体（100）顶端设有一切向入口管(12)，底端设有一切向排砂管(13)；所述空心管(9)沿轴向分布有复数集液、集气两用开孔(15)。

2.根据权利要求1所述的一种气液固三相旋流分离器，其特征在于：所述空心管(9)上部的集液、集气两用开孔(15)孔径大，下部的集液、集气两用开孔(15)孔径小。