CN208260444U - 一种气液分离器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种气液分离器，包括：净化气出口管、上封头、夹套、滤芯、筒体、导流板、下封头、液相出口管、原料气进口管以及连接板。原料气中较大液滴及垢物在离心力及重力的作用下向导流板的外边缘流动，流入夹套与筒体之间的空腔中，避免滤芯被垢物污染或堵塞，同时减少气体对于液滴的夹带。气体在旋流过程中，通过滤层进入滤芯内部，气体中的细小液滴在滤层的拦截下形成大液滴，大液滴在重力作用下沿滤芯外壁向下流动，经液相出口管流出气液分离器。本申请提供的分离器结构简单、压力降小，适用于含液量较大的气液分离工况，尤其适用于含固体垢物的气液分离工况，能够避免滤芯被垢物堵塞，同时减少气体对于液滴的夹带，提高分离效率。

Description

一种气液分离器

技术领域

本申请涉及化工设备技术领域，具体涉及一种气液分离器。

背景技术

在化工生产中，原料气通常为饱和气体。在降温或者加压过程中，饱和气体中的部分可凝气体组分会形成随气体一起流动的微小液滴，即凝液。通常，使用气液分离器对含有少量凝液的气体进行气液分离，实现凝液回收或者气相净化。例如，在气体压缩机的出入口可安装用于气液分离的气液分离器，再如，在分馏塔顶冷凝冷却器后安装用于气相除雾的气液分离器。

图1示出一种传统的气液分离器，包括：原料气进口管11，净化气出口管12，滤层13以及液相出口管14，筒体15。其中，滤层13位于净化气出口管12以及液相出口管A14之间，滤层13倾斜地设置于气液分离器中，将气液分离器的内部分隔为原料气室和净气室两个部分，原料气进口管11与原料气室连通。原料气中的凝液在通过滤层13时被滤层13的微孔拦截，聚集于滤层13表面，滤层13表面的凝液碰撞聚集成体积较大的着壁液体，着壁液体在气流的推动下向滤层13表面下游流动，经液相出口管14流出气液分离器，而凝液被滤除的气体穿过滤层13，由净化气出口管12流出气液分离器，从而获得净化气体。

但是，由于原料气中常含有金属氧化物、金属硫化物、工业粉尘等垢物，垢物在接触到滤层之后会附着在滤层表面，导致滤层堵塞，从而影响气液分离器的正常工作。另外，在原料气中液相百分比含量较大的情况下，附着在气液分离器内壁的着壁液体下流不畅，而原料气中的凝液不断被分离出来，与气液分离器内壁的着壁液体聚集，形成具有一定厚度的液流，随着气液分离的进行，液流的厚度增大，液流受到气液表面剪切力的影响越大，液流越容易重新回到气相中，从而降低气液分离精度。

实用新型内容

本申请提供一种气液分离器，以解决现有技术中含垢物工况下分离器易堵塞，液相百分比含量较大的工况下分离精度低的问题。

本申请提供一种气液分离器，包括：滤芯、盘绕在所述滤芯外壁的导流板、夹套、筒体、原料气进口管、连接板、净化气出口管以及液相出口管；所述导流板的外边缘与所述夹套的内壁相贴合；所述夹套设置于所述筒体内部；所述原料气进口管设置于所述筒体的中下部，并与所述筒体内部连通；所述滤芯为筒状结构，包括外立柱、内立柱以及滤层；所述滤层包绕于所述外立柱以及所述内立柱的侧壁；所述滤芯的开口端与所述净化气出口管内部连通；所述液相出口管位于所述筒体的底端，并与所述筒体内部连通。

优选的，所述导流板的锥度为5～45度，层数为2～30层。

优选的，所述导流板的层数为3～5层。

优选的，所述滤芯的横截面形状为多边形，边数为6～12。

优选的，所述夹套表面开设有筛孔；所述夹套的开孔率为3～20％；所述筛孔为长条形；所述筛孔包括两条相互平行的长边以及两条相互平行的短边；所述长边平行于所述筒体的轴线。

优选的，所述夹套的开孔率为10～15％。

优选的，所述长边与所述短边的长度比为(3～8):1。

优选的，所述短边的长度为0.1～2mm。

优选的，所述短边的长度为0.5～1mm。

优选的，所述夹套通过焊接的方式与所述筒体相连接，或者，所述夹套通过连接板与所述筒体相连接。

由以上技术方案可知，本申请提供一种气液分离器，使用时，原料气从原料气进口管进入分离器，原料气沿导流板向筒体顶端方向流动。由于导流板呈螺旋状，使得原料气呈螺旋状流动，原料气在滤芯与夹套之间螺旋流动过程中产生离心力，原料气中较大液滴及垢物在离心力及重力的作用下向导流板的外边缘流动，经过夹套表面的筛孔流入夹套与筒体之间的空腔中，然后沿筒体内壁向下经液相出口管流出分离器，此过程为粗分离过程。通过该粗分离过程，完成较大液滴以及垢物的分离，一方面，避免滤芯被垢物污染或堵塞，实现分离过程的长周期运行；另一方面，避免气体在旋流的同时推动已经着壁的液滴向气流的方向流动，从而减少气体对于液滴的夹带。经过粗分离后的气体在旋流过程中，通过滤层进入滤芯内部，滤层由多层筛网构成，粗分离气体中的细小液滴遭遇滤层的拦截，实现附着、聚并，形成大液滴，大液滴在重力作用下沿滤芯外壁向下流动，经液相出口管流出分离器，经滤层过滤后得到的净化气从净化气出口管流出分离器，至此完成精分离过程。

本申请提供的分离器，将夹套、滤芯与导流板结合使用，避免滤芯被垢物堵塞，同时减少气体对于液滴的夹带，降低精分离的负荷，从而提高分离效率。本申请提供的气液分离器与传统的气液分离器相比，由于采用粗分离与精分离结合的方式，避免仅依靠筛网阻隔垢物和液滴，需要将筛网目数设置得比较大的情况。在筛网目数较大的情况下，分离器入口与出口的压力降增大，导致分离器出口的压力过小，从而影响后续工段的顺利进行。本申请方案将夹套、滤芯与导流板结合使用，避免分离器入口与出口的压力降过大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的气液分离器结构示意图；

图2为本申请具体实施方式提供的气液分离器结构示意图；

图3为本申请具体实施方式提供的气液分离器中滤芯横截面结构示意图；

图4为本申请具体实施方式提供的气液分离器中夹套与筒体一种连接方式示意图。

图示说明：1-净化气出口管；2-上封头；3-夹套；4-滤芯；5-筒体；6-导流板；7-下封头；8-液相出口管；9-原料气进口管；10-连接板；11-原料气进口管；12-净化气出口管；13-滤层；14-液相出口管；15-筒体；301-筛孔；3011-长边；3012-短边；401-外立柱；402-内立柱；403-滤层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本申请提供一种气液分离器，如图2所示，包括：净化气出口管1、上封头2、夹套3、滤芯4、筒体5、导流板6、下封头7、液相出口管8、原料气进口管9以及连接板10。

封头是压力容器的端盖，是压力容器的主要承压部件，封头在气液分离器中主要起密封作用，所述的封头包括上封头2和下封头7。筒体5为中空结构，原料气的分离在筒体5内部进行。

所述导流板6呈螺旋状，盘绕在所述滤芯4的外壁，导流板6的外边缘与所述夹套3的内壁相贴合。夹套3为中空圆柱体结构，夹套3在轴线方向上的长度大于或等于导流板6在轴线方向上的长度。本申请实施例提供的导流板6与滤芯4之间可为固定连接，也可以将导流板6与滤芯4分别固定于筒体5内部，仍然保持滤芯4位于导流板6内部且轴线重合即可。导流板6与夹套3结合完成原料气的粗分离过程得到粗分离气体，导流板6与滤芯4结合完成精分离过程得到净化气。

所述夹套3设置于所述筒体5内部。优选的，所述夹套3通过焊接的方式与所述筒体5相连接，或者，所述夹套3通过连接板10与所述筒体5相连接。图4示出了夹套3通过连接板10与所述筒体5相连接的示意图，所述连接板10为长方体结构，连接板10的一端与夹套3连接，另一端与筒体5连接，本申请实施例提供的连接方式为固定连接，如焊接、螺接、卡扣连接均可。夹套3与筒体5之间形成空腔，空腔为粗分离过程中垢物及液滴的流动提供空间。另外，夹套3直接焊接在筒体5的内壁，同样能够使夹套3与筒体5之间形成空腔结构。

所述原料气进口管9设置于所述筒体5的中下部，并与所述筒体5内部连通。原料气进口管9设置于气液分离器筒体侧面中下部，与筒体截面呈切向连接，其切线方向与导流板螺旋流动的方向匹配。将原料气进口管9设置于筒体5的中下部，使得经原料气进口管9进入筒体5内部的原料气向筒体5顶端方向流动，有利于离心力的产生。另外，原料气在筒体5内部逆重力场流动，使得从原料气中分离出来的与向筒体5顶端方向流动的粗分离气体形成逆流，从而有利于垢物及液滴在地球引力作用下与粗分离气体分离。

所述滤芯4为筒状结构，包括外立柱401、内立柱402以及滤层403；所述滤层403包绕于所述外立柱401以及所述内立柱402的侧壁。外立柱401与内立柱402的作用均为固定滤层403。滤层403的侧面展开为长方体结构，滤层403环绕外立柱401的外侧与内立柱402的内侧形成横截面为多边形的结构。滤层403由多层筛网构成，筛网目数8～120目，优选40～80目，筛网层厚度5～200mm。滤芯4也可以根据工况条件、分离精度要求及介质物性采用聚结器滤芯。

所述滤芯4的开口端与所述净化气出口管1内部连通。净化气出口管1设置于上封头2顶端中心位置。滤芯4为中空结构，粗分离气体经滤芯4的过滤作用形成净化气，净化气在滤芯4内部向筒体5顶端流动，通过净化气出口管1流出气液分离器。

所述液相出口管8位于所述筒体5的底端，并与所述筒体5内部连通。液相出口管8设置于下封头7底端中心位置。原料气在粗分离及精分离过程中产生的垢物及液滴向下流动，汇聚至下封头7底端，再经液相出口管8流出气液分离器。

由以上技术方案可知，本申请提供一种气液分离器，设置两段不同原理的分离方式，在粗分离阶段将大量的液滴和垢物除去，极大降低中心区域设置的精分离阶段的过滤负荷，过滤负荷降低有两个作用，一是由于过滤负荷的降低，使得细微的液滴通过滤芯的速度降低而产生聚并，实现分离，从而提高分离精度；二是过滤负荷的降低，降低垢物被推入滤芯的动能，从而避免滤芯4的堵塞。在含垢物工况下，由于垢物在粗分离阶段被除去，避免分离器被堵塞，解决了分离器易被垢物堵塞的问题；在液相百分比含量为0.001～30％的工况下，粗分离阶段形成的大液滴与粗分离气体分离，降低精分离阶段负荷，避免精分离阶段形成的液滴被气体夹带，从而提高分离精度。

优选的，所述导流板6的锥度为5～45度，层数为2～30层。优选的，所述导流板6的层数为3～5层。若导流板6的锥度低于5度，原料气向筒体顶端方向流动的阻力过大，则流动速度降低，难以为粗分离阶段液滴的分离提供离心力。

优选的，所述滤芯4的横截面形状为多边形，边数为6～12。其中，滤芯4的横截面是指垂直于滤芯4的轴向的截面，如图3所示，为滤芯4横截面结构示意图，本实施例提供的滤芯4包括6个外立柱401和6个内立柱402，滤层403绕外立柱401的外侧、内立柱402的内侧形成多面体结构，本实施例提供的滤芯4的横截面为12边形，则滤芯4包含12个侧面，多个侧面使得滤芯4的侧面积增大，从而为精分离阶段的分离提供附着位置。

优选的，所述夹套3表面开设有筛孔301；所述夹套3的开孔率为3～20％；所述筛孔301为长条形；所述筛孔301包括两条相互平行的长边3011以及两条相互平行的短边3012；所述长边3011平行于所述筒体5的轴线。

本申请具体实施方式提供的夹套3由筛孔板或筛条板卷纸而成。由于导流板6沿筒体5轴向延伸，原料气中的垢物及液滴可能在导流板6的任意一层向导流板6的外边缘流动，进而通过筛孔301分离出去，所以将筛孔301制成长条状，有利于垢物及液滴在导流板6的任意一层分离出去。

优选的，所述夹套3的开孔率为10～15％。夹套3的开孔率是指筛孔301的总面积与夹套3总面积(包含筛孔301的总面积)的比值。夹套3的开孔率越大，筛孔301的总面积越大。但开孔率不宜过大，若开孔率大于20％，原料气容易随着垢物和液滴的流动而流出导流板6，从而导致分离效率下降。

优选的，在夹套3由筛孔板制成的情况下，所述长边3011与所述短边3012的长度比为(3～8):1。

优选的，如图4所示，在夹套3由筛条板制成的情况下，所述短边3012的长度为0.1～2mm。优选的，所述短边3012的长度为0.5～1mm。化工生产中原料气的垢物直径通常为0.1μm～1mm，筛孔301的短边3012大于垢物直径即可。

由以上技术方案可知，本申请提供一种气液分离器，使用时，原料气从原料气进口管9进入分离器，原料气在气压的作用下沿导流板6向筒体5顶端方向流动。由于导流板6呈螺旋状，使得原料气呈螺旋状流动，原料气在滤芯4与夹套3之间螺旋流动过程中产生离心力，原料气中较大液滴及垢物在离心力及重力的作用下向导流板6的外边缘流动，经过夹套3表面的筛孔301流入夹套3与筒体5之间的空腔中，然后沿筒体5内壁向下经液相出口管8流出分离器，此过程为粗分离过程。通过该粗分离过程，完成较大液滴以及垢物的分离，一方面，避免滤芯被垢物污染或堵塞，实现分离过程的长周期运行；另一方面，避免气体在旋流的同时推动已经着壁的液滴向气流的方向流动，从而减少气体对于液滴的夹带。经过粗分离得到的粗分离气体在旋流过程中，通过滤层403进入滤芯4内部，滤层403由多层筛网构成，粗分离气体中的细小液滴遭遇滤层的拦截，实现附着、聚并，形成大液滴，大液滴在重力作用下沿滤芯4外壁向下流动，经液相出口管8流出分离器，经滤层403过滤后得到的净化气从净化气出口管1流出分离器，至此完成精分离过程。

本申请提供的分离器，将夹套3、滤芯4与导流板6结合使用，避免滤芯4被垢物堵塞，同时减少气体对于液滴的夹带，降低精分离的负荷，从而提高分离效率。本申请提供的气液分离器与传统的气液分离器相比，由于采用粗分离与精分离结合的方式，避免仅依靠筛网阻隔垢物和液滴，需要将筛网目数设置得比较大的情况。在筛网目数较大的情况下，分离器入口与出口的压力降增大，导致分离器出口的压力过小，从而影响后续工段的顺利进行。本申请方案将夹套3、滤芯4与导流板6结合使用，避免分离器入口与出口的压力降过大。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气液分离器，其特征在于，包括：滤芯(4)、盘绕在所述滤芯(4)外壁的导流板(6)、夹套(3)、筒体(5)、原料气进口管(9)、连接板(10)、净化气出口管(1)以及液相出口管(8)；

所述导流板(6)的外边缘与所述夹套(3)的内壁相贴合；

所述夹套(3)设置于所述筒体(5)内部；

所述原料气进口管(9)设置于所述筒体(5)的中下部，并与所述筒体(5)内部连通；

所述滤芯(4)为筒状结构，包括外立柱(401)、内立柱(402)以及滤层(403)；

所述滤层(403)包绕于所述外立柱(401)以及所述内立柱(402)的侧壁；

所述滤芯(4)的开口端与所述净化气出口管(1)内部连通；

所述液相出口管(8)位于所述筒体(5)的底端，并与所述筒体(5)内部连通。

2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述导流板(6)的锥度为5～45度，层数为2～30层。

3.根据权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述导流板(6)的层数为3～5层。

4.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述滤芯(4)的横截面形状为多边形，边数为6～12。

5.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述夹套(3)表面开设有筛孔(301)；所述夹套(3)的开孔率为3～20％；所述筛孔(301)为长条形；所述筛孔(301)包括两条相互平行的长边(3011)以及两条相互平行的短边(3012)；所述长边(3011)平行于所述筒体(5)的轴线。

6.根据权利要求5所述的气液分离器，其特征在于，所述夹套(3)的开孔率为10～15％。

7.根据权利要求5所述的气液分离器，其特征在于，所述长边(3011)与所述短边(3012)的长度比为(3～8):1。

8.根据权利要求5所述的气液分离器，其特征在于，所述短边(3012)的长度为0.1～2mm。

9.根据权利要求8所述的气液分离器，其特征在于，所述短边(3012)的长度为0.5～1mm。

10.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述夹套(3)通过焊接的方式与所述筒体(5)相连接，或者，所述夹套(3)通过连接板(10)与所述筒体(5)相连接。