CN208632207U - 一种三相分离器及厌氧反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三相分离器及厌氧反应器，其特征在于，所述三相分离器包括：集气室；多个反射板，所述多个反射板的一端设置在所述集气室的侧壁上，所述多个反射板沿所述集气室的高度方向分层设置且能够收集气体，以及多个通气孔，所述多个通气孔设置在所述集气室的侧壁上且位于所述多个反射板与所述集气室的连接位置处，所述多个反射板收集的气体通过所述多个通气孔进入到所述集气室中，其中，位于上层的所述多个通气孔的开孔面积小于位于下层的所述多个通气孔的开孔面积。不同高度处通气孔面积呈梯度分布，与集气室压力分布相匹配，以提高三相分离器气体收集效率。

Description

一种三相分离器及厌氧反应器

技术领域

本实用新型涉及一种三相分离器，特别是一种厌氧反应器中以用于气、液、固三相的分离的三相分离器。

背景技术

三相分离器是厌氧生化反应器中关键部件，用于气、液、固三相的分离，三相分离器设计的好坏直接决定了厌氧反应器的运行效果。现有三相分离器在使用过程中存在沼气无法完全收集以及污泥颗粒流失等严重问题，影响厌氧反应设备的稳定运行，降低企业经济效益。

具体的，现有的三相分离器各层的每个反射板的通气槽大小及开孔位置均保持一致，即通气槽开孔面积均保持一致。在现有的三相分离器的将通气槽开孔设置在反射板截面下部的方案中，在运行过程时，由于通气槽开孔较小且配有斜板，气体流动阻力过大，反射板内收集的气体无法及时进入集气室；在现有的三相分离器的将通气槽开孔设置在反射板截面上部的方案中，在运行过程时，底层反射板内气体能够较快进入集气室，但是容易出现气体由集气室进入上层反射板的倒灌现象。对于气体倒灌现象而言，分析发现这是由于集气室内存在一个压力分布，集气室内呈现由上至下压力减小的梯度分布。由于集气室下部压力较小，下层反射板内收集的气体能够较为顺畅的进入，上层反射板与集气室连接处的压力较高，虽然反射板内收集的气体能够通过憋压产生一定的压力，但是由于连接处集气室压力较大，容易产生气体倒灌现象。

由此可知，现有的通气槽的设计方式无法即保证气体及时进入集气室又避免集气室倒灌进入集气室槽的现象，不利于气体的收集。

因此，需要提出一种三相分离器，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种三相分离器，其特征在于，所述三相分离器包括：

集气室；

多个反射板，所述多个反射板的一端设置在所述集气室的侧壁上，所述多个反射板沿所述集气室的高度方向分层设置且能够收集气体，以及

多个通气孔，所述多个通气孔设置在所述集气室的侧壁上且位于所述多个反射板与所述集气室的连接位置处，所述多个反射板收集的气体通过所述多个通气孔进入到所述集气室中，

其中，位于上层的所述多个通气孔的开孔面积小于位于下层的所述多个通气孔的开孔面积。

在一个示例中，所述多个通气孔的形状包括三角形，所述多个反射板的截面形状包括倒置的V形，其中，所述多个通气孔位于靠近所述多个反射板的顶部的位置处。

在一个示例中，所述多个通气孔的顶点与所述多个反射板的顶点重合，所述多个通气孔的三角形的腰与所述多个反射板的倒置的V形的腰位于同一直线上，且所述多个通气孔的三角形的腰长小于所述多个反射板的倒置的V形的两侧边的长。

在一个示例中，还包括通气槽，所述通气孔设置在所述通气槽中，所述通气槽的形状与所述多个反射板的截面形状相匹配，所述多个反射板的一端通过所述通气槽固定在所述集气室的侧壁上。

在一个示例中，上下相邻的两层反射板沿水平方向交错布置。

在一个示例中，位于最上层的通气孔的开孔面积与所述多个反射板的截面面积的比值大于0且小于1/3。

在一个示例中，对于相邻的两层通气孔，位于下层的所述多个通气孔的开孔面积与位于上层的所述多个通气孔的开孔面积的比值大于1且小于100。

在一个示例中，所述多个反射板的截面形状还包括圆弧形、半圆形、矩形，所述通气槽的形状还包括圆形或矩形。

本实用新型还公开了一种厌氧反应器，其特征在于，所述厌氧反应器包括上述任一项所述的三相分离器。

本实用新型提供一种三相分离器，各层通气槽开孔面积随通气槽距离集气室顶部距离的增加而增加，不同高度处通气槽开孔面积呈梯度分布，与集气室压力分布相匹配，以提高三相分离器气体收集效率。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为现有的一种三相分离器的结构示意图；

图2为现有的另一种三相分离器的结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例的三相分离器的结构示意图；

图4为现有的三相分离器的通气槽以及通气孔的布置方式的示意图；

图5为本实用新型的一个实施例的三相分离器的通气槽以及通气孔的布置方式的示意图；以及

图6为本实用新型的一个实施例的三相分离器与现有的三相分离器的气相收集效率的对比图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的方法步骤和/或结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。

如图1所示，现有的三相分离器100’各层的每个反射板2’的通气槽大小及开孔位置均保持一致，即通气槽5’开孔面积均保持一致。在现有的三相分离器100’的将通气槽开孔3’设置在反射板2’截面下部的方案中，在运行过程时，由于通气槽开孔3’较小且配有斜板，气体流动阻力过大，反射板2’内收集的气体无法及时进入集气室1’；

如图2所示，在现有的三相分离器100”的将通气槽5”上的通气槽开孔3”设置在反射板2”截面上部的方案中，在运行过程时，底层反射板2”内气体能够较快进入集气室1”，但是容易出现气体由集气室1”进入上层反射板2”的倒灌现象。对于气体倒灌现象而言，分析发现这是由于集气室1”内存在一个压力分布，集气室1”内呈现由上至下压力减小的梯度分布。由于集气室1”下部压力较小，下层反射板内收集的气体能够较为顺畅的进入，上层反射板2”与集气室1”连接处的压力较高，虽然反射板2”内收集的气体能够通过憋压产生一定的压力，但是由于连接处集气室压力较大，容易产生气体倒灌现象。

由此可知现有的通气槽的设计方式无法即保证气体及时进入集气室又避免集气室倒灌进入集气室槽的现象，不利于气体的收集。

本实用新型提供一种三相分离器，各层通气槽开孔面积随通气槽距离集气室顶部距离的增加而增加，不同高度处通气槽开孔面积呈梯度分布，与集气室压力分布相匹配，以提高三相分离器气体收集效率。

如图3所示，本实用新型的三相分离器100包括集气室1、多个反射板2、多个通气孔3。多个反射板2设置在集气室1的侧壁上，且在竖直方向上分为多层，多个通气孔3设置在集气室1的侧壁上，且位于多个反射板2与集气室1的连接位置处。气、液、固三相进入三相分离器100，首先气相被多层反射板2内分离收集，然后反射板2内的气相由通气孔3进入集气室1，集气室1内的气相由出气管4排出。其中，位于上层的多个通气孔3的开孔面积小于位于下层的多个通气孔3的开孔面积，这样，各层通气孔3的开孔面积随通气孔3距离集气室1顶部距离的增加而增加，不同高度处通气孔3的开孔面积呈梯度分布，与集气室1压力分布相匹配，以提高三相分离器100的气体收集效率。

在一个示例中，还包括通气槽5，通气孔3设置在通气槽5中，多个反射板2的一端通过通气槽5固定在集气室1的侧壁上，通气槽5用于反射板2与集气室1之间的联通，通气槽5的形状与反射板的截面形状相匹配。

在一个示例中，多个通气孔3包括上下分3层设置的多个通气孔3，多个反射板2的截面面积相同，多个通气孔3位于靠近多个反射板2的顶部的位置处。在一个示例中，多个通气孔3的三角形的腰与多个反射板2的倒置的V形的腰位于同一直线上，且多个通气孔3的三角形的腰长小于多个反射板2的倒置的V形的两侧边的长。其中，顶层、中层和底层通气孔3的开孔面积与多个反射板2的截面面积之比分别为0.26、0.53和0.76。

在一个示例中，上下相邻的两层反射板2在水平方向交错布置，具体参看图4和图5，这样重叠结构的设计可以尽可能的保证气相被反射板2全部吸收并进入集气室中。

在一个示例中，多个反射板2的截面形状包括三角形，通气槽5的形状为三角形，通气槽5的顶点与多个反射板2的顶点重合。

在一个示例中，多个反射板2的截面形状还包括圆弧形、半圆形和矩形。通气槽5形状还包括圆形或矩形。

通气槽5的形状与多个反射板2的截面形状相匹配，多个反射板2的一端通过通气槽5固定在集气室1的侧壁上。

在一个示例中，位于最上层的通气孔3的开孔面积与多个反射板2的截面面积的比值大于0且小于1/3。

在一个示例中，对于上下相邻的两层通气孔3，位于下层的多个通气孔3的面积与位于上层的多个通气孔3的面积的比值大于1且小于100。

在一个示例中，集气室1的顶部设置有集气室出气管4，用于集气室内气相的排出。

本实用新型还公开了一种厌氧反应器，厌氧反应器包括上述的三相分离器。其中，厌氧反应器的个别部件或构件的相似替换或变形均落入本实用新型的保护范围之内。

图6为改进模型与原模型气相收集率的对比图，有图可知，改进后三相分离器的气相收集率是原装置的气相收集率的1.5倍。

具体实施方式：

本实用新型的一个实施例提供一种厌氧反应器三相分离器。如图4和图5所示，本实施例中，顶层、中层及底层通气槽的开孔面积与反射板截面积之比分别为0.26、0.53、0.76；现有的三相分离器各层通气槽面积一致，与反射板截面比为0.53。本实施例中通气槽开孔形状为三角形；本实施例中反射板为三角形，具有三层并呈重叠结构。图6为改进模型与原模型气相收集率的对比，改进后三相分离器的气相收集率较原装置提升1.5倍。本实用新型的一个实施例的三相分离器集气室向顶层反射板气体倒灌的现象明显减弱，底层反射板内气体进入集气室的量也增加。

本实用新型的优点：

本实用新型中通气槽开孔面积随通气槽距集气室顶部距离的变化呈梯度分布，随着通气槽距集气室顶部距离的增加，通气槽开孔面积增大，保证此处反射板收集的气相更快的进入集气室。另一方面，随着通气槽距集气室顶部距离的减小，通气槽开孔面积减小，由于上层反射板分离得到的气体量大于流向集气室的出气量，进而保证上层反射板所收集的气体能够产生较大的压力，促使气体由反射板进入集气室，防止气体倒灌现象的出现。

本实用新型提供一种三相分离器，各层通气槽开孔面积随通气槽距离集气室顶部距离的增加而增加，不同高度处通气槽开孔面积呈梯度分布，与集气室压力分布相匹配，以提高三相分离器气体收集效率。

本实用型的三相分离器中的个别部件或构件的相似替换或变形均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (9)

1.一种三相分离器，其特征在于，所述三相分离器包括：

集气室；

多个反射板，所述多个反射板的一端设置在所述集气室的侧壁上，所述多个反射板沿所述集气室的高度方向分层设置且能够收集气体，以及

多个通气孔，所述多个通气孔设置在所述集气室的侧壁上且位于所述多个反射板与所述集气室的连接位置处，所述多个反射板收集的气体通过所述多个通气孔进入到所述集气室中，

其中，位于上层的所述多个通气孔的开孔面积小于位于下层的所述多个通气孔的开孔面积。

2.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于，所述多个通气孔的形状包括三角形，所述多个反射板的截面形状包括倒置的V形，其中，所述多个通气孔位于靠近所述多个反射板的顶部的位置处。

3.根据权利要求2所述的三相分离器，其特征在于，所述多个通气孔的顶点与所述多个反射板的顶点重合，所述多个通气孔的三角形的腰与所述多个反射板的倒置的V形的腰位于同一直线上，且所述多个通气孔的三角形的腰长小于所述多个反射板的倒置的V形的两侧边的长。

4.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于，还包括通气槽，所述通气孔设置在所述通气槽中，所述通气槽的形状与所述多个反射板的截面形状相匹配，所述多个反射板的一端通过所述通气槽固定在所述集气室的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于，上下相邻的两层反射板沿水平方向交错布置。

6.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于，位于最上层的通气孔的开孔面积与所述多个反射板的截面面积的比值大于0且小于1/3。

7.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于，对于相邻的两层通气孔，位于下层的所述多个通气孔的开孔面积与位于上层的所述多个通气孔的开孔面积的比值大于1且小于100。

8.根据权利要求4所述的三相分离器，其特征在于，所述多个反射板的截面形状还包括圆弧形、半圆形、矩形，所述通气槽的形状还包括圆形或矩形。

9.一种厌氧反应器，其特征在于，所述厌氧反应器包括上述权利要求1-8任一项所述的三相分离器。