CN209501050U - 一种气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气液分离器，该气液分离器包括壳体和旋流分离装置，壳体的上部和下部分别设置有集气腔和集液腔，集液腔和集气腔的分界处设置有密封连接件，旋流分离装置包括导流筒、进料管和旋流臂簇，导流筒的外壁与密封件的内圈密封连接，进料管的出料端的端部设置有堵头，进料管的出料端倾斜设置有至少一个旋流臂。本实用新型公开的气液分离器，结构简单，加工方便，旋流臂的进气分布均匀且连接密实不透气，减少了不同旋流臂之间的窜气现象，且可持续通入气液混合液，压降小、处理量大、气液分离效率高，能满足气液高效分离的长周期运行的要求。

Description

一种气液分离器

技术领域

本实用新型涉及能源和化工技术领域，具体涉及一种气液分离器。

背景技术

气液分离器广泛应用于能源和化工领域，如天然气运输、深海油气液分离、化工厂的气液分离等。常见的气液分离器有以下几种：填料式的分离器、单个旋风分离器、组合旋风分离器等。

然而，现有的气液分离器存在以下问题：常规填料式的分离器多数只能应用于常温常压，不适用于高温高压，且在进行气液分离过程中，需要对填料进行清洗或反吹等间歇性操作，因此在一个生产周期中，进料口的加料是不可持续的，不能满足气液分离长周期运行的要求；单个旋风分离器克服了填料型分离器受限于高温高压和不可持续进料的缺陷，但是其处理量小，不能达到大处理量的要求；组合旋风分离器是由多组单旋风分离器并联而成，虽然克服了单旋风分离器处理量小的缺陷，但是其进气分布不均匀，各旋风分离器之间窜气明显，组合后分离效率显著降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气液分离器，用以解决目前气液分离器的气液分离效率低的问题。

本实用新型提供一种气液分离器，所述气液分离器包括壳体和旋流分离装置，所述壳体的上部和下部分别设置有集气腔和集液腔，所述集液腔和所述集气腔上分别设置有出液口和出气口，所述壳体的顶端、底端或侧壁上设置有混合料进孔；所述集液腔和所述集气腔的分界处设置有密封连接件，所述密封连接件将所述集液腔和所述集气腔隔开，所述密封连接件包括内圈和外圈，所述密封连接件的外圈与所述壳体的内壁密封连接；所述旋流分离装置包括导流筒、进料管和旋流臂，所述导流筒的两端开口，所述导流筒的外壁与所述密封连接件的内圈密封连接；所述进料管的进料端固定于所述混合料进孔，所述进料管的出料端的端部设置有堵头，所述进料管的出料端的侧壁上设置有至少一组旋流臂簇，所述旋流臂簇包括至少一个旋流臂，所述旋流臂的进料口与所述进料管的内腔相连通，所述旋流臂的出料口穿过所述导流筒。

优选地，所述壳体的形状为圆柱形；所述导流筒的形状为圆柱形或锥形；所述旋流臂的进料口与所述进料管的外壁相切；进一步地，所述旋流臂的出料端可长可短，最优选的方案是所述旋流臂的出料口与所述壳体的内壁相切，当所述旋流臂的出料端短时，所述旋流臂的出料口伸出所述进料管但比所述旋流臂的出料口与所述壳体的内壁相切的最佳位置短一截，当所述旋流臂的出料端长时，所述旋流臂的出料口伸出其出料口与所述壳体的内壁相切的最佳位置、并向外延长一截但始终位于近所述壳体的内壁内。

优选地，所述进料管的出料端水平或向下倾斜0至45度。

优选地，所述混合料进孔设置于所述壳体的顶端，所述进料管的出料端自上而下穿过所述混合料进孔、露出所述进料管的进料端的端口。

优选地，所述混合料进孔设置于所述壳体的底端，所述进料管的出料端自下而上穿过所述混合料进孔、露出所述进料管的进料端的端口。

优选地，所述旋流臂簇的多个旋流臂沿所述进料管的水平截面周向均匀布置。

优选地，所述气液分离器包括多组旋流臂簇，多组所述旋流臂簇从上自下依次向下倾斜设置所述进料管的出料端。

优选地，所述导流筒的底端设置有气流挡边，所述气流挡边朝向所述壳体的内壁倾斜，所述导流筒与所述气流挡边的密封连接。

优选地，所述集液腔内设置有集液隔气漏斗，所述集液隔气漏斗的底端设置有漏斗排液口。

优选地，所述集液腔上部的中心竖直设置有一稳涡杆，所述稳涡杆与所述壳体之间固定有稳涡杆连接件，所述集液腔的底部设置若干组削涡板，每组包括多个削涡板，每组的多个所述削涡板均匀固定于所述壳体的水平截面上。

与现有技术相比，本实用新型的优点表现为：

本实用新型公开的气液分离器可通过进料管持续地接收气液混合料，气液混合料在受到堵头的阻碍，气、液在旋流臂内做圆弧运动过程中逐渐开始分离，其中液体运动至旋流臂的内壁上聚集，沿出料口轴线的切线方向运动至所述集液腔的侧壁上聚集，沿集液腔的侧壁滑落至集液腔的底部，气体先后依次通过导流筒、集气腔，并从出气口排出。本实用新型公开的气液分离器，结构简单，加工方便，不仅可应用于常温常压环境下，还可以用于高温高压环境下，旋流臂的进气分布均匀且连接密实不透气，减少了不同旋流臂之间的窜气现象，且可持续通入气液混合液，压降小、处理量大、气液分离效率高，能满足气液高效分离的长周期运行的要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的气液分离器的内部结构示意图。

图2为本实用新型实施例2提供的气液分离器的内部结构示意图。

图3为本实用新型实施例3提供的气液分离器的内部结构示意图。

图4为本实用新型实施例4提供的气液分离器的内部结构示意图。

图5为本实用新型实施例5提供的气液分离器的内部结构示意图。

图6为本实用新型提供的旋流臂处横断面的仰视图。

具体实施方式

实施例1：一种气液分离器

实施例1提供一种气液分离器，下面对该气液分离器的结构进行详细描述。

参考图1和图6，该气液分离器包括壳体1和旋流分离装置100，壳体1的上部和下部分别设置有集气腔13和集液腔14，集液腔14和集气腔13上分别设置有出液口 11和出气口12，壳体1的顶端、底端或侧壁上设置有混合料进孔10；集液腔14和集气腔13的分界处设置有密封连接件2，密封连接件2将集液腔14和集气腔13隔开，该密封连接件2包括内圈和外圈，密封连接件2的外圈与壳体1的内壁密封连接；旋流分离装置100包括导流筒3、进料管4和旋流臂42，导流筒3为两端开口的导流筒，导流筒3的外壁与密封连接件2的内圈密封连接；进料管4的进料端固定于混合料进孔10，进料管4的出料端的端部设置有堵头41，进料管4的出料端的侧壁上设置有至少一组旋流臂簇，旋流臂簇包括至少一个旋流臂42，旋流臂42为弧形弯管，旋流臂 42的进料口与进料管4的内腔相连通，旋流臂42的出料口穿过导流筒3。

其中，堵头41用于改变进料管4的气流流动方向；便于聚集于堵头41处的液体从旋流臂42流至壳体1的侧壁；导流筒3用于防止从旋流臂42喷出的气体和液体被上行气流带出和减小气体和液体的流通截面积，增加气流的切向速度和液滴离心力，提高气液分离效率。

优选地，壳体1的形状为圆柱形；导流筒3的形状为圆柱形或锥形；旋流臂42 的进料口和出料口分别与进料管4的外壁和壳体1的内壁相切。

优选地，进料管4的出料端水平或向下倾斜0～45度。

进一步地，混合料进孔10设置于壳体1的顶端，进料管4的出料端自上而下穿过混合料进孔10、露出进料管4的进料端的端口。

具体地，壳体1的内直径D为0.5m～5.0m，分离器高度为1～3D，气液分离器筒截面平均气速为1.8m/s～5.0m/s。进料管4的截面为圆形，截面积与分离器筒体截面积之比为0.2～0.7；旋流臂42为1～3组，每组设有2～5个旋流臂42，同组旋流臂42 在进料管4的同一个水平周向截面上均匀布置。旋流臂42的截面为矩形或圆形。所有旋流臂42的总截面积与分离器筒体截面积之比为0.1～0.6，各组旋流臂向下倾斜角度为0～45°，各组旋流臂42的间隔为0～0.2D。

实施例2：一种气液分离器

在实施例1的基础上，实施例2对导流筒3进行了改进，该改进之处在于：

参考图2，导流筒3的底端设置有气流挡边31，气流挡边31朝向壳体1的内壁倾斜，导流筒3与气流挡边31的密封连接。为了将分离下来的液体与上行气流隔离，消除了窜气现象，增大分离效率。优选地，集液腔14内设置有集液隔气漏斗51，集液隔气漏斗51的底端设置有漏斗排液口52。

具体地，导流筒3下沿设置气流挡边31。导流筒3的截面内径为0.4～0.9D，高度为0.05～1.0D。气流挡边31与导流筒3的夹角为90～180度，气流挡边31外沿内径为 0.5～0.95D；集液隔气漏斗51的锥角为20～140度，下锥面直径为0.02-0.2D。

实施例3：一种气液分离器

在实施例1的基础上，实施例3对集液腔14进行了改进，该改进之处在于：

参考图3，集液腔14上部的中心竖直设置有一稳涡杆61，稳涡杆61与壳体1之间固定有稳涡杆连接件62。

集液腔14的底部设置若干组削涡板7，每组包括多个削涡板7，每组的多个削涡板7均匀固定于壳体1的水平截面上。

具体地，削涡板7截面为矩形或其他形状。稳涡杆61高度为0～2D，通过稳涡杆连接件62与壳体1的内壁固定连接。

实施例4：一种气液分离器

为了增强气液分离的效率，在实施例1的基础上，实施例4对旋流臂42进行了改进，该改进之处在于：

参考图4，气液分离器包括两组旋流臂簇，每组旋流臂簇包括多个旋流臂42，两组旋流臂簇从上自下依次向下倾斜设置进料管4的出料端。

实施例5：一种进料管设置区别与实施例1的气液分离器

进料管4不仅可以像实施例1那样从壳体1的顶端进入壳体1内部，还可以从壳体1的底端或侧面进入壳体1内部。

参考图5，混合料进孔10设置于壳体1的底端，进料管4的出料端自下而上穿过混合料进孔10、露出进料管4的进料端的端口。

实施例6：一种气液分离方法

采用实施例1的气液分离器，该气液分离方法包括以下步骤：

通入气液混合料：气液混合料持续从进料管4的进料端通入；

气液初步分离：气液混合料受到堵头41的阻碍作用，液体在堵头41处聚集，达到一定量后进入至旋流臂42的内壁；气体直接进入旋流臂42的内壁；

气液离心运动：气液混合料从旋流臂42的进料端向出料端做圆弧运动；

气液两相分别排出：液体从旋流臂42的出料口排出，沿出料口轴线的切线方向运动至集液腔14的侧壁并聚集，再沿集液腔14的侧壁滑落至集液腔14的底部，最后从出液口11排出；

气体从旋流臂42的出料口旋转排出，继续向下旋转运动，到达集液腔14收集液体的液位面后，然后反向向上穿过导流筒3进入集气腔13，最后从出气口12排出。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种气液分离器，其特征在于，所述气液分离器包括：壳体(1)和旋流分离装置(100)，

所述壳体(1)的上部和下部分别设置有集气腔(13)和集液腔(14)，所述集液腔(14)和所述集气腔(13)上分别设置有出液口(11)和出气口(12)，所述壳体(1)的顶端、底端或侧壁上设置有混合料进孔(10)；

所述集液腔(14)和所述集气腔(13)的分界处设置有密封连接件(2)，所述密封连接件(2)将所述集液腔(14)和所述集气腔(13)隔开，该密封连接件(2)包括内圈和外圈，所述密封连接件(2)的外圈与所述壳体(1)的内壁密封连接；

所述旋流分离装置(100)包括导流筒(3)、进料管(4)和旋流臂(42)；

所述导流筒(3)的两端开口，所述导流筒(3)的外壁与所述密封连接件(2)的内圈密封连接；

所述进料管(4)的进料端固定于所述混合料进孔(10)，所述进料管(4)的出料端的端部设置有堵头(41)，所述进料管(4)的出料端的侧壁上设置有至少一组旋流臂簇，所述旋流臂簇包括至少一个旋流臂(42)，所述旋流臂(42)的进料口与所述进料管(4)的内腔相连通，所述旋流臂(42)的出料口穿过所述导流筒。

2.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，

所述壳体(1)的形状为圆柱形；

所述导流筒(3)的形状为圆柱形或锥形；

所述旋流臂(42)的进料口和出料口分别与所述进料管(4)的外壁和所述壳体(1)的内壁相切。

3.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，

所述进料管(4)的出料端水平或向下倾斜0～45度。

4.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，

所述旋流臂簇的多个旋流臂(42)沿所述进料管(4)的水平截面周向均匀布置。

5.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，

所述气液分离器包括多组旋流臂簇，多组所述旋流臂簇从上自下依次向下倾斜设置所述进料管(4)的出料端。

6.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，

所述导流筒(3)的底端设置有气流挡边(31)，所述气流挡边(31)朝向所述壳体(1)的内壁倾斜，所述导流筒(3)与所述气流挡边(31)的连接处密实不透气。

7.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，

所述集液腔(14)内设置有集液隔气漏斗(51)，所述集液隔气漏斗(51)的底端设置有漏斗排液口(52)。

8.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，

所述集液腔(14)上部的中心竖直设置有一稳涡杆(61)，所述稳涡杆(61)与所述壳体(1)之间固定有稳涡杆连接件(62)，

所述集液腔(14)的底部设置若干组削涡板(7)，每组包括多个削涡板(7)，每组的多个所述削涡板(7)均匀固定于所述壳体(1)的水平截面上。