CN210814048U - 一种高精度液液相分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度液液相分离器，包括：卧式容器，卧式容器一侧设有液体入口，另一侧设有物料出口，物料出口设于卧式容器底部；卧式容器内依次设有孔板式分布器、一级纤维床与二级纤维床，孔板式分布器位于液体入口一侧，二级纤维床位于物料出口一侧；一对轻相筒体，其中一个轻相筒体设置在一级纤维床与二级纤维床之间的卧式容器的顶部，另一个轻相筒体设置在二级纤维床与物料出口之间的卧式容器的顶部。本实用新型在互不相溶的液液分离过程中无能源消耗，主要实用于石油、化工、环保生产过程中不相溶两相的分离。本实用新型分离精度达99.9％以上，最高可将物料出口内的未溶解分散相含量降低至20ppm以下。

Description

一种高精度液液相分离器

技术领域

本实用新型涉及石油、化工生产过程中以及环保中的分离器领域，用于分离不相溶的液体，具体涉及一种高精度液液相分离器。

背景技术

液液混合物处理的难易取决于分散相与主要相的粘度、密度以及分散相的粒径分布等。其处理方法主要有重力分离、聚结分离、吸附分离、离心分离。

现有技术中应用最广泛的是重力分离法，重力分离法根据自然沉降实现液液分离，但是采用该方法的主要缺陷是设备尺寸大，停留时间长，分离效果较差。

第二种是聚结分离法，聚结又称为粗粒化。当主要相通过装有聚结材料的装置时，分散相液滴将逐步变大。在聚结之后，分散相和主要相在重力作用下被分离开。一般聚结过程主要有三步，首先，纤维捕捉水滴。第二，捕获的水滴在纤维上聚结。第三，聚结的分散相通过主要相的流动被送出纤维表面。此法的技术关键是粗粒化材料的选择。不同的物料需要相对应的材质，才能保证分离效果。

第三种是吸附分离，吸附是一种与表面能有关的表面现象，常分为物理吸附(靠吸附剂与吸附质之间的分子作用)、化学吸附(靠化学键力作用)和离子交换吸附(靠静电引力作用)三种类型。吸附分离是采用亲水性物质构成的吸附剂，不仅对水有很好的吸附性能，而且能同时吸附油液中的一些有机物杂质，将污染物浓度降到很低，但吸附容量有限，并且成本较高，再生困难，故一般只用于油液的深度处理。

第四种是离心分离，利用不同密度、不互溶的两相在水力旋流器中高速旋转时产生离心力的差异而达到分离的目的。这种分离器比传统的分离器处理效率高、占地少、结构简单，可单级和多级串联使用。其缺点是高流速产生的紊流将部分分散相剪碎，使之成先更细的分散物，从而使分离效率降低；其次运转费用高。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种高精度液液相分离器，用于解决现有技术的能耗高、设备尺寸大以及分离精度欠佳的问题。

本实用新型适用于两种不相溶混合液的分离，分离精度99.9％以上，操作简单、安全，分离效率高、占地面积小、能耗低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高精度液液相分离器，包括：

卧式容器，所述卧式容器一侧设有液体入口，另一侧设有物料出口，所述物料出口设于所述卧式容器底部；

所述卧式容器内依次设有孔板式分布器、一级纤维床与二级纤维床，所述孔板式分布器位于所述液体入口一侧，所述二级纤维床位于所述物料出口一侧；

所述孔板式分布器的孔板开孔率为30％-60％；

所述一级纤维床的纤维为亲水性材料，所述二级纤维床的材料为憎水性材料；

所述卧式容器的底部设有排污口，所述卧式容器的顶部设有放空口；

二级轻相筒体，所述二级轻相筒体设置在所述一级纤维床与二级纤维床之间的卧式容器的顶部；

一级轻相筒体，所述一级轻相筒体设置在所述二级纤维床与物料出口之间的卧式容器的顶部。

本技术方案中，通过孔板式分布器对物料进行预处理，均布物料的流场，消除或减缓流场中的沟流、短路流和涡流的现象，使进料成层流状态先后进入一级纤维床和二级纤维床，经过纤维床处理之后，分散相与主要相在纤维床尾部的斯托克斯沉降区分层。

进一步，优选地，所述一级轻相筒体与所述卧式容器的内部连通，所述一级轻相筒体远离所述卧式容器的一端开设有轻相出口，沿着竖直方向，所述一级轻相筒体上开设有第一视镜口与第二视镜口，所述第一视镜口位于第二视镜口的上方，所述二级轻相筒体结构与所述一级轻相筒体结构相同。

本技术方案中，将一级纤维床处理后的分散相汇集在一级轻相筒体中并排出，使精度更高液体进入二级纤维床处理，提高了分离器的精度，一级轻相筒体的尺寸依据分散相的含量来设计。二级纤维床处理后的分散相汇集在轻相筒体中，当二级轻相筒体内的轻相分散相液位高于第一视镜口时，打开轻相出口将轻相分散相排出，直至轻相分散相的液位低于第二视镜口后关闭。二级轻相筒体的尺寸依据分散相的含量来设计。

本实用新型在互不相溶的液液分离过程中无能源消耗，主要实用于石油、化工、环保生产过程中不相溶两相的分离。本实用新型分离精度达99.9％以上，最高可将物料出口内的未溶解分散相含量降低至20ppm以下。

多级纤维床之间的区域为斯托克斯分离区，所谓斯托克斯分离区是指当物体在粘滞性流体中作匀速运动时，物体表面附着一层液体，这一液层与其相邻液层之间有内摩擦力，因此物体在移动过程中必须克服这一阻滞力，如果物体是球形的，而且液体相对于球体作层流运动的区域。

本实用新型的串联多级纤维床，可利用前一级缓冲区压力作为下一级分离罐的进液动力，同时省去一个或多个进液罐及配套仪表等，减小系统的基建投资和运行费用。

优选地，所述液体入口通过进口件与所述卧式容器的内部连通。

本技术方案中，进口件为T型构件可以使物料从进料口进入后物料湍流度减小使原料液经进口件后流场得以均布,此外进口件对原料液有预分离的作用。

优选地，所述高精度液液相分离器还包括：

设置在卧式容器内的第一压力变送器、第二压力变送器与第三压力变送器，所述第一压力变送器位于所述孔板式分布器与一级纤维床之间，所述第二压力变送器位于所述一级纤维床与二级纤维床之间，所述第三压力变送器位于所述二级纤维床与物料出口之间；

控制器，所述控制器分别与所述第一压力变送器、第二压力变送器与第三压力变送器通讯连接。

本技术方案中，通过第一压力变送器与第二压力变送器监测所得的前后压力数值可以计算出纤维床的压力降，随时监测液体的压力，保证分离效果。

本技术方案中，经过这样设置的孔板式分布器可以保证物料以层流状态流入一级纤维床。

优选地，所述一级纤维床的纤维为金属纤维或玻璃纤维；

所述二级纤维床的纤维为聚酯、高分子塑料；

所述一级纤维床和二级纤维床的纤维直径小于200μm。

综上所述，本实用新型的一种高精度液液相分离器可以实现以下有益效果：

1、本实用新型适用于两种不相溶混合液的分离，分离精度99.9％以上，操作简单、安全，分离效率高、占地面积小、能耗低。

2、本实用新型在互不相溶的液液分离过程中无能源消耗，主要实用于石油、化工、环保生产过程中不相溶两相的分离。本实用新型分离精度达99.9％以上，最高可将物料出口内的未溶解分散相含量降低至20ppm以下。

3、本实用新型公开了一种高精度液液相分离器，该装置可以高精度分离互不相溶的混合液。当分散相密度比主要相密度大时，小筒体位于卧式壳体的下方，当分散相密度比主要相密度小时，小筒体位于卧式壳体的上方。多级纤维床之间的区域为斯托克斯分离区。

4、本实用新型的串联多级纤维床，可利用前一级缓冲区压力作为下一级分离罐的进液动力，同时省去一个或多个进液罐及配套仪表等，减小系统的基建投资和运行费用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型一种高精度液液相分离器的结构示意图。

附图标号说明：

卧式容器1；液体入口2；进口件3；孔板式分布器4；一级纤维床5；二级纤维床6；一级轻相筒体7；二级轻相筒体8；轻相出口9；第一视镜口10a；第二视镜口10b；物料出口11；放空口12；排污口13；第一压力变送器14；第二压力变送器15；第三压力变送器16。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

为了使本发明实现的技术方案和特点易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种高精度液液相分离器的具体实施方式，具体包括：

卧式容器1，卧式容器1一侧设有液体入口2，另一侧设有物料出口11，物料出口11设于卧式容器1底部，液体入口2通过进口件3与卧式容器1的内部连通。进口件3为T型构件可以使物料从进料口进入后物料湍流度减小使原料液经进口件3后流场得以均布,对原料液有预分离的作用。

沿着液体流动方向，即图1的从左到右的方向，卧式容器1内依次设有孔板式分布器4、一级纤维床5与二级纤维床6，孔板式分布器4位于液体入口2一侧，二级纤维床6位于物料出口11一侧。孔板式分布器4的孔板开孔率为30％-60％，通过孔板式分布器4对物料进行预处理，均布物料的流场，消除或减缓流场中的沟流、短路流和涡流的现象，使进料成层流状态先后进入一级纤维床5和二级纤维床6，经过纤维床处理之后，分散相与主要相在纤维床尾部的斯托克斯沉降区分层。

卧式容器1的底部设有三个排污口13，卧式容器1的顶部设有一个放空口12。具体的，三个排污口13分别设置在液体入口2的下方、一级纤维床5与二级纤维床6之间以及二级纤维床6与物料出口11之间，放空口12设置在孔板式分布器4与一级纤维床5之间。当停工时，排污口13用于将卧式容器1内的液体以及杂质排出。放空口12用于在物料刚开始进入卧式容器1内时，原先卧式容器1内的空气通过放空口12排出卧式容器1，防止卧式容器1内气体压强过大，导致分离效果不好。

一级纤维床5的纤维床材质为不锈钢、玻璃等亲水纤维；

二级纤维床6的纤维床材质为聚酯、高分子塑料、活性炭纤维等亲油纤维；

一级纤维床和二级纤维床的纤维的直径小于200μm；

二级轻相筒体8，二级轻相筒体8设置在二级纤维床6与物料出口11之间的卧式容器1的顶部，轻相筒体竖直朝上延伸，轻相筒体与卧式容器1的内部连通，轻相筒体远离卧式容器1的一端开设有轻相出口9，沿着竖直方向，轻相筒体上开设有第一视镜口10a与第二视镜口10b，第一视镜口10a位于第二视镜口10b的上方。

本实施例中，二级纤维床6处理后的分散相汇集在轻相筒体中，当二级轻相筒体8内的轻相分散相液位高于第一视镜口10a时，打开轻相出口9将轻相分散相排出，直至轻相分散相的液位低于第二视镜口10b后关闭。二级轻相筒体8的尺寸依据分散相的含量来设计。

本实用新型在互不相溶的液液分离过程中无能源消耗，主要实用于石油、化工、环保生产过程中不相溶两相的分离。本实用新型分离精度达99.9％以上，最高可将物料出口11内的未溶解分散相含量降低至20ppm以下。

多级纤维床之间的区域为斯托克斯分离区，所谓斯托克斯分离区是指当物体在粘滞性流体中作匀速运动时，物体表面附着一层液体，这一液层与其相邻液层之间有内摩擦力，因此物体在移动过程中必须克服这一阻滞力，如果物体是球形的，而且液体相对于球体作层流运动的区域。

本实用新型的串联多级纤维床，可利用前一级缓冲区压力作为下一级分离罐的进液动力，同时省去一个或多个进液罐及配套仪表等，减小系统的基建投资和运行费用。

实施例2

如图1所示，本实施例是在实施例1的基础上，实施例2还包括：

设置在卧式容器1内的第一压力变送器14、第二压力变送器15与第三压力变送器16，第一压力变送器14位于孔板式分布器4与一级纤维床5之间，第二压力变送器15位于一级纤维床5与二级纤维床6之间，第三压力变送器16位于二级纤维床6与物料出口11之间；

控制器，控制器分别与第一压力变送器14、第二压力变送器15与第三压力变送器16通讯连接。

本实施例中，通过第一压力变送器14与第二压力变送器15监测所得的前后压力数值可以计算出纤维床的压力降，随时监测液体的压力，保证分离效果。

实施例3

如图1所示，本实施例是在实施例1的基础上，实施例3还包括：

一级轻相筒体7，一级轻相筒体7设置在一级纤维床5与二级纤维床6之间的卧式容器1的顶部，一级轻相筒体7的结构与二级轻相筒体8相同。

本技术方案中，物料从液体入口2进入后，首先通过进口件3，物料湍流度减小再经过孔板式分布器4保证了物料以层流状态流入一级纤维床5，经过一级纤维床5之后，不相溶的混合液得以分离，轻相分散相进入一级轻相筒体7，轻相分散相积累到一定高度，通过轻相出口9排放。此后主要相进入二级纤维床67进行更高精度分离，分离后轻相分散相进入二级轻相筒体8，主要相从物料出口11排出进入下一工况。

本实施例中将一级纤维床5处理后的分散相汇集在一级轻相筒体7中并排出，使精度更高液体进入二级纤维床6处理，提高了分离器的精度，一级轻相筒体7的尺寸依据分散相的含量来设计。

实施例4

本具体实施例在实施例1的基础上，还公开了二级轻相筒体8和一级轻相筒体7可以朝上或者朝下。

本实施例中，轻相筒体位于纤维床尾部，当分散相密度比主要相密度大时，轻相筒体位于卧式壳体1的下方，当分散相密度比主要相密度小时，轻相筒体位于卧式壳体1的上方。

本实用新型的分离原理：通过碰撞聚结和润湿聚结双重机理，分散相逐步粗粒化，短时间内就可以从主要相中分离。分离精度最高可达20ppm。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种高精度液液相分离器，其特征在于，包括：

卧式容器，所述卧式容器一侧设有液体入口，另一侧设有物料出口，所述物料出口设于所述卧式容器底部；

所述卧式容器内依次设有孔板式分布器、一级纤维床与二级纤维床，所述孔板式分布器位于所述液体入口一侧，所述二级纤维床位于所述物料出口一侧；

所述孔板式分布器的孔板开孔率为30％-60％；

所述一级纤维床的纤维为亲水材料，所述二级纤维床的纤维为憎水材料；

所述卧式容器的底部设有排污口，所述卧式容器的顶部设有放空口；

一级轻相筒体，所述一级轻相筒体设置在所述一级纤维床与二级纤维床之间的卧式容器的顶部；

二级轻相筒体，所述二级轻相筒体设置在所述二级纤维床与物料出口之间的卧式容器的顶部。

2.如权利要求1所述的一种高精度液液相分离器，其特征在于：

所述一级轻相筒体与所述卧式容器的内部连通，所述一级轻相筒体远离所述卧式容器的一端开设有轻相出口，沿着竖直方向，所述一级轻相筒体上开设有第一视镜口与第二视镜口，所述第一视镜口位于第二视镜口的上方，所述二级轻相筒体结构与所述一级轻相筒体结构相同。

3.如权利要求1所述的一种高精度液液相分离器，其特征在于：

所述液体入口通过进口件与所述卧式容器的内部连通。

4.如权利要求1所述的一种高精度液液相分离器，其特征在于，还包括：

设置在卧式容器内的第一压力变送器、第二压力变送器与第三压力变送器，所述第一压力变送器位于所述孔板式分布器与一级纤维床之间，所述第二压力变送器位于所述一级纤维床与二级纤维床之间，所述第三压力变送器位于所述二级纤维床与物料出口之间；

控制器，所述控制器分别与所述第一压力变送器、第二压力变送器与第三压力变送器通讯连接。

5.如权利要求1所述的一种高精度液液相分离器，其特征在于：

所述一级纤维床的纤维为金属纤维或玻璃纤维；

所述二级纤维床的纤维为聚酯、高分子塑料；

所述一级纤维床和二级纤维床的纤维直径小于200μm。

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