CN211069126U - 一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，包括：卧式容器，所述卧式容器内依次隔开设置径向的布液器、粗分分层板组与精分分层板组，所述卧式容器内靠近所述布液器的一侧设有液体入口，所述卧式容器内靠近所述精分分层板组的一侧设有主要相出口。本实用新型中可处理含有一定固体颗粒物、粘度高的物料，不相溶两相可在30min内高精度分离。

Description

一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置

技术领域

本实用新型涉及石油、化工生产过程中的分离设备领域，尤其涉及一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置。

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。

发明内容

本实用新型的目的是提供耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，设备外形尺寸缩小的同时分离效果提高。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，包括：卧式容器，所述卧式容器内依次隔开设置径向的布液器、粗分分层板组与精分分层板组，所述卧式容器内靠近所述布液器的一侧设有液体入口，所述卧式容器内靠近所述精分分层板组的一侧设有主要相出口；

沿着所述液体的流动方向，所述粗分分层板组包括8-30块粗分折板组，每块所述粗分折板组包括若干粗分V型板，所述粗分V型板开口朝上，每块所述折板组的若干粗分V型板垂直于所述液体的流动方向均匀排布，每块所述粗分折板组宽度为80-200mm，所述相邻粗分V型板之间的间距为8-40mm，所述粗分V型板开口的角度为60°-120°，相邻所述折板组之间的间距为 10-30mm；

沿着所述液体的流动方向，所述精分分层板组包括8-30块精分折板组，每块所述精分折板组包括若干精分V型板，所述精分V型板开口朝上，每块所述精分折板组的若干精分V型板垂直于所述液体的流动方向均匀排布，每块所述精分折板组宽度为80-200mm，所述相邻精分V型板之间的间距为 8-30mm，

所述V型板开口的角度为60°-120°，相邻所述精分折板组之间的间距为 10-20mm。

上述结构中，不相溶的两相混合物首先从卧式容器前端进入，经过布液器后以层流状态流入粗分分层分层板组，通过与板表面碰撞，液滴发生聚结使粗分板组对来料的主要相与分散相进行预分离，同时去除绝大部分固体颗粒物。然后经过初步分离的混合物进入精分分层板组，对原料液的主要相与分散相进行深度分离。每个板组都互相独立，可以根据分离介质的性质、分离精度要求来设计板组的数量、间隔距离、材质等参数。特殊的板间距和板长度使小液滴快速分离，主要相从设备尾部的主要相出口排出进入下游设备，分散相从分散相出口分离出。当重相筒体内的重相分散相的液位高于上重相视镜时，打开重相出口将重相分散相排出，直至重相分散相的液位低于下重相视镜后关闭，分离了重相分散相的主要相通过主要相出口排出卧式容器。

本实用新型可处理含有一定固体颗粒物、粘度高的物料，不相溶两相可在30min内高精度分离，具有分离效率高、占地面积少的优点，缩小设备外形尺寸的效果。

优选地，所述耐固体颗粒的分离非均相液体的装置还包括：

重相筒体，所述重相筒体设置在所述精分分层板组与主要相出口之间的卧式容器的底部并与所述卧式容器的内部连通，所述重相筒体上开设有上重相视镜与下重相视镜，所述重相筒体内靠近所述下轻视镜处设有重相出口。

轻相筒体，所述轻相筒体设置在所述精分分层板组与主要相出口之间的卧式容器的底部并与所述卧式容器的内部连通，所述轻相筒体上开设有上轻相视镜与下轻相视镜，所述轻相筒体内靠近所述上轻相视镜处设有轻相出口。

上述结构中，当主要相中同时混有轻相分散相与重相分散相时，流经分层板组后的轻相分散相进入轻相筒体内，当轻相筒体内的轻相分散相的液位低于下轻相视镜时，打开轻相出口将轻相分散相排出，直至轻相分散相的液位高于上轻相视镜后关闭。从上述描述可知，本结构可以用于实现分离三相非均相液液分离。

优选地，所述耐固体颗粒的分离非均相液体的装置还包括：设置在卧式容器内的第一压力变送器、第二压力变送器，所述第一压力变送器位于所述布液器与粗分分层板组之间，所述第二压力变送器位于所述精分分层板组与主要相出口之间；

控制器，所述控制器分别与所述第一压力变送器、第二压力变送器通讯连接。

上述结构中，通过第一压力变送器监测粗分分层板组前的压力降、通过第二压力变送器监测精分分层板组后的压力降，监测分层板组是否堵塞。

优选地，所述耐固体颗粒的分离非均相液体的装置还包括：第一界面计，所述第一界面计竖直设置且所述第一界面计的第一端伸入所述重相筒体内，所述第一界面计的第二端位于卧式容器内且所述第一界面计的第二端的高度高于所述主要相出口所在的高度；所述第一界面计与所述控制器通讯连接。

上述结构中，第一界面计用于检测重相分散相的液位，当主要相内混入的重相分散相含量较大时，重相分散相的液位无法通过上、下重相视镜观测，此时通过第一界面计检测重相分散相的液位，且第一界面计将重相分散相的液位信息传输给控制器，控制器根据该重相分散相的液位信息控制重相出口的启闭。

优选地，所述耐固体颗粒的分离非均相液体的装置还包括：第二界面计，所述第二界面计竖直设置且所述第二界面计的第一端伸入所述轻相筒体内，所述第二界面计的第二端位于卧式容器内且所述第二界面计的第二端的高度低于所述卧式容器的中心线所在的高度；所述第二界面计与所述控制器通讯连接。

上述结构中，第二界面计用于检测轻相分散相的液位，当主要相内混合的轻相分散相含量较大时，轻相分散相的液位无法通过上、下轻相视镜观测，此时通过第二界面计检测轻相分散相的液位，且第二界面计将轻相分散相的液位信息传输给控制器，控制器根据该液位信息控制轻相出口的启闭。

优选地，所述粗分V型板和细分V型板均采用金属、聚氯乙烯、聚丙烯或者聚偏氟乙烯制成。

优选地，所述布液器为孔板式布液器或格栅式布液器。

进一步，优选地，所述孔板式布液器的开孔率为30％-70％之间，所述孔板式布液器的孔径大小为8-30mm。

优选地，所述液体入口通过进液管与卧式容器的内部连通。

本实用新型提供的一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，能够带来以下有益效果：

1、本实用新型中可处理含有一定固体颗粒物、粘度高的物料，不相溶两相可在30min内高精度分离。

2、本实用新型分离精度为300ppm，结构简单，分离效率高，成本低，占地面积少同时其是一种应用于石油、化工生产过程中的分离设备，具体用以分离大流量不相溶的混合液，且能耐受具有2％固体颗粒物的液体。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对耐固体颗粒的分离非均相液体的装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是耐固体颗粒的分离非均相液体的装置的结构示意图；

附图标号说明：

1-卧式容器，2-液体入口，3-进液管，4-放空口，5-布液器，6-粗分分层板组，7-精分分层板组，8-重相筒体，9-轻相筒体，10a-上重相视镜，10b-下重相视镜，11a-上轻相视镜，11b-下轻相视镜，12-重相出口，13-轻相出口，14-主要相出口，15-第一界面计，16-第二界面计，17-排污口，18-第一压力变送器， 19-第二压力变送器。

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。

【实施例1】

如图1所示，实施例1公开了一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置的具体实施方式，用于分离含有固体颗粒的非均相液体，具体包括：

卧式容器1，卧式容器1内依次隔开设置径向的布液器5、粗分分层板组 6与精分分层板组7，布液器5保证液体以层流状态流入粗分分层板组6，通过与板表面碰撞，液滴发生聚结，实现快速预分离，同时去除大部分固体颗粒物。然后再通过精分分层板组7对液体的主要相与分散相进行快速深度分层。

卧式容器1内靠近所述布液器5的一侧设有液体入口2，液体入口2通过进液管3与卧式容器1的内部连通，进液管3为T型构件用于减小液体的湍流度。

卧式容器1内靠近精分分层板组7的一侧设有主要相出口14；

卧式容器1的底部设有三个排污口17，卧式容器1的顶部设有一个放空口4。具体的，三个排污口17分别设置在液体入口2的下方、布液器5与粗分分层板组 6之间以及精分分层板组7与主要相出口14之间，放空口4设置在布液器5与粗分分层板组6之间。布液器5为孔板式布液器，其开孔率为30％-70％，孔径大小为 8-30mm。当停工时，排污口17用于将卧式容器1内的液体以及杂质排出。放空口4在耐固体颗粒的分离非均相液体的装置刚开始排入液体时，卧式容器1内的空气通过该放空口4排出卧式容器1。

如图1所示，卧式容器1上还设有重相筒体8，重相筒体8设置在精分分层板组7与主要相出口14之间的卧式容器1的底部，重相筒体8竖直朝下延伸，重相筒体8与卧式容器1的内部连通，重相筒体8远离卧式容器1的一端开设有重相出口12，沿着竖直方向，重相筒体8上开设有上重相视镜10a与下重相视镜10b，上重相视镜10a位于下重相视镜10b的上方。

卧式容器1内还设有第一压力变送器18与第二压力变送器19，第一压力变送器18位于布液器5与粗分分层板组6之间，第二压力变送器19位于精分分层板组7与分散相出口14之间。其中，通过第一压力变送器18监测粗分分层板组6前的压力降、通过第二压力变送器19监测精分分层板组7后的压力降，监测分层板组是否堵塞。

本实施例还包括：控制器，控制器分别与第一压力变送器18、第二压力变送器19以及第三压力变送器20通讯连接，当发现粗分分层板组6或者精分分层板组7处堵塞时，及时停工。

沿着液体的流动方向，粗分分层板组6包括8-30块粗分折板组，每块粗分折板组包括若干粗分V型板，粗分V型板开口朝上，每块折板组的若干粗分V型板垂直于液体的流动方向均匀排布，每块粗分折板组宽度为80-200mm，所述粗分V型板开口的角度为60°-120°，相邻所述折板组之间的间距为 10-30mm；

沿着液体的流动方向，精分分层板组7包括8-30块精分折板组，每块精分折板组包括若干精分V型板，精分V型板开口朝上，每块精分折板组的若干精分V型板垂直于液体的流动方向均匀排布，每块精分折板组宽度为 80-200mm，相邻精分V型板之间的间距为8-30mm，V型板开口的角度为60° -120°，相邻精分折板组之间的间距为10-20mm。

每个板组都互相独立，可以根据分离介质的性质、分离精度要求来设计板组的数量、间隔距离、材质等参数。

当主要相内掺杂少量重相分散相时，从液体入口2进入的液体先经过进液管3减小湍流度，然后经过布液器5后以层流状态流入粗分分层板组6，通过与板表面碰撞，液滴发生聚结使粗分分层板组6对来料的主要相与分散相进行预分离，同时去除绝大部分固体颗粒物。然后经过初步分离的混合物进入精分分层板组7，对原料液的主要相与分散相进行深度分离。特殊的板间距和板长度使小液滴快速分离，主要相从设备尾部的主要相出口14排出进入下游设备，分散相从分散相出口分离出。当重相筒体8内的重相分散相的液位高于上重相视镜10a时，打开重相出口12将重相分散相排出，直至重相分散相的液位低于下重相视镜10b后关闭。分离了重相分散相的主要相通过主要相出口14排出卧式容器1。

粗分分层板组6和精分分层板组7通过碰撞聚结和润湿聚结双重激励，分散相居住粗粒化，再利用浅池原理设计的分层板组快速将主要相中的分散相较高精度分离，从而实现较好的分离效果和较高的分离效率。同时由于分层板组具有本实施例中示例的结构，从而具有一定的耐固体颗粒性，当液体中含有少量固体时，固定经过折板时，会被挡住在第一折板与第二折板之间的转角内，最终从折板的两侧流入卧式容器底部，因此，本实施例的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置能够耐受具有2％的固体颗粒的液体。

【实施例2】

如图1所示，实施例2在实施例1的基础上，实施例2还包括第一界面计 15，第一界面计15竖直设置且第一界面计15的第一端伸入重相筒体8内，第一界面计15的第一端(图1的第一界面计15的下端)的高度低于上重相视镜10a的高度并高于下重相视镜10b的高度，第一界面计15的第二端(图1的第一界面计15的上端)位于卧式容器1内且第一界面计15的第二端的高度高于主要相出口14所在的高度。第一界面计15与控制器通讯连接。

本实施例中，第一界面计15用于检测重相分散相的液位，当主要相内混合的重相分散相含量较大时，通过第一界面计15检测重相分散相的液位，且第一界面计15将重相分散相的液位信息传输给控制器，控制器根据该液位信息控制重相出口12的启闭。具体的，当第一界面计15测得重相分散相的液位已经高于第一界面计15的第二端的高度时，此时控制器打开重相出口12将重相分散相排出，直至第一界面计15测得重相分散相的液位已经低于第一界面计15 的第一端的高度时，关闭重相出口12。

【实施例3】

如图1所示，实施例3在实施例2的基础上，实施例3还包括：轻相筒体 9与第二界面计16，轻相筒体9设置在分层板组7与主要相出口14之间的卧式容器1的顶部，轻相筒体9竖直朝上延伸，轻相筒体9与卧式容器1的内部连通，轻相筒体9远离卧式容器1卧式容器1的一端开设有轻相出口13，沿着竖直方向，轻相筒体9上开设有上轻相视镜11a与下轻相视镜11b，上轻相视镜11a位于下轻相视镜11b的上方。

第二界面计16竖直设置且第二界面计16的第一端(图1中的第二界面计 16的上端)伸入轻相筒体9内，第二界面计16的第一端的高度低于上重相视镜10a的高度并高于下重相视镜10b的高度，第二界面计16的第二端(图1 中的第二界面计16的下端)位于卧式容器1内且第二界面计16的第二端的高度低于主要相出口14所在的高度。第二界面计16与控制器通讯连接。

以下根据主要相内存在的重相分散相与少量分散相的含量多少进行分别论述：

(1)当主要相内分别掺杂少量重相分散相与少量轻相分散相时；

经过粗分分层板组6和精分分层板组7处进行快速分层后，重相分散相流入重相筒体8内，轻相分散相进入轻相筒体9内。当重相筒体8内的重相分散相的液位高于上重相视镜10a时，打开重相出口12将重相分散相排出，直至重相分散相的液位低于下重相视镜10b后关闭。当轻相筒体9内的轻相分散相的液位低于下轻相视镜11b时，打开轻相出口13将轻相分散相排出，直至轻相分散相的液位高于上轻相视镜11a后关闭。分离了重相分散相与轻相分散相的主要相通过主要相出口14排出卧式容器1。

(1)当主要相内分别掺杂较大量重相分散相与较大量轻相分散相时；

第一界面计15用于检测重相分散相的液位，当主要相内混合的重相分散相含量较大时，通过第一界面计15检测重相分散相的液位，且第一界面计15 将重相分散相的液位信息传输给控制器，控制器根据该液位信息控制重相出口12的启闭。当第一界面计15测得重相分散相的液位已经高于第一界面计15 的第二端(图1的第一界面计15的上端)的高度时，此时控制器打开重相出口 12将重相分散相排出，直至第一界面计15测得重相分散相的液位已经低于第一界面计15的第一端(图1的第一界面计15的下端)的高度时，关闭重相出口12。

第二界面计16用于检测轻相分散相的液位，当主要相内混合的轻相分散相含量较大时，通过第二界面计16检测轻相分散相的液位，且第二界面计16 将轻相分散相的液位信息传输给控制器，控制器根据该液位信息控制轻相出口13的启闭。当第二界面计16测得轻相分散相的液位已经低于第二界面计16 的第二端(图1中的第二界面计16的下端)的高度时，此时控制器打开轻相出口13将轻相分散相排出，直至第二界面计16测得轻相分散相的液位已经高于第二界面计16的第一端(图1中的第二界面计16的上端)的高度时，关闭轻相出口13。

其中，第一界面计15在上重相视镜10a与下重相视镜10b无法实现精确观测时使用，第二界面计16与第一界面计15原理相同。

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 (9)

1.一种耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于，包括：

卧式容器，所述卧式容器内依次隔开设置径向的布液器、粗分分层板组与精分分层板组，所述卧式容器内靠近所述布液器的一侧设有液体入口，所述卧式容器内靠近所述精分分层板组的一侧设有主要相出口；

沿着所述液体的流动方向，所述粗分分层板组包括8-30块粗分折板组，每块所述粗分折板组包括若干粗分V型板，所述粗分V型板开口朝上，每块所述折板组的若干粗分V型板垂直于所述液体的流动方向均匀排布，每块所述粗分折板组宽度为80-200mm，所述粗分V型板开口的角度为60°-120°，相邻所述折板组之间的间距为10-30mm；

沿着所述液体的流动方向，所述精分分层板组包括8-30块精分折板组，每块所述精分折板组包括若干精分V型板，所述精分V型板开口朝上，每块所述精分折板组的若干精分V型板垂直于所述液体的流动方向均匀排布，每块所述精分折板组宽度为80-200mm，所述相邻精分V型板之间的间距为8-30mm，所述V型板开口的角度为60°-120°，相邻所述精分折板组之间的间距为10-20mm。

2.根据权利要求1所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于，还包括：

重相筒体，所述重相筒体设置在所述精分分层板组与主要相出口之间的卧式容器的底部并与所述卧式容器的内部连通，所述重相筒体上开设有上重相视镜与下重相视镜，所述重相筒体内靠近所述下重相视镜处设有重相出口；

轻相筒体，所述轻相筒体设置在所述精分分层板组与主要相出口之间的卧式容器的底部并与所述卧式容器的内部连通，所述轻相筒体上开设有上轻相视镜与下轻相视镜，所述轻相筒体内靠近所述上轻相视镜处设有轻相出口。

3.根据权利要求2所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，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，所述第一压力变送器位于所述布液器与粗分分层板组之间，所述第二压力变送器位于所述精分分层板组与主要相出口之间；

控制器，所述控制器分别与所述第一压力变送器、第二压力变送器通讯连接。

4.根据权利要求3所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于，还包括：

第一界面计，所述第一界面计竖直设置且所述第一界面计的第一端伸入所述重相筒体内，所述第一界面计的第二端位于卧式容器内且所述第一界面计的第二端的高度高于所述主要相出口所在的高度；

所述第一界面计与所述控制器通讯连接。

5.根据权利要求3所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于，还包括：

第二界面计，所述第二界面计竖直设置且所述第二界面计的第一端伸入所述轻相筒体内，所述第二界面计的第二端位于卧式容器内且所述第二界面计的第二端的高度低于所述主要相出口所在的高度；

所述第二界面计与所述控制器通讯连接。

6.根据权利要求1所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于：

所述粗分V型板和细分V型板均采用金属、聚氯乙烯、聚丙烯或者聚偏氟乙烯制成。

7.根据权利要求1所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于：

所述布液器为孔板式布液器或格栅式布液器。

8.根据权利要求7所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于：

所述孔板式布液器的开孔率为30％-70％之间，所述孔板式布液器的孔径大小为8-30mm。

9.根据权利要求1所述的耐固体颗粒的分离非均相液体的装置，其特征在于：

所述液体入口通过进液管与卧式容器的内部连通。

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