CN218357962U - 一种治理大气污染的高效气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种治理大气污染的高效气液分离器，属于环境污染治理技术领域，涉及一种治理大气污染的高效气液分离器新设备，具体应用于生活垃圾处理、污水处理及工业生产等工艺过程，对装置运行中产生的有害气体污染进行治理。主要部件包括进气管、外旋流板、旋流板上固定板、内旋流板、气体出口、上锥体、中心圆筒、分离器筒体、下锥体、排液口和旋流板下固定板；本装置利用离心分离原理，设置了两层旋流板和中心圆筒，具有三重离心分离效果；适用于大气量工艺过程，能满足大型工业和环境治理工程对气液分离器的要求，分离范围广，分离效率高；结构更简单，设备阻力更小，不易阻塞，不需要更换设备部件，操作方便，维修量小，易于维修，设备投资小，运行费用低；运行周期长，不产生二次污染。

Description

一种治理大气污染的高效气液分离器

技术领域

本实用新型属于属于大气污染治理技术领域，涉及一种治理环境污染的高效气液分离器新设备，具体应用于生活垃圾处理、污水处理及工业生产等工艺过程，对装置运行中产生的有害气体污染进行治理。

背景技术

在工业生产和环境治理工程，气体净化是常见的工艺过程。以VOCs污染治理为例，含有VOCs的待处理工艺气体中常常又含有大量雾状形态的微粒水滴，甚至可能含有烟尘、焦油和其他有害物质。在工艺气体被输送和后续加工中，随着温度降低、压力增加及其他工艺条件的变化，微粒水滴将凝聚成大水滴，并聚集成液态凝结水，沉积在管道、设备及其他工艺装备中。凝结水中一般含有高浓度VOCs、烟尘、焦油和其他有害物质，一方面对可能对工艺准备造成危害，损害后续加工工艺，另一方面造成工艺气体浓度超标。如果直接排放，则造成排放尾气VOCs、烟尘、焦油和其他有害物质的浓度超标。在大型工业生产和大的环境治理工程中，工艺气体中液态物质对于大型高转速输送风机的破坏尤为严重。因此，应用气液分离设备，将工艺气体中的微粒水滴进行分离，成为工业生产和环境治理工程中气体净化的重要工艺过程。

常见的气液分离器可以分为重力分离器和介质过滤分离器两种。重力分离器包括重力沉降分离器、离心分离器、挡板分离器和叶片分离器。介质过滤分离器包括填料分离器、丝网分离器、微孔过滤分离和吸附分离器。现有的重力分离器一般适用于大气量的工艺过程，设备结构较为简单，阻力小、不易阻塞、操作方便、易于维修。但仅对于粒径较大的液态粒子分离效果较好，不能有效分离粒径小于200μ的液态粒子，总体分离效率较低。介质过滤分离器般适用于小气量的工艺过程，可以有效分离各种粒径的液态粒子，对于小于200μ的液态粒子也可以有效分离，总体分离效率较高。但是介质过滤分离器一般设备结构较为复杂，由于填料、丝网或者其他过滤介质存在，对工艺气体的阻力较大，介质层易阻塞，需要定期清理、维修。

近年来，为了达到气液分离器大型化、分离范围广、效率高、结构简单，阻力小、不易阻塞、操作方便、易于维修的目标，工业企业及科研单位的技术进行了大量的科学实验，在现有气液分离器的基础上，改进和研发新的气液分离器，虽然取得了一定的成果，但仍然存在许多技术问题需要解决。

已经授权的实用新型专利，CN213101178U公布了“一种羽叶式气液分离器”，利用惯性力原理来实现分离效果，其核心技术是设置了一种波形分离片，用于提升分离器抗堵塞性能，降低分离器的阻力，提升分离器的操作弹性，减少二次夹带的风险，进而提高分离效率、运行稳定性和流体的处理能力。 刚刚公开的发明专利“一种气液分离器”（CN114939307A），公开了一种叶片气液分离器，设置了内直板叶片、弧形叶片、外直板叶片、侧挡板等部件，通过流体流向改变、动能碰撞、吸附聚结、重力沉降而实现提高分离效率。但是，以上两种设备仍然存在结构复杂、阻力易上涨、设备投资大、运行费用高的缺点。

发明内容

本项实用新型推荐“一种治理大气污染的高效气液分离器”，其特点是结构简单，适用于大气量工艺过程，分离范围广、分离效率高；设备阻力小、不易阻塞、操作方便、易于维修；设备投资小，运行费用低；长周期运行，不需要更换设备部件，不产生二次污染；可以满足工业生产装置的大型化和大的环境治理工程的建设需要。为实现上述目的，本发明提供了如下方案。

本实用新型提供一种治理大气污染的高效气液分离器，其特征在于主要部件包括：进气管、 外旋流板、旋流板上固定板、内旋流板、气体出口、上锥体、中心圆筒、分离器筒体、下锥体、排液口、旋流板下固定板、。

进一步地，与传统的气液分离器不同，本项技术发明的气液分离器核心部件为分离器筒体、外旋流板、内旋流板和中心圆筒；如图1所示，四个部件为同心圆结构布置，中心圆筒居于中心，内旋流板、外旋流板和分离器筒体依次居于外侧，通过旋流板上固定板和旋流板下固定板连接固定成一个整体。

进一步地，内旋流板和外旋流板为设置了90°缺口的同心圆筒体，工艺气体从缺口进入。

进一步地，分离器筒体为一圆柱筒体，居于最外侧，其下部设置了进气管，底部连接下锥体和排液口；分离器筒体上部连接上锥体和气体出口。

所述一种治理大气污染的高效气液分离器，充分利用了离心分离原理，由于设置了两层旋流板和中心圆筒，具有三重离心分离效果；一般离心分离器的中心位置属于分离死角，处于中心位置的液体粒子不能被分离，造成分离器效率下降；本发明设置中心圆筒，占据了死角位置，克服了这一缺陷。

进一步地，与普通的离心分离器不同，由于在分离器筒体内增加了内旋流板、外旋流板，相当于液体粒子到达筒壁的距离缩短到原来的1/3,效率得到大大提高。同时，分离器筒体内的空间变化不大，气流速度基本不变，阻力也不会上升。

所述一种治理大气污染的高效气液分离器的运行特征为：工艺气体从进气管进入分离器筒体的下部，沿筒体切线方向，再进入由外旋流板和内旋流板分割成的三个通道，含液气体在分离器筒体和旋流板的导流作用下，产生高速旋转；此时由于离心力的作用，将密度大于气体的液滴甩向桶体和旋流板壁，液滴一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入下锥管，最终从排液口排出分离器。

进一步地，工艺气体在三个通道中呈螺旋式上升运动，液滴不断在分离器筒体和旋流板筒壁上聚集，并顺着筒壁向下流，得到气液分离效果。工艺气体到达分离器筒体上部，气流方向改变为向上运动，气流速度从约20m/s降低到大约1m/s，避免了二次液滴夹带的产生。最终工艺气体通过上锥体，从气体出口排出。

本实用新型具有以下有益的效果。

适用于大气量工艺过程，能满足大型工业和环境治理工程对气液分离器的要求，分离范围广，分离效率高。

与现有的羽叶式分离器、叶片式分离器相比较，结构更简单，设备阻力更小，不易阻塞，不需要更换设备部件。

操作方便，维修量小，易于维修。

设备投资小，运行费用低。

运行周期长，不产生二次污染。

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发明的一些实施例，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为一种治理大气污染的高效气液分离器示意图，图中标号与实体部件的对应关系为：1.进气管； 2.外旋流板；3.旋流板上固定板；4.内旋流板；5.气体出口；6.上锥体；7.中心圆筒；8.分离器筒体；9.下锥体；10.排液口；11.旋流板下固定板。

具体实施方式

如附图1所示，本项实用新型专利“一种治理大气污染的高效气液分离器”的主要部件包括：进气管（1）； 外旋流板（2）；旋流板上固定板（3）；内旋流板（4）；气体出口（5）；上锥体（6）；中心圆筒（7）；分离器筒体（8）；下锥体（9）；排液口（10）；旋流板下固定板（11）。

与传统的气液分离器不同，本项技术发明的气液分离器核心部件为分离器筒体（8）、外旋流板（2）、内旋流板（4）、中心圆筒（7）。如图1所示，四个部件为同心圆结构布置，中心圆筒（7）居于中心，内旋流板（4）、外旋流板（2）和分离器筒体（8）依次居于外侧，通过旋流板上固定板（3）和旋流板下固定板（11）连接固定成一个整体。内旋流板（4）和外旋流板（2）为设置了90°缺口的同心圆筒体，工艺气体从缺口进入。分离器筒体（8）为一圆柱筒体，居于最外侧，其下部设置了进气管（1），底部连接下锥体（9）和排液口（10）。分离器筒体（8）上部连接上锥体（6）和气体出口（5）。

“一种治理大气污染的高效气液分离器”充分利用了离心分离原理，由于设置了两层旋流板和中心圆筒，具有三重离心分离效果。一般离心分离器的中心位置属于分离死角，处于中心位置的液体粒子不能被分离，造成分离器效率下降。本技术设置中心圆筒（7），占据了死角位置，克服了这一缺陷。与普通的离心分离器不同，由于在分离器筒体（8）内增加了两道旋流板（4）（2），相当于液体粒子到达筒壁的距离缩短到原来的1/3,效率得到大大提高。同时，分离器筒体（8）内的空间变化不大，气流速度基本不变，阻力也不会上升。

“一种治理大气污染的高效气液分离器”运行时，工艺气体从进气管（1）进入分离器筒体（8）的下部，沿筒体切线方向，再进入由外旋流板（2）和内旋流板（4）分割成三个通道。含液气体在分离器筒体（8）和旋流板（4）（2）的导流作用下，产生高速旋转。此时由于离心力的作用，将密度大于气体的液滴甩向桶体和旋流板壁，液滴一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入下锥管（9），最终从排液口（10）排出分离器。工艺气体在三个通道中呈螺旋式上升运动，液滴不断在分离器筒体（8）和旋流板（4）（2）筒壁上聚集，并顺着筒壁向下流，得到气液分离效果。工艺气体到达分离器筒体（8）上部，气流方向逐步改变为向上运动，气流速度从约20m/s降低到大约1m/s，避免了二次液滴夹带的产生。最终工艺气体通过上锥体（6），从气体出口（5）排出。

应用实例:某大型生活垃圾处理项目，对工艺过程产生VOCs尾气进行处理，尾气主要为空气，含有微量H₂S，H₃N，VOCs。在尾气进入主风机以前，需要除去工艺气体中的微小液滴，以保证后续工艺的正常进行；实施数据如下。

基础数据

风量：60000 m3/h

介质水含量：10%

温度：35℃

压力：98kPa。

气液分离器设计工艺数据

分离器筒体直径：3000 mm

总高度：5000 mm

外旋流板直径：2400 mm

内旋流板直径：1800 mm

中心圆筒直径：900 mm

气体出口直径：1200 mm

进气管直径：900 mm

排液口直径：200 mm 。

实施结果数据

风量：60000 m3/h

进口气速 ：20 m/s

出口气速 ：12 m/s

设备阻力 ：300Pa

液体粒子除去效率：95% 。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、 “下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了 便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实用新型中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容 不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种治理大气污染的高效气液分离器，其特征在于：其主要部件进气管（1）；外旋流板（2）；旋流板上固定板（3）；内旋流板（4）；气体出口（5）；上锥体（6）；中心圆筒（7）；分离器筒体（8）；下锥体（9）；排液口（10）；旋流板下固定板（11）。

2.根据权利要求1所述的一种治理大气污染的高效气液分离器，其特征在于：分离器筒体（8）、外旋流板（2）、内旋流板（4）和中心圆筒（7）四个部件为同心圆结构布置，中心圆筒（7）居于中心，内旋流板（4）、外旋流板（2）和分离器筒体（8）依次居于外侧，通过旋流板上固定板（3）和旋流板下固定板（11）连接固定成一个整体。

3.根据权利要求1所述的一种治理大气污染的高效气液分离器，其特征在于：内旋流板（4）和外旋流板（2）为设置了90°缺口的同心圆筒体，工艺气体从缺口进入。

4.根据权利要求1所述的一种治理大气污染的高效气液分离器，其特征在于：分离器筒体（8）为一圆柱筒体，居于最外侧，其下部设置了进气管（1），底部连接下锥体（9）和排液口（10）；分离器筒体（8）上部连接上锥体（6）和气体出口（5），完成气液分离后液体从排液口（10）排出，气体从气体出口（5）送往后续装置。

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