CN218784676U - 一种双钩波形板气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种双钩波形板气液分离器，其主体元件包括波形板主板和固定的A型钩子板、B型钩子板、C型钩子板和D型钩子板；进口端和出口端处在同一水平面上，波纹部上下凸起形成至少4个曲折角α；钩子板的前排水钩、后排水钩和曲折角α的迎风面共同组成排水结构；前排水钩朝向迎风面逐渐倾斜，与固定部形成的夹角β为曲折角α的1.05～1.20倍；后排水钩背向迎风面逐渐倾斜，与固定部形成的夹角γ为曲折角α的1.05～1.20倍；前排水钩和后排水钩的末端形成内部排水结构的进口，开口大小为所在迎风面宽度的12%～36%。本实用新型大幅度提高了分离效率，进一步减小气流的局部阻力损失，在提高气液分离效率的同时降低压降。

Description

一种双钩波形板气液分离器

技术领域

本实用新型属于气液分离设备技术领域，具体涉及一种双钩波形板气液分离器的主体元件。

背景技术

气液分离是化工生产中的一个重要环节，其任务是除去夹带在气流中的有害液滴物质，防止后续设备被腐蚀和保护环境，或是回收气流中的液滴产品，保证生产的经济性。

常见的气液分离方式有：（1）重力沉降，（2）过滤分离，（3）惯性分离，（4）离心分离。双钩波形板气液分离器作为一种经典的惯性式分离设备，在气液分离中应用相当广泛。

双钩波形板气液分离器的分离性能（分离效率和压降损失）主要与双钩波形板的排水钩结构有关，前后排水钩的布置会影响气流和液滴的运动轨迹，从而影响液滴被分离得概率。其分离的基本原理为：气流夹带着液滴以一定的速度从入口端进入波形板曲折流道中，由于液相的密度大，所受的惯性力比气流的惯性力大得多，液滴的速度方向在曲折角处不能及时发生改变，导致一部分液滴在曲折角以及前排水钩附近被壁面捕获，在波形板壁面沉积形成液膜，依靠重力排出，还有部分小液滴在气流的夹带下进入排水钩，小液滴在排水钩内部漩涡中发生聚并形成大液滴，由于大液滴离心力的作用逃离漩涡而被排水钩内部的壁面捕获，达到气液分离的目的。

双钩波形板的排水钩，最普遍的结构形式是钩子板等高平行于壁面布置，相邻的两个钩子板和支撑波形板表面之间形成蓄水槽，例如专利文献CN203281141U，蓄水槽能够有效提升分离效率和抑制二次携带的发生。但是，由于增加了排水钩，并且钩子板与壁面等高平行布置，导致气体的流道面积减小，局部气流速度增加，使局部阻力损失急剧增加，这种结构实际是以高额的阻力损失为代价换取性能上的提升。

CN204619699U公开了一种压水堆蒸汽发生器干燥器用双钩波形板，包括1块带有若干个波形的波形板，在波形板的每个波峰处的内表面和外表面上各连接1个挡水钩；在波形板的每个波谷处的内表面和外表面上各连接1个挡水钩；在波形板的尾端还设有1个尾部挡水钩。但这种结构的排水钩同样与壁面等高平行布置，带来高额的压降损失的同时，单独固定前后排水钩以及尾部后弯挡水钩增加了设备的加工和安装难度。

因此，研究者不断对双钩波形板进行优化。例如文献CN211302598U公开了一种波形板汽水分离元件，主波板为两端在同一平面、中间上下凸起形成若干个曲折角的平板结构，在每个曲折角背风面上固定设有钩子板，使位于主波板同一侧前后两个钩子板与主波板围成疏水腔；通过位于同侧相邻两个钩子板端部交错重叠形成闭式疏水腔，且重叠开口方向对着蒸汽来流方向。液滴进入闭式疏水腔后很难逃逸，内部形成的液膜受气流影响小，因此对于提高临界气速是有利的。但是，由于前后钩子板交错重叠，导致疏水腔的入口减小，增加了液滴进入疏水腔内的难度，对提升效率不利；同时，前后钩子板在流通区域内交错布置，封闭的疏水腔严重占据流通面积，引起局部阻力损失增加。

也有文献对排水钩的高度和角度的进行了调整，例如CN213407993U包括至少两块波形板，波形板的波峰、波谷呈等角度钝角，波形板上的每一迎水面的两侧对应设置有直钩和弯钩，直钩与迎水面平行等间距设置，弯钩包括弯折角和与迎水面平行等间距设置的弯折边，直钩尾端与弯钩的弯折边相对并间隔形成疏水腔的进水口；直钩距离迎水面的高度H1小于弯钩的弯折边距离迎水面的高度H2。虽然其弯钩高度增加提高了对液滴的捕获作用，但同时对气流的阻挡增强，阻力损失增加；前排水钩平行于壁面布置，未与弯钩配合进一步提升分离效率，同时导致流道变窄，局部阻力损失增加，因此仅改变弯钩高度会严重降低装置的经济性。

因此，对双钩波形板的前后排水钩的结构进行优化，设计一种能够在大幅提高分离效率的同时又能降低压降损失的排水结构是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双钩波形板气液分离器的主体元件，通过调整前后排水钩角度和高度的搭配以解决现有技术中存在的以高压降换取高效率的问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

本实用新型的一种双钩波形板气液分离器，其主体元件包括波形板主板和固定在所述波形板主板上的A型钩子板、B型钩子板、C型钩子板和D型钩子板；所述波形板主板由依次连接的进口端、波纹部和出口端构成；所述进口端和出口端处在同一水平面上，所述波纹部上下凸起形成至少4个曲折角α；在任意一个所述曲折角α的两侧，根据蒸汽来流方向对应形成该曲折角α的迎风面和背风面；

其特征在于，所述A型钩子板固定在与所述进口端相邻的背风面，所述C型钩子板固定在与所述出口端相邻的背风面，所述D型钩子板固定在与所述出口端相邻的迎风面，所述B型钩子板固定在其余曲折角的背风面；所述B型钩子板的结构分为前排水钩、固定部和后排水钩，所述A型钩子板只有前排水钩和固定部，所述C型钩子板和所述D型钩子板只有固定部和后排水钩；所述前排水钩、后排水钩和所述曲折角α的迎风面共同组成内部的排水结构；

以所述固定部所处的平面为基准，所述前排水钩朝向所述迎风面逐渐倾斜，与所述固定部形成的夹角β为所述曲折角α的1.05～1.20倍；所述后排水钩背向所述迎风面逐渐倾斜，与所述固定部形成的夹角γ为所述曲折角α的1.05～1.20倍；所述前排水钩和所述后排水钩的末端形成内部排水结构的进口，开口大小为所在迎风面宽度的12%～36%，优选为24%。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型通过前排水钩和后排水钩高度和角度的配合，在前排水钩地导流作用下，保证更多的液滴从进水口进入排水结构，后排水钩内部形成更大的漩涡，使大量小液滴被困于漩涡中，从而大幅度提高了分离效率。由于前排水钩的高度低于后排水钩的高度，如果选用优选的前后排水钩呈倾斜平行布置，则会进一步减小气流的局部阻力损失，在提高气液分离效率的同时降低压降，进一步提升分离器运行的经济性。

附图说明

图1是本实用新型的结构截面示意图；

图2是本实用新型的波形板主板的截面示意图；

图3是本实用新型的A型钩子板的结构截面图；

图4是本实用新型的B型钩子板的结构截面图；

图5是本实用新型的C型钩子板的结构截面图；

图6是本实用新型的D型钩子板的结构截面图；

图7是本实用新型的定距块的结构截面图；

图中：1-波形板主板，2-A型钩子板，3-B型钩子板，4-C型钩子板，5-D型钩子板，6-定距块；101-进口端，102-出口端，103-前排水钩，104-固定部，105-后排水钩，106-波纹部；601-固定板，602-矩形弯曲部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本实用新型权利要求的范围内。

如图1～3所示。一种双钩波形板气液分离器，其主体元件包括波形板主板1和固定在所述波形板主板1上的A型钩子板2、B型钩子板3、C型钩子板4和D型钩子板5；所述波形板主板1由依次连接的进口端101、波纹部106和出口端102构成；所述进口端101和出口端102处在同一水平面上，所述波纹部106上下凸起形成至少4个曲折角α；在任意一个所述曲折角α的两侧，根据蒸汽来流方向对应形成该曲折角α的迎风面和背风面；

所述A型钩子板固定在与所述进口端101相邻的背风面，所述C型钩子板固定在与所述出口端102相邻的背风面，所述D型钩子板固定在与所述出口端102相邻的迎风面，所述B型钩子板固定在其余曲折角的背风面；所述B型钩子板3的结构分为前排水钩103、固定部104和后排水钩105，所述A型钩子板2只有前排水钩103和固定部104，所述C型钩子板4和所述D型钩子板5只有固定部104和后排水钩105；所述前排水钩103、后排水钩105和所述曲折角α的迎风面共同组成内部的排水结构；

以所述固定部104所处的平面为基准，所述前排水钩103朝向所述迎风面逐渐倾斜，与所述固定部104形成的夹角β为所述曲折角α的1.05～1.20倍；所述后排水钩105背向所述迎风面逐渐倾斜，与所述固定部104形成的夹角γ为所述曲折角α的1.05～1.20倍；所述前排水钩103和所述后排水钩105的末端形成内部排水结构的进口，开口大小为所在迎风面宽度的12%～36%，优选为24%。

优选地，所述曲折角α为钝角，角度为110°～130°，更优选为120°。

优选地，在同一个曲折角α的迎风面，所述前排水钩103与所述后排水钩105呈倾斜平行布置；由于所述前排水钩103的高度低于所述后排水钩105的高度，平行布置会进一步减小气流的局部阻力损失，在提高气液分离效率的同时降低压降，进一步提升分离器运行的经济性。

优选地，如图6所示，所述D型钩子板5的后排水钩105的弯钩可以省略。由于大部分液滴在前中部被分离，在末端被捕获的液滴极少，内部排水结构的积液能够及时排出，因此D型钩子板5的后排水钩105的弯钩可以省略。

优选地，在所述进口端101和出口端102固定有长方体结构的定距块6，相邻主板通过所述定距块固定连接在一起。

优选地，如图7所示，所述定距块6的两边固定板601与所述进口端101或者所述出口端102固定连接，矩形弯曲部602的底面与相邻的另一块所述波形板主板1的所述进口端101或者所述出口端102固定连接；所述矩形弯曲部602的高度决定了相邻主板之间的距离。

优选地，所述波形板主板1的相邻波峰之间或相邻波谷之间的水平距离为所述矩形弯曲部602高度的2.14～3.14倍，更优选为2.64倍。

本实用新型的双钩波形板分离器的主体元件，多层组合后安装在一个双钩波形板分离器中。当夹带液滴的气流从入口端进入后，沿波形板主板的曲折流道运动，液滴由于所受惯性力大，在曲折角处速度方向不能及时改变而被分离，被分离的液滴在壁面形成液膜通过重力排出，经过分离后的气流通过出口端排出分离器。

Claims (7)

1.一种双钩波形板气液分离器，其主体元件包括波形板主板（1）和固定在所述波形板主板（1）上的A型钩子板（2）、B型钩子板（3）、C型钩子板（4）和D型钩子板（5）；所述波形板主板（1）由依次连接的进口端（101）、波纹部（106）和出口端（102）构成；所述进口端（101）和出口端（102）处在同一水平面上，所述波纹部（106）上下凸起形成至少4个曲折角α；

其特征在于，所述A型钩子板固定在与所述进口端（101）相邻的背风面，所述C型钩子板固定在与所述出口端（102）相邻的背风面，所述D型钩子板固定在与所述出口端（102）相邻的迎风面，所述B型钩子板固定在其余曲折角的背风面；所述B型钩子板（3）的结构分为前排水钩（103）、固定部（104）和后排水钩（105）；所述A型钩子板（2）只有前排水钩（103）和固定部（104），所述C型钩子板（4）和所述D型钩子板（5）只有固定部（104）和后排水钩（105）；所述前排水钩（103）、后排水钩（105）和所述曲折角α的迎风面共同组成内部的排水结构；

以所述固定部（104）所处的平面为基准，所述前排水钩（103）朝向所述迎风面逐渐倾斜，与所述固定部（104）形成的夹角β为所述曲折角α的1.05～1.20倍；所述后排水钩（105）背向所述迎风面逐渐倾斜，与所述固定部（104）形成的夹角γ为所述曲折角α的1.05～1.20倍；所述前排水钩（103）和所述后排水钩（105）的末端形成内部排水结构的进口，开口大小为所在迎风面宽度的12%～36%。

2.根据权利要求1所述的双钩波形板气液分离器，其特征在于，所述曲折角α为钝角，角度为110°～130°。

3.根据权利要求1所述的双钩波形板气液分离器，其特征在于，在同一个曲折角α的迎风面，所述前排水钩（103）与所述后排水钩（105）呈倾斜平行布置。

4.根据权利要求1所述的双钩波形板气液分离器，其特征在于，所述D型钩子板（5）的后排水钩（105）的弯钩可以省略。

5.根据权利要求1所述的双钩波形板气液分离器，其特征在于，在所述进口端（101）和出口端（102）固定有长方体结构的定距块（6），相邻主板通过所述定距块固定连接在一起。

6.根据权利要求5所述的双钩波形板气液分离器，其特征在于，所述定距块（6）的两边固定板（601）与所述进口端（101）或者所述出口端（102）固定连接，矩形弯曲部（602）的底面与相邻的另一块所述波形板主板（1）的所述进口端（101）或者所述出口端（102）固定连接。

7.根据权利要求6所述的双钩波形板气液分离器，其特征在于，所述波形板主板（1）的相邻波峰之间或相邻波谷之间的水平距离为所述矩形弯曲部（602）高度的2.14～3.14倍。

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