CN221063129U - 一种超音速气液旋流分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种超音速气液旋流分离器，具体涉及超音速冷凝分离技术领域。该超音速气液旋流分离器包括：流体入口，旋流管道，旋流发生器，Laval喷管，分离管道，排液口，扩压器，干气出口。所述旋流管道、Laval喷管、分离管道、扩压器从上到下依次排列，各管道之间采用螺栓连接，所述流体入口等距离布置在旋流管道上，所述旋流发生器安装在旋流管道内部，与其固接在一起。所述流体入口为四切向入口并倾斜设置，旋流发生器安装在旋流管道中，下端为椭球体，Laval喷管连接在旋流管道后。分离管道为渐扩管布置在Laval喷管后，末端设排液口。扩压器始端与分离管道共线。扩压器的扩压角度比分离管道大，分为两级扩压。

Description

一种超音速气液旋流分离器

技术领域

本实用新型属于超音速冷凝分离技术领域。尤其涉及一种超音速气液旋流分离器。

背景技术

随着我国现代能源体系规划的发表和对新型能源的升级调整，带动了油品深加工、天然气采输、尾气回收、烟气余热回收、湿法脱硫除尘等清洁能源产业的发展，同时清洁能源市场的环保、安全等生产要求也在不断提高。为了进一步优化能源发展布局，推动能源利用效率提升和经济成本下降，对目前我国工业锅炉的使用现状进行分析。锅炉机组工作时会排放大量的水蒸气，将这些排放出的水蒸气回收利用到锅炉机组中，能够有效的提高资源利用率，响应能耗“双控”的号召，又能减小工厂的经济压力和环保压力，是实现能源的有效利用，减少能源浪费的有效方式。

旋流分离器是一种两相或多相混合流体分离的装置，旋流分离器一般有轴流式、切流式等结构，在轴流式气液分离过程中，气液两相流沿入口进入，通过螺旋叶片或旋流板改变运动方向，形成旋流运动，但旋流效果尚有不足。

针对轴流式气液两相流旋流效果的不足，本实用新型设计了一种超音速气液旋流分离器，采用四切向入口，基于超音速冷凝技术的旋流分离器具有能量消耗低，安全可靠，工作效率高，设备简单，占用空间小，经济环保等诸多优点，能够高效的回收锅炉烟气中的水分；采用四切向入口，能够有效的提高气液两相流体的旋流效果，进而提高气液分离的效果；在旋流管道内与Laval喷嘴间布置旋流发生器，增强流体的旋流运动，强化分离器的气液分离效果；采用二级扩压，高效的降低干气速度，达到运输要求。

发明内容

为实现上述目的，本实用新型提供一种超音速气液旋流分离器，包括：流体入口1，旋流管道2，旋流发生器3，Laval喷管4，分离管道5，排液口6，扩压器7，干气出口8。所述旋流管道2、Laval喷管4、分离管道5、扩压器7从上到下依次排列，各管道之间采用螺栓连接。所述流体入口1等距离布置在旋流管道上。所述流体入口为四切向入口并倾斜。所述旋流发生器3安装在旋流管道2内部，与其固接在一起。旋流管道2为环形空间。旋流发生器3下端为椭球体并且上边设置有叶片，所述叶片等距离设置在椭球体与旋流管道2之间。分离管道5为渐扩管，所述分离管道末端设置有排液口6。所述分离管道、扩压器的长度可根据实际分离情况进行调整。所述旋流管道2、旋流发生器3、Laval喷管4、分离管道5、扩压器7材料均为耐腐蚀金属。扩压器7与分离管道5同轴连接并分为一、二级扩压。

本实用新型产生的有益效果是：

本实用新型结构上设计合理，安全可靠，经济性高，实用性强。采用超音速冷凝分离技术，通过绝热膨胀，利用流体自身压能启动，无需电力等其他外接能源启动。操作方便，降温效果好，脱水处理效果好。四个切向倾斜设置的流体入口提供气液两相混合流体轴向和切向的速度。旋流管道为环形空间，使得流体能够得到更好的旋流效果，进而提高分离效果。旋流发生器设置在Laval喷管上方，进一步加强气液两相混合流体的旋流效果。采用维托辛斯基曲线设计的Laval喷管，能够使得气流有更好的出口稳定性，避免由于流体的不稳定导致的液相凝结效果的不佳造成分离效果变差。分离管道为渐扩管道能够提高气液分离效果，分离管道末端设置有排液口，用于排出分离出的液相。扩压器分为二级扩压，能够使得激波位置下移避免破坏分离环境。所述分离管道、扩压器的长度可根据实际分离情况进行调整。所述旋流管道、旋流发生器、Laval喷管、分离管道、扩压器材料均为耐腐蚀金属，避免水蒸气凝结时腐蚀分离器。

附图说明

图1为本实用新型一种超音速气液旋流分离器整体示意图。

图2为本实用新型一种超音速气液旋流分离器旋流发生器示意图。

图3为本实用新型一种超音速气液旋流分离器排液口与扩压器示意图。

图中1-流体入口，2-旋流管道，3-旋流发生器，4-Laval喷管，5-分离管道，6-排液口，7-扩压器，8-干气出口。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的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实用新型和简化描述。

图1示出了本实用新型的整体布局，如图1所示，本实用新型包括：流体入口1，旋流管道2，旋流发生器3，Laval喷管4，分离管道5，排液口6，扩压器7，干气出口8。所述旋流管道2、Laval喷管4、分离管道5、扩压器7从上到下依次排列，各管道之间采用螺栓连接。所述流体入口1等距离布置在旋流管道上。所述流体入口为四切向入口并倾斜。所述旋流发生器3安装在旋流管道2内部，与其固接在一起。旋流管道2为环形空间。旋流发生器3下端为椭球体并且上边设置有叶片，所述叶片等距离设置在椭球体与旋流管道2之间。分离管道5为渐扩管，所述分离管道末端设置有排液口6。所述分离管道、扩压器的长度可根据实际分离情况进行调整。所述旋流管道2、旋流发生器3、Laval喷管4、分离管道5、扩压器7材料均为耐腐蚀金属。扩压器7与分离管道5同轴连接并分为一、二级扩压。

气液分离过程，气液两相混合流体由流体入口进入，通过四个倾斜设置的入口，气液两相混合流体形成旋流运动，经过旋流发生器，混合流体进一步强化旋流运动。混合流体通过Laval喷管，此时混合流体经过绝热膨胀运动形成超音速流体。此时管道内形成低温低压环境，发生液滴成核现象，液滴以液核为中心开始生长，形成气体和凝结液滴的混合流体。分离管道为渐扩管的设计使得混合流体中的液相得到更好的凝结效果，进而提升分离效果。混合气流经过分离管道在相同离心加速度的条件下，液滴沿着壁面向前运动，气体则在管道中心前进。分离后的液体经过分离管道末端时，聚集的液体从排液口流出，分离后的干气流仍有较高的速度，经过扩压器的二级降速增压后，再由干气出口排出。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种超音速气液旋流分离器，其特征在于，包括，流体入口（1），旋流管道（2），旋流发生器（3），Laval喷管（4），分离管道（5），排液口（6），扩压器（7），干气出口（8）；所述旋流管道（2）、Laval喷管（4）、分离管道（5）、扩压器（7）从上到下依次排列，各管道之间采用螺栓连接；所述流体入口（1）等距离布置在旋流管道上；所述旋流发生器（3）安装在旋流管道（2）内部，与其固接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种超音速气液旋流分离器，其特征在于，所述流体入口（1）为四切向入口并倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种超音速气液旋流分离器，其特征在于，所述旋流管道（2）为环形空间。

4.根据权利要求1所述的一种超音速气液旋流分离器，其特征在于，所述旋流发生器（3）下端为椭球体并且上边设置有叶片；所述叶片等距离设置在椭球体与旋流管道（2）之间。

5.根据权利要求1所述的一种超音速气液旋流分离器，其特征在于，所述分离管道（5）为渐扩管；所述分离管道（5）末端设有排液口（6）。

6.根据权利要求1所述的一种超音速气液旋流分离器，其特征在于，所述旋流管道（2）、旋流发生器（3）、Laval喷管（4）、分离管道（5）、扩压器（7）材料均为耐腐蚀金属。

7.根据权利要求1所述的一种超音速气液旋流分离器，其特征在于，所述扩压器（7）与分离管道（5）同轴连接并分为一、二级扩压。