CN2335686Y - 旋流过滤气液分离器 - Google Patents

Abstract

一种旋流过滤气液分离器，其容器壳体内的空间被旋流器上部封板分成上部空间和下部空间，容器壳体上有气体切向进口、气体出口和液体出口，螺道旋流器内管固定安装在旋流器上部封板中央，由螺道旋流器内管、螺旋板和螺道旋流器外管形成矩形螺道即螺道旋流器；其结构简单、占地面积相对较小、操作方便，利用该旋流过滤气液分离器不但能有效分离气体和液体，而且能适应流量波动，还适用于含有大颗粒液体或含股状液体或含液量大的气液分离。

Description

旋流过滤气液分离器

本实用新型涉及分离气体和液体的装置，是一种旋流过滤气液分离器，特别适用于将天然气中弥散的液体分离出。

气液做回转运动时产生一定的离心力，密度越大产生的离心力就越大，利用此原理所制成的各种旋风分离器在化工行业广泛地用于气、液或气、固分离。由于液体或固体颗粒在离心式分离器中所受的离心力远大于其所受的重力，与重力分离器相比，离心式分离器具有占用空间小、效率高等优点。

但是，常规的气液离心式分离器对流速和含液量很敏感，当流速低、离心力小时，分离效果差；当含液量大，尤其是含有股状液体时，在较高的气体流速下液体又重新被粉碎的倾向。因此，常规离心式气液分离器并不常用。如果采用二个或三个离心式分离器串联使用，可提高分离效果，但是其投资较高、占地面积较大。

鉴于上述存在的问题，本实用新型的目的在于设计一种利用旋流离心力有效分离气体和液体的旋流过滤气液分离器。本实用新型还在于设计一种能适应流量波动的旋流过滤气液分离器。本实用新型还在于设计一种能适用于含有大颗粒液体或含股状液体或含液量大的旋流过滤气液分离器。

本实用新型的目的是通过以下措施来达到的：该旋流过滤气液分离器的容器壳体内的空间被旋流器上部封板分成上部空间和下部空间，在下部空间的上部容器壳体上有气体切向进口，在容器壳体顶部有气体出口，在容器壳体底部有液体出口，螺道旋流器内管固定安装在旋流器上部封板中央并将上部空间与下部空间联通，在下部空间的螺道旋流器内管的外壁上固定安装有螺旋板，在螺旋板外有螺道旋流器外管，由螺道旋流器内管、螺旋板和螺道旋流器外管形成矩形螺道即螺道旋流器，螺旋板的外圆与螺道旋流器外管的内壁之间有间隙，螺道旋流器外管下部固定在上部正锥形体的上端，而上部正锥形体的下端固定安装在容器壳体的内壁上，由螺道旋流器外管、上部正锥形体和容器壳体的内壁构成一级储液空间，而容器壳体内的底部为二级储液空间，一级储液空间的液体通过一级降液管流到二级储液空间；容器壳体与螺道旋流器外管之间的旋流器上部封板上固定安装有旋流桶；旋流桶与容器壳体同心，旋流桶高度为气体切向进口直径的1.5至4倍，旋流桶外壁到容器内壁的径向距离为气体切向进口直径的1至3倍，由容器壳体、旋流桶和旋流器上部封板组成一开口朝下的环形空间，气体切向进口的上端管壁同旋流器上部封板在同一平面；矩形螺道的深宽比为0.2至1；在上部正锥形体的下方有下部正锥形体、破旋流斜板和螺道出口倒锥形体并且固定在一起固定安装在容器壳体的内壁上；螺道出口倒锥形体的大口平面与螺道旋流器内管下缘的轴向距离为0.5至2.5倍的螺道旋流器外管直径，螺道出口倒锥形体的大口直径为平面与螺道旋流器外管直径的0.5至1.5倍，螺道出口倒锥形体的顶角为150至60度，螺道出口倒锥形体的下部开口，螺道出口倒锥形体的上部开口边缘固定在下部正锥形体上；而下部正锥形体由破旋流斜板支撑，下部正锥形体与容器壳体内壁之间留有间隙，下部正锥体顶角为60至150度；破旋流斜板由立放板构成，容器壳体的轴线与立放板在一个平面内，破旋流斜板固定在容器壳体内壁上；上部空间固定安装有丝网或波纹板构成的除雾器，由上部空间的螺道旋流器内管、旋流器上部封板和容器壳体内壁构成三级储液空间，而三级储液空间的液体通过三级降液管流到二级储液空间；螺道旋流器内管的顶端固定安装有伞形罩；伞形罩上部0.5容器壳体直径的高度处固定安装有除雾器；一级降液管或三级降液管的下部出口直径小于15％的气体切向进口直径；当一级降液管或三级降液管通过容器壳体外部引入二级储液空间时，在外部的一级降液管或三级降液管上设置有控制阀门；在液体出口的管体上设置控制阀门。

附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图，

附图2为附图1的俯视结构示意图；

附图中的编码分别为：1为除雾器，2为容器壳体，3为三级储液空间，4为气体切向进口，5为三级降液管，6为上部正锥形体，7为下部正锥形体，8为破旋流斜板，9为二级储液空间，10为液体出口，11为一级降液管，12为螺道出口倒锥形体，13为一级储液空间，14为螺道旋流器内管，15为螺旋板，16为螺道旋流器外管，17为旋流桶，18为旋流器上部封板，19为伞形罩，20为气体出口。

下面结合最佳实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1和2所示，该旋流过滤气液分离器的容器壳体2内的空间被旋流器上部封板18分成上部空间和下部空间，在下部空间的上部容器壳体2上有气体切向进口4，在容器壳体2顶部有气体出口20，在容器壳体2底部有液体出口10，螺道旋流器内管14固定安装在旋流器上部封板18中央并将上部空间与下部空间联通，在下部空间的螺道旋流器内管14的外壁上固定安装有螺旋板15，在螺旋板15外有螺道旋流器外管16，由螺道旋流器内管14、螺旋板15和螺道旋流器外管16形成矩形螺道即螺道旋流器，螺旋板15的外圆与螺道旋流器外管16的内壁之间有间隙，螺道旋流器外管16下部固定在上部正锥形体6的上端，而上部正锥形体6的下端固定安装在容器壳体2的内壁上，由螺道旋流器外管16、上部正锥形体6和容器壳体2的内壁构成一级储液空间13，而容器壳体2内的底部为二级储液空间9，一级储液空间13的液体通过一级降液管11流到二级储液空间9；其中，矩形螺道的深宽比最好为0.2至1；使用时，气液混合物从气体切向进口4以切向方向进入容器壳体2内，在离心力的作用下液体被甩向容器壳体2的内壁并沿内壁向下流入一级储流空间13；气体自下而上进入矩形螺道即螺道旋流器，并且迫使气流沿矩形螺道高速旋转，在强烈的离心力作用下，气体夹带的微小液滴被甩向螺道旋流器外管16的内壁并沿着螺旋板15的外圆与螺道旋流器外管16的内壁之间的间隙、上部正锥形体6的内壁和容器壳体2的内壁向下流到二级储液空间9，这样不受流量波动的影响就可实现气体与液体的有效分离。

为了进一步适应含有大颗粒液体或股状液体或含液量大的气液分离，如附图1所示，容器壳体2与螺道旋流器外管16之间的旋流器上部封板18上固定安装有旋流桶17；其中，旋流桶17与容器壳体2最好同心，旋流桶17高度最好为气体切向进口4直径的1.5至4倍，旋流桶17的外壁到容器壳体2内壁的径向距离最好为气体切向进口2直径的1至3倍，由容器壳体2、旋流桶17和旋流器上部封板18组成一开口朝下的环形空间，气体切向进口4的上端管壁同旋流器上部封板18在同一平面；由于气液混合物从气体切向进口4进入后，首先以切向方向进入容器壳体2的内壁与旋流桶17之间的环形空间，旋转至旋流桶17下缘并自下而上转180度进入旋流桶17与螺道旋流器外管16之间的环形空间，然后才能进入矩形螺道即螺道旋流器，由于气体向下旋流转变为向上流动是被旋流桶17分隔开来的，因此，有利于将含有大颗粒液体或股状液体分离出，并减少分离后液体的携带量。当气液混合物中不含有大颗粒液体或股状液体或含液量较小时，可不设置旋流桶17，以简化本实用新型的结构。

为了防止高速旋流气体冲击或带动二级储液空间9的液体旋转和飞溅，使分离效率降低，如附图1所示，在上部正锥形体6的下方有下部正锥形体7；为了消除在二级储液空间9的旋流，如附图1所示，在上部正锥形体6的下方有破旋流斜板8，并且破旋流斜板8固定安装在下部正锥形体7的下部；为了加速矩形螺道即螺道旋流器出口气流的旋转，以便进一步提高分离效率，并且以便液体向下流出，如附图1所示，在上部正锥形体6的下方有螺道出口倒锥形体12，由于气流旋出螺道后是随着通流面积的增大而自然降速，并且由于在扩大的容器空间内形成旋转流动，液体被甩向容器壳体2内壁，而气流自下而上向中心的螺道旋流器内管14内流动；其中，螺道出口倒锥形体12的大口平面与螺道旋流器内管14下缘的轴向距离最好为0.5至2.5倍的螺道旋流器外管16直径，螺道出口倒锥形体12的大口直径最好为平面与螺道旋流器外管16直径的0.5至1.5倍，螺道出口倒锥形体12的顶角最好为150至60度，螺道出口倒锥形体12的下部开口，螺道出口倒锥形体12的上部开口边缘固定在下部正锥形体7上；而下部正锥形体7由破旋流斜板8支撑，下部正锥形体7与容器壳体2内壁之间留有间隙，下部正锥体7顶角最好为60至150度；破旋流斜板8由立放板(即立放的钢板)构成，容器壳体2的轴线与立放板在一个平面内，破旋流斜板8固定在容器壳体2内壁上。

如附图2所示，在上部空间固定安装有丝网或波纹板构成的除雾器1，由上部空间的螺道旋流器内管14、旋流器上部封板18和容器壳体2内壁构成三级储液空间3，而三级储液空间3的液体通过三级降液管5流到二级储液空间9；其中，螺道旋流器内管14的顶端最好固定安装有伞形罩19，并且在伞形罩19上部0.5容器壳体2直径的高度处固定安装有除雾器1；这样气流经螺道旋流器内管14的上部及伞形罩19流出后，进入除雾器1中，除去气体中微量的液雾，液体向下流入三级储液空间3，并且再经三级降液管5流到二级储液空间9，分离的气体经气体出口20输出，这样就进一步提高了分离效果。

其中，如附图1所示，一级降液管11或三级降液管5的下部出口直径最好小于15％的气体切向进口4的直径，当一级储液空间13或三级储液空间3的气压增大时，防止气流从一级降液管11或三级降液管5进入二级储液空间9，从而影响分离效果；当一级降液管11或三级降液管5通过容器壳体外部引入二级储液空间9时，在外部的一级降液管11或三级降液管5上设置有控制阀门，这样通过调节控制阀门来达到防止气流从一级降液管11或三级降液管5进入二级储液空间9的效果；在液体出口10的管体上设置控制阀门，通过调节液体的流量来调节二级储液空间9的气压差，从而也可实现防止气流从一级降液管11或三级降液管5进入二级储液空间9的效果。

本实用新型可根据气液混合物中所含液体量、是否含有大颗粒液体或股状液体状况，来确定是否设置上述的旋流桶17、下部正锥形体7、破旋流斜板8、螺道出口倒锥形体12、伞形罩19、除雾器1等部件及参数匹配。当气液混合物中所含液体量较大、并含有大颗粒液体或股状液体时，可按如附图1所示来设置成最佳的实施例，这样就可高效率地达到分离气体和液体的效果，并且这样的结构比较紧凑、占地面积小，投资相对较少。

本实用新型的结构简单、占地面积相对较小、操作方便，利用该旋流过滤气液分离器不但能有效分离气体和液体，而且能适应流量波动，还可适用于含有大颗粒液体或含股状液体或含液量大的气液分离。

Claims (10)

1．一种用于分离气体和液体的旋流过滤气液分离器，其特征在于容器壳体内的空间被旋流器上部封板分成上部空间和下部空间，在下部空间的上部容器壳体上有气体切向进口，在容器壳体顶部有气体出口，在容器壳体底部有液体出口，螺道旋流器内管固定安装在旋流器上部封板中央并将上部空间与下部空间联通，在下部空间的螺道旋流器内管的外壁上固定安装有螺旋板，在螺旋板外有螺道旋流器外管，由螺道旋流器内管、螺旋板和螺道旋流器外管形成矩形螺道即螺道旋流器，螺旋板的外圆与螺道旋流器外管的内壁之间有间隙，螺道旋流器外管下部固定在上部正锥形体的上端，而上部正锥形体的下端固定安装在容器壳体的内壁上，由螺道旋流器外管、上部正锥形体和容器壳体的内壁构成一级储液空间，而容器壳体内的底部为二级储液空间，一级储液空间的液体通过一级降液管流到二级储液空间。

2．根据权利要求1所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于容器壳体与螺道旋流器外管之间的旋流器上部封板上固定安装有旋流桶。

3．根据权利要求2所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于旋流桶与容器壳体同心，旋流桶高度为气体切向进口直径的1.5至4倍，旋流桶外壁到容器内壁的径向距离为气体切向进口直径的1至3倍，由容器壳体、旋流桶和旋流器上部封板组成一开口朝下的环形空间，气体切向进口的上端管壁同旋流器上部封板在同一平面。

4．根据权利要求1所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于矩形螺道的深宽比为0.2至1。

5．根据权利要求1所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于上部正锥形体的下方有下部正锥形体、破旋流斜板和螺道出口倒锥形体并且固定在一起固定安装在容器壳体的内壁上。

6．根据权利要求5所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于螺道出口倒锥形体的大口平面与螺道旋流器内管下缘的轴向距离为0.5至2.5倍的螺道旋流器外管直径，螺道出口倒锥形体的大口直径为平面与螺道旋流器外管直径的0.5至1.5倍，螺道出口倒锥形体的顶角为150至60度，螺道出口倒锥形体的下部开口，螺道出口倒锥形体的上部开口边缘固定在下部正锥形体上；而下部正锥形体由破旋流斜板支撑，下部正锥形体与容器壳体内壁之间留有间隙，下部正锥体顶角为60至150度；破旋流斜板由立放板构成，容器壳体的轴线与立放板在一个平面内，破旋流斜板固定在容器壳体内壁上。

7．根据权利要求1所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于上部空间固定安装有丝网或波纹板构成的除雾器，由上部空间的螺道旋流器内管、旋流器上部封板和容器壳体内壁构成三级储液空间，而三级储液空间的液体通过三级降液管流到二级储液空间。

8．根据权利要求7所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于螺道旋流器内管的顶端固定安装有伞形罩。

9．根据权利要求8所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于伞形罩上部0.5容器壳体直径的高度处固定安装有除雾器。

10．根据权利要求1或7所述的旋流过滤气液分离器，其特征在于一级降液管或三级降液管的下部出口直径小于15％的气体切向进口直径；当一级降液管或三级降液管通过容器壳体外部引入二级储液空间时，在外部的一级降液管或三级降液管上设置有控制阀门；在液体出口的管体上设置控制阀门。

Images