气液分离器

  • 时间:2020-07-25 14:00
  • 作者:18luck
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  气液分离器可安装在气体压缩机的出入口用于气液分离,分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾,各种气体水洗塔,吸收塔及解析塔的气相除雾等。气液分离器也可应用于气体除尘,油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用场合。

  气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法有:1、重力沉降;2、折流分离;3、离心力分离;4、丝网分离;5、超滤分离;6、填料分离等。

  由于气体与液体的比重不同,液体在与气体一起流动时,液体会受到重力作用较大,产生一个向下的速度,而气体仍然朝着原来的方向流动,也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向,向下的液体附着在壁面上,汇聚在一起,通过排放管排出。

  由于气体与液体的比重不同,液体与气体混合一起流动时,如果遇到阻挡,气体会折流而走,而液体由于惯性,继续有一个向前的速度,向前的液体附着在阻挡壁面上由于重力的作用向下汇集到一起,通过排放管排出。

  由于气体与液体的密度不同,液体与气体混合一起流动时,液体受到的离心力大于气体,所以液体有离心分离的倾向,液体附着在分离壁面上由于重力的作用向下汇集到一起,通过排放管排出。

  由于气体与液体的密度不同,液体与气体混合一起流动时,如果遇到阻挡,气体会折流而走,而液体由于惯性,继续有一个向前的速度,向前的液体附着在阻挡填料表面上由于重力的作用向下汇集到一起,通过排放管排出。由于填料相对普通折流分类来说具有更大的阻挡壁面积,而且多次反复折流,液体更容易着壁,所以其分离效率更高。

  2、改进重力沉降的改进方法:(1)扩大体积;(2)设置内件,加入其它的分离方法。

  3、由于气液混合物总是处在重力场中,所以重力沉降也广泛存在。由于重力沉降固有的缺陷,使科研人员不得不开发更高效的气液分离器,于是折流分离与离心分离就出现了。

  优点:(1)分离效率比重力沉降高;(2)体积比重力沉降减小很多,所以折流分离结构可以用在高压力容器内;(3)工作稳定。

  缺点:(1)分离负荷范围窄,超过气液混合物规定流速后,分离效率急剧下降;(2)阻力比重力沉降大。

  从折流分离的原理来说,气液混合物流速越快,其惯性越大,也就是说气液分离的倾向越大,应该是分离效率越高,而实际情况却恰恰相反,为什么呢?

  究其原因:(1)在气液比一定的情况下,气液混合物流速越大,说明单位时间内分离负荷越重,混合物在分离器内停留的时间越短;(2)气体在折流的同时也推动着已经着壁的液体向着气体流动的方向流动,如果液体流到收集壁的边缘时还没有脱离气体的这种推动力,那么已经着壁的液体将被气体重新带走。在气液比一定的情况下,气液混合物流速越大,气体这种继续推动液体的力将越大,液体将会在更短的时间内流到收集壁的边缘,而液体流到底部需要的时间不变,也就是说有更多已经着壁的液体被带走而没有分离下来;(3)液体没有固定的形状,容易碎化,在着壁的同时,会产生更细的液滴重新返回气相中,随着流速的增大,液体收集壁的碰撞力越大,其碎化的倾向越大,而我们知道越细的液滴其惯性越小,越容易被气体带走。

  从上述分析可以看出,第一点原因是没有办法解决的,只能从第二点、第三点原因着手。(1)针对第二点,如果对已经着壁的液体进行阻挡,使其不能流到收集壁的边缘,或者让气体和已经着壁的液体分开,不产生或减弱推动作用,折流分离器的分离效率将大大提高;(2)针对第三点,如果对钢性收集壁进行改造,使液滴着壁的碰撞力减小,那么折流分离器的分离效率也将大大提高。

  从气液分离器的要求来看,就要求其能将气体与液体尽可能分离,经过气液分离器之后,液体就是液体,不含有气体,而气体就是气体,不含有液体。当然一个分离器实际上其分离效率不可能100%,因种种原因实际的情况是根据不同分离要求来选择气液分离器。

  2、分离要求一般的,选择普通的折流分离(挡板分离)或者普通的离心分离(旋流分离)。

  净化分离器的作用是将气体中无用或有害的液体分离出来,也就是说分离效率越高,气体中无用或有害的液体越小,带来的好处越多。如果是无用的液体少了,也就是使净化气体的使用效率高了,也就是气体的使用成本低了;如果是有害的液体少了,就不光是净化气体使用成本低了,而且是降低了液体的危害程度,用户的运行成本因此也明显更降低了。典型的净化分离器如:油水分离器。

  如果安装在进口的油水分离器分离效率高,压缩机的功效会提高,为什么呢?因为压缩机可以做有用功和无用功,如果进口气体中间含有无用的油水越少,其有用功增加,其功效越高,那么从长远来看,降低的运行成本远远大于提高油水分离效率所用的成本。

  如果分离效率提高了1%,也就是压缩机电耗减少了1%,而一般提高分离效率1%所用的成本只相当于半年节省的电费。

  如果安装在压缩机出口,可以净化输往用户的气体,从而使用户的运行成本降低或者运行更加安全平稳,也明显比提高气液分离效率所用成本划得来。

  工艺介质分离器的作用是工艺介质的气液两相分离,因为一般来说,系统就是利用工艺介质气液两相性质不同来循环运行的,如果气液混合在一起,肯定会使整个系统的运行质量和效率下降。典型的工艺介质分离器如:制冷系统的蒸发器后气液分离器。

  制冷系统是利用制冷剂液体相变潜热大来制冷的,工艺介质在蒸发器吸收了大量的被冷却物质的热量,从而由液相变成气相,然后送往吸收器或压缩机,然后是发生器或冷凝器,又从气相变成液相。

  如果蒸发器后气液分离器的分离效率提高了1%,蒸发器的冷却效率也提高了1%,冷剂泵或压缩机电耗减少了1%,发生器或冷凝器的效率也提高了1%,而一般提高分离效率1%所用的成本只相当于压缩机半年节省的电费。

  产品分离器的作用是把混合在原料气中液态产品分离下来,也就是说液体没分离下来,产品就没生产出来。典型的产品分离器如:合成氨系统中的氨分离器。

  由于原料气每次反应不可能完全,所以生成的氨和未反应完的原料气是混在一起的,经过冷却器后,大部分气氨变成了液氨,经过分离器后,原料气经压缩机提压后继续进行反应。

  如果分离效率提高1%,氨产量提高了1%,压缩机的电耗降低了1%,氨塔反应的推动力提高了1%,而一般提高分离效率1%所用的成本只相当于压缩机半年节省的电费。

  基本原理是利用气液比重不同,在一个突然扩大的容器中,流速降低后,在主流体转向的过程中,气相中细微的液滴下沉而与气体分离,或利用旋风分离器,气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上,碰撞后失去动能而与转向气体分离。

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