气液分离器的种类与结构.docx
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气液分离器的种类与结构.docx
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气液分离器的种类与结构
目录
一、研究目的…………………………………………….………..……第2页
二、气液分离器的作用…………………………………………….第2页
三、气液分离器的原理和分类…………………………………第2页
四、气液分离器的结构及优缺点…………………………….第2页
1.重力沉降…………………………………………………..….第3页
2.折流分离…………………………….…………………….….第4页
3.离心分离………………………………………………..…….第5页
4.填料分离………………………………………………..…….第6页
5.丝网分离………………………….…………………….…….第7页
6.微孔过滤分离……………………………………………….第9页
五、实验分析……………………………………………………………..第10页
1.常规冷干机的气液分离器的除水效果….第10页
2.查阅相关资料………………………………….……...第12页
3.设备整改………………………………………………....第13页
4.C型冷干机气分测试…………………………….…第15页
六、优化方案……………………………………………………………..第17页
一、研究目的
增强公司冷干机、预冷机等设备上的气液分离器的效果,提升设备性能。
二、气液分离器的作用
饱和气体在降温或者加压过程中,一部分可凝气体组分会形成小液滴,随气体一起流动。
气液分离器作用就是处理含有凝液的气体,实现凝液回收或者气相净化。
我们公司设备上的气液分离器作用主要是气相净化。
三、气液分离器的原理和分类
气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法包括:
1、重力沉降;2、折流分离;3、离心力分离;4、填料分离;5、丝网分离;6、微孔过滤分离等。
但综合起来分离原理只有两种:
1、利用组分质量(重量)的不同,对混合物进行分离(如分离方法1、2、3、4):
气体与液体的密度不同,相同体积下气体的质量比液体的质量小。
2、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离(如分离方法5、6):
液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同,气体分子距离较远,而液体分子距离要近得多,所以液体粒子比气体粒子大。
四、气液分离器的结构及优缺点
1、重力沉降:
原理:
结构很简单,原理也很简单,利用液体与气体的重量不同达到分离。
空压机末端的储气罐之所以能分离大量液态水,就是依靠这个原理。
适用分离大于200u的液态。
优点:
设计简单;设备制作简单;阻力小。
缺点:
分离效率很差;需要气体流速很慢,所以相对应设备体积就很大。
2、折流分离(挡板分离)
原理:
气体与液体的密度不同,液体的惯性大,遇折流板直接发生碰撞达到分离。
我公司老式的冷干机就采用过这种气液分离器。
优点:
(相对重力分离)分离效率更高;体积更小;工作稳定。
缺点:
分离负荷范围窄,气体流速超过一定范围后,分离效率下降。
原因:
1)如果气体流速过慢,液体的惯性过小,不能产生碰撞,无法分离。
2)气体流速过快会把已经碰撞着壁的液体重新带走。
3)液体容易碎化,与折流板在碰撞的同时,产生更细的液滴。
气体流速越大,碰撞力就越大,产生的细液滴就越多,分离效果就越差。
3、离心分离
原理:
气体与液体的密度不同,液体与气体混合一起旋转流动时,液体受到的离心力大于气体,从而与筒体壁面产生碰撞并附着在上,然后由于重力的作用达到分离。
优点:
分离效率更高;体积更小;工作稳定。
缺点:
与折流分离类似,分离负荷范围窄,气体流速超过一定范围后,分离效率下降。
原因:
1)如果气体流速过慢,液态的惯性过小,不能产生碰撞,无法分离。
2)气体流速过快会把已经碰撞着壁的液体重新带走。
4、填料分离
原理:
填料分离和折流分离的原理类似,也是依靠液体的惯性,使其与填料产生碰撞从而实现分离。
但填料分离相对折流分离来说具有大得多的阻挡收集壁面积,而且多次反复折流,液体很容易着壁,所以其分离效率更高。
(化工厂中很常见)
优点:
分离效率比折流分离或离心分离高;结构简单,只需制作一个填料架。
缺点:
分离负荷范围更窄,气体流速超过一定范围后,分离效率急剧下降;易堵。
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大,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上流动,如果气体流量太大,流速太快,会导致液体下流不畅,随着液体越积越多,气体的流通面积也越来越小,在这双重影响下,已经着壁的液体很容易被气体重新带走。
5、丝网分离
原理:
气体与液体的微粒大小不同,液体与气体混合一起流动通过丝网时,就象过筛一样,气体通过了,而液体被拦截下来,从而达到分离。
简单的说,就是液体颗粒太大,无法通过丝网的筛分。
优点:
分离效率比填料分离更高。
缺点:
分离负荷范围更窄,超过气体极限流速或者液气比后,分离效率急剧下降;易堵;丝网的目数以及材质选择很重要。
原因:
1)气体流速对分离效率是一个重要影响因素。
气速对分离效率的影响见下图所示。
气体流速过高,聚集的液滴不易从丝网上落下,液体充满丝网,造成液泛,以致一度被捕集的液滴又飞溅起来,再次被气体携带出去,使分离效率急剧降低。
在以前的冷干机性能测试中,多次出现在制冷系统良好、换热管胀接无泄露、气分中丝网紧凑无松动的情况下,最终露点却很差。
分析其原因,多半是因为气分中气体流速太快造成。
气体流速太低,夹带的雾沫在气体中飘荡,未与丝网碰撞就随着气流通过丝网而被气体带走,降低了丝网的分离效率。
2)液气比太大,也就是液体太多,会造成丝网间气体的流通面积减少,从而导致气体流速越来越快,液滴被再次携带出去,造成液泛,使分离效率急剧降低。
在以前的冷干机性能测试中,也出现过这种情况:
前期露点显示良好,但设备运行一段时间后,工况条件变化不大,各零部件也正常运行,露点却急剧上升。
分析其原因,前期露点好是因为气分的丝网中液态水量还少,但运行一段时间后,液体越来越多,气体流速越来越快,导致液体无法下流而被气体带走,于是露点急剧上升。
3)丝网的材质不同,其分离性能不同,主要原因跟液体润湿性能有关,如果这种材质能降低液体在其表面的润湿性能,将有利于液体的下流。
6、微孔过滤分离
原理:
气体与液体的微粒大小不同,液体与气体混合一起流动通过微孔过滤,就象过筛一样,气体通过了,而液体被拦截下来,从而达到分离。
微孔过滤分离器的筛分作用是真正意义上的筛分,其微孔直径一般在50微米以下,大于微孔直径的液体微粒均不能通过。
而且微孔过滤分离器的阻挡收集表面积在单位体积内极大,折流次数和筛分次数在单位体积内比丝网过滤更多。
优点:
分离效率极高;体积比丝网分离器小。
缺点:
1)成本高。
2)如果液气比太大,容易发生液阻现象,阻力急剧上升(前端需加装其它粗过滤装置)。
3)本身阻力大。
4)更易堵。
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