CN201179364Y - 带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属机械设备类。为解决已有技术中气(汽)液分离设备存在的结构复杂、占用空间大、效率低等问题，特提出本实用新型——带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器。它是由分离器筒体、切向入口、气体出口、液体出口、螺旋整流装置、切向喷嘴、环形隔板、气相通道、液膜移除装置、回流管和排污口所组成。气(汽)液多相流体进入分离器后在螺旋通道完成初步分离；经切向喷嘴喷出，实现气(汽)液的主要分离过程，分离出的液体储存于液池；最后由液膜移除装置和回流管对分离出来的气(汽)流进行除雾分离。该设备经试用证明具有结构紧凑、分离效率高、工作适应性广的优点。

Description

带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器

技术领域：

本实用新型涉及一种多相流体分离装置，具体涉及一种带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器的结构。

背景技术：

气(汽)液的分离装置是油气开发、石油化工、地热利用、火力及核能发电等工业生产中常用的工艺设备。立式气(汽)液旋流分离器因其结构紧凑、占地面小、极少堆集固体颗粒排泄物等优点而得到广泛应用。分离器的工作效率与来流管道内的流动状态和分散相的颗粒即液滴或气泡的大小分布有很大关系。当来流管道内的流速较高，特别是当分离器入口上游不远处安装有阀门和弯头等节流件时，在强烈的流动剪切力的作用下，多相流体的分散相会被分解成很小的颗粒，使气(汽)液的完全分离变得困难，分离器的气相或液相出口会夹带大量的液滴或气泡，分离器的效率大为降低。如果能在主分离器的上游加装一个整流装置，先对气(液)两相流体进行减速、整流和预分离，然后再进入主分离器，这样不仅可以使分离器的效率大为提高，而且可以使分离器的总体尺寸大大缩小。然而，在已有的立式气(汽)液分离技术中，绝大多数根本就没有整流装置，只有极个别设计有外置式整流装置，但都存在着结构复杂、占用空间大等问题。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，特提出本方案——带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器，它具有占用空间小、结构紧凑、分离效率高、及工作范围广的优点。

按照如上构思，本方案所提出的带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器的特征是：它是由分离器筒体、切向入口、顶端的气体出口、下端的液体排出口、侧面的回流管、底端的排污口、筒体内部的螺旋整流装置、切向喷嘴、气相通道、液膜移除环隙、集液室、及环形隔板所构成，筒体中气相通道的内径大于上端气体出口管的外径，两管端之间有5～10mm的间隙，螺旋面的外周边与分离器筒体严密连接，螺旋面的内周边与气相通道的外表面严密连接，螺旋面下端的圆弧形导流板与螺旋面及分离器筒体的内壁严密连接形成尾端的切向喷嘴，在螺旋面的上端用环形隔板与筒体及气相通道管严密连接，其位置低于回流管口，多相混合物入口管与筒体切向连接、并与内部的螺旋通道连通。

本方案中，在气相通道中可设一螺旋形叶片的旋流器。

采用本方案能体现如下优越性：①在该分离器中，螺旋面与筒体及气相通道之间构成一个向下倾斜的矩形截面的螺旋通道，其截面积远大于多相混合流体入口管道的截面积，使得多相混合流体的速度大大降低，分散相的颗粒即液滴或气泡开始合并，在重力和离心力的双重作用下，形成分层流动，达到气液的预分离效果，即第一级分离；②多相流体经螺旋通道运动到通道的下端时，在导流板的作用下进行适当加速，然后通过由导流板与螺旋板及筒体的内壁形成的切向喷嘴倾斜向下喷出，在分离器内腔形成旋流，气(汽)液在重力和离心力的双重作用下，实现了第二级分离，即主要的气(汽)液分离；③在第二级分离之后，分离出来的液体沿筒壁向下流入筒体下部的液池，而处于旋流状态下的气(汽)相则从筒体内腔向上流入气相通道。在此过程中，由于旋流半径的减小，气相在气相通道内的旋流强度大大增强，如果气流还夹带有液滴，这些液滴就会被强大的离心力抛向通道内壁，形成沿通道内壁向上爬行的液膜，这些液膜行至气体通道与气体出口之间的液膜移出环隙时溢出，进入集液室，再经液体回流管流到分离器筒体下部的液池，从而完成进一步的除雾分离，即第三级分离；④该分离器经试用证明，具有结构简单、分离效率高、占用空间小、工作范围广的优点。

附图说明：

图1是本带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器的结构示意图。

图2是在原有结构上增加螺旋叶片式的旋流器的结构示意图。

图3是图1的A-A剖面，显示多相流体入口的结构。

图4是图1的B-B剖面，显示导流板及切向喷嘴的结构。

具体实施方式：

本方案有两种实施例：一种为基本型，其由分离器筒体1、多相混合物流体入口2、螺旋面3、螺旋通道4、导流板5、切向喷嘴6、分离器内腔7、气相通道8、液膜移出环隙9、气体出口10、筒体内的液池11、液体出口12、集液室13、回流管14、排污管15及环形隔板16所组成。分离器筒体是一个立式的圆筒体，多相混合流体入口在筒体的上部切向接入，筒体上端有气体的出口，侧面有液体回流管，下部有液体的出口，底部有排污口，在筒体的中部有气相通道，整个分离器筒体是一个密封的容器，螺旋面的外周边与筒体的内壁面严密连接，螺旋面的内周边与气相通道管的外壁面严密连接，气相通道管的内径大于气体出口管的内径，在两者的管端存有5～10mm的液膜移除间隙，螺旋面与气相通道及筒体的内壁面构成一个矩形截面的螺旋通道，在螺旋通道的下端设有导流板，它与筒体内壁及螺旋面之间构成一个切向喷嘴，由切向旋流分离出来的液体积存在筒体内的下部，在螺旋通道的上面用环形隔板16密封；另一实施例为通用型，在气相通道管内增设一螺旋形叶片的旋流器17，以强化气(汽)流的旋流强度，提高除雾(液)效率。

工作运转时，气(汽)液多相混合流体以切向进入分离器筒体，经螺旋通道旋转下降，因通道截面积加大流动减速，使分散的颗粒(即液滴和气泡)合并，在重力和离心力的作用下形成分层流动，完成初步分离，即第一级分离；经过初步分离的气(汽)液多相流体由切向喷嘴喷向分离器的内腔，形成旋流，在重力和离心力的双重作用下，实现气(汽)液的主要分离过程，即第二级分离；分离出来的液体沿筒体内壁向下流入筒体下方的液池，进而通过液体出口流出分离器。而气(汽)相则沿气相通道向上旋转运动，气相所夹带的液滴在离心力的作用下附于管壁，形成向上爬行的液膜，上行至液膜移出环隙时，向外溢出进入除液室，经回流管进入筒体的下方的液池，完成最后的除雾分离，即第三级分离。经过除雾的气(汽)相通过气相出口流出分离器。这样，(汽)液多相流体通过本分离器时，能迅速地分离成符合下游工艺要求的气(汽)相和液相。本方案的设备经试用证明，它具有结构紧凑、分离效率高、工作适应广、占地面积小的优点，在天然气开发、化工、电力、地热利用、及环境保护等多种行业中有着广泛的应用前景。

Claims (2)

1.一种带有内置螺旋整流装置的立式气(汽)液旋流分离器，其特征是它由分离器筒体(1)、切向入口(2)、顶端的气体出口(10)、下端的液体排出口(12)、侧面的回流管(14)、底端的排污口(15)、筒体内部的螺旋整流装置(4)、切向喷嘴(6)、气相通道(8)、液膜移除环隙(9)、集液室(13)、及环形隔板(16)所构成，筒体中部气相通道的内径大于上端气体出口管的外径，两管端之间有5～10mm的间隙，螺旋面(3)的外周边与分离器筒体严密连接，螺旋面的内周边与气相通道的外表面严密连接，螺旋面下端的圆弧形导流板与螺旋面及分离器筒体的内壁严密连接形成尾端的切向喷嘴，在螺旋面的上端用环形隔板(16)与筒体及气相通道管严密连接，其位置低于回流管口，多相混合物入口管与筒体切向连接、并与内部的螺旋通道连通。

2.按照权利要求1所述的旋流分离器，其特征是在气相通道管中设有一螺旋形叶片的旋流器(17)。

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