多级旋流气液分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种多级旋流气液分离装置，属于化工机械领域。其包括：与输送含液气流的供给管路相连的内筒，所述内筒筒壁上有多个排液孔，内筒上游管段直径小于、等于或大于下游管段，且上、下游管段之间存在扩径或缩径比；设置在所述内筒上游侧与所述供给管路之间的第一旋流部件；设置在所述内筒上游侧与下游侧之间的第二旋流部件；设置在所述内筒下游侧与流出管路之间的带有引流槽的折流部件；以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在两者之间形成封闭环形腔，在所述外筒上设有U型液封型排液管；所述外筒与内筒中心低压区相连，利用内外筒压差实现对外筒气体的抽吸。本实用新型专利技术的气液分离装置具有高气液分离效率，且结构简单、维护方便。

Multi stage cyclone gas liquid separation device

【技术实现步骤摘要】
多级旋流气液分离装置
本技术属于化工机械领域，涉及一种多级气液分离装置，特别涉及一种用于烯烃聚合冷凝态工艺中的多级气液分离装置。
技术介绍
工业过程经常涉及气液两相分离，气液分离技术目的就是在气液混合体中提取生产时所需要的成分，或者过滤生产时不需要的成分。如今广泛应用于石油化工、尾气回收、环保治理等各类工业过程，是我国工业生产中不可或缺的重要技术之一。工业上通常利用重力作用、惯性作用、离心作用等及其组合方式对冷凝液进行分离；其中，离心分离法具有分离效率高、压降较小的优点。专利ZL201010617116.1公开了一种用于气相法聚乙烯工艺的旋流板分离器。该分离器垂直安装于循环管线上，包括内置式和外置式两种可选形式。循环气流从流化床顶部导出，经压缩、冷凝后进入旋流板分离器，液体在旋流叶片上铺展，进而被气流吹散成液滴并随气流做旋转运动。液滴在离心力的作用下被甩向壁面形成液膜，经降液管收集后排出。该装置的不足在于必须垂直放置，安装的灵活性受到限制。专利ZL201210061004.1披露了一种用于烯烃聚合冷凝态工艺的气液分离装置，能够水平或垂直安装于循环管线上，包括周向侧壁布置有多个排液孔的内筒，以一定间隙套在内筒之外的外筒，内、外筒之间形成的封闭环形腔，外筒上设置的排液端口，以及内筒上游侧端部与供给管路之间的旋流部件。与专利ZL201010617116.1类似，专利ZL201210061004.1中所述的含液气流经过旋流部件时，液滴在离心力的作用下被甩向内筒壁面形成液膜，经排液孔流入外筒。上述两个专利的不足在于，实践中发现，当气速较高时，气液两相经过旋流板后，部分液滴被甩向壁面并由壁面小孔排出而实现分离，然而，剩余部分液滴在旋流叶片上发生溅射并被气体夹带造成二次雾化，导致分离困难。相反的，当气速较低时，气液两相经过旋流板后不能获得足够动能，离心力较小，使得部分液相无法甩到壁面或无法克服穿孔阻力，难以从壁面小孔中排出而实现分离。同时，气液两相经过旋流板一段距离后，旋转动力减弱，液滴无法继续甩向壁面穿过小孔，这也导致液滴难以分离。因此，需要一种新型气液分离装置，在提高气液分离效率的同时，仍具有较低的压降和较高的能量传递效率。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本技术提出了一种多级旋流气液分离装置，其通过设置两级旋流气液分离装置，能够进行高效的气液分离。一种多级旋流气液分离装置包括：与输送含液气流的供给管路相连的内筒，所述内筒筒壁上有多个排液孔；所述内筒包括相连的上游管段与下游管段；以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在所述内筒和外筒之间形成封闭的环形腔，在所述外筒上设有U型液封型排液管；设置在所述上游管段与所述供给管路之间的第一旋流部件；设置在所述上游管段与下游管段之间的第二旋流部件；其中，所述下游管段下游侧的设有带引流槽的折流板，并通过引流槽与所述环形腔连通；所述第一旋流部件与第二旋流部件包括罩筒、与罩筒同心地设置在罩筒内的盲板，以及多个从盲板沿下游方向倾斜地延伸到罩筒内壁上的旋流叶片，在相邻两个旋流叶片之间形成有导流通道；所述环形腔通过弯管穿过第一旋流部件的盲板与内筒中心低压区相连。经过第一旋流部件之后逃逸出来的液体，在第二旋流部件中被再次加速(含液气体旋绕速度与经过第一旋流部件相比更快)并再次收集，有效提高气液分离效果。经过两级旋流部件后仍无法分离的液滴，在内筒末端靠近气体出口处，被折流档板吸收分离，并且通过引流槽被收集。所述盲板镂空，通过弯管将所述环形腔与内筒中心低压区连通。为防止外筒内液体经弯管流入内筒，所述弯管安装在分离装置底部。所述内筒各管段通过固定件固定在外筒内壁上；并且所述旋流部件、折流部件包含在外筒范围之内，从而所有部件成为一个统一可拆装的整体，使得本技术的气液分离装置在供给管路上的安装更加方便。在本文中，“上游”和“下游”均以含液气流的流向为参照。分离出来的液滴通过排液孔被收集到外筒。设置在所述内筒末端的折流档板，利用折流作用收集没有旋转动力的液滴，并通过引流槽收集于外筒。所述外筒通过弯管与内筒中心低压区相连，这样利用内外筒压差实现对外筒气体的抽吸，降低外筒压力，提高气液分离效率。作为优选，所述上游管段为渐扩管，所述下游管段为等径管。进一步优选，所述上游管段的扩径比为1-3，和/或所述上游管段的侧边与轴线方向的夹角为5°-85°，和/或所述内筒壁排液孔直径为0.005D-0.1D，其中，D为所述内筒上游管段的最小内径。作为优选，所述上游管段为渐扩管，所述下游管段为等径管。进一步优选，所述上游管段的缩径比为1-3，和/或所述上游管段的斜边与轴线方向的夹角为5°-85°，和/或所述内筒壁排液孔直径为0.005D-0.1D，其中，D为所述内筒上游管段的最小内径。可根据含有冷凝液的循环气流的流速来选择上游管段的类型；当含有冷凝液的循环气流高速经过旋流叶片时，上游管段通常采用渐扩管，其可降低气流进入分离器的气速，减弱液滴在壁面上的冲击溅射，从而降低液滴二次雾化的比例，一定程度上提高了分离效率。因此应该优选上游管段扩径比，来抑制二次雾化。当含有冷凝液的循环气流低速经过旋流叶片时，上游管段通常采用渐缩管，其可弥补气流经过第一旋流部件时动力上的不足，提高气速以使气液混合物再次旋转，液滴甩向壁面促进分离，一定程度上提高了分离效率；因此应该优选下游管段缩径比，来提高下游气速。当含有冷凝液的循环气流经过旋流叶片时，液体在旋流叶片上铺展，气液两相在旋流叶片的导流作用下，在前进的同时做旋转运动，液滴在离心力的作用下被甩向内筒管段壁面形成液膜。由于表面张力等微观力的存在，液膜通过小孔流入外筒时会受到一定的阻力，因此应该选择孔径合适的小孔，降低阻力同时保证分离效率。作为优选，所述第一旋流部件与第二旋流部件的盲板尺寸、旋流叶片尺寸、安装角度相同或不同。所述排液管为U型液封型排液管。将排液管设置为U型管，利用液体在U型管中形成液封，有效防止排液管窜气。作为优选，所述折流档板数量为2-20，和/或所述折流档板形状为平板形、折流板形、百叶窗形，或凹面为迎风面的弓形，和/或所述折流档板分布于内管内关于轴线对称的两侧，和/或所述折流档板沿内筒轴线方向等距离间隔分布；其中，折流档板分布于内管内关于轴线对称的两侧是：两组折流挡板在沿内筒轴线方向观察的投影关于轴线中心对称所述折流档板沿内筒半径方向观察，其分布方式为：等距离间隔分布。其中等距离的意思是：各组折流挡板的中心在该方向上的投影点，其两两距离保持统一；间隔分布的意思是：两组折流挡板的中心在该方向上的投影的关系为，一组投影点恰好与另一组相邻两个单独投影点的中点重合，和/或所述相邻折流档板之间的距离为0.05D-D，和/或所述引流槽的槽宽为0.01D-0.4D，其中，D为所述上游管段的最小内径。作为优选，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级旋流气液分离装置，其特征在于，包括：/n与输送含液气流的供给管路相连的内筒，所述内筒筒壁上有多个排液孔；所述内筒包括相连的上游管段与下游管段；/n以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在所述内筒和外筒之间形成封闭的环形腔，在所述外筒上设有排液管；/n设置在所述上游管段与所述供给管路之间的第一旋流部件；/n设置在所述上游管段与下游管段之间的第二旋流部件；/n其中，所述下游管段下游侧设有带引流槽的折流档板，并通过引流槽与所述环形腔连通；所述第一旋流部件与第二旋流部件均包括罩筒、与罩筒同心地设置在罩筒内的盲板，以及多个从盲板沿下游方向倾斜地延伸到罩筒内壁上的旋流叶片，在相邻两个旋流叶片之间形成有导流通道；所述环形腔通过弯管穿过第一旋流部件的盲板与内筒中心低压区相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级旋流气液分离装置，其特征在于，包括：
与输送含液气流的供给管路相连的内筒，所述内筒筒壁上有多个排液孔；所述内筒包括相连的上游管段与下游管段；
以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在所述内筒和外筒之间形成封闭的环形腔，在所述外筒上设有排液管；
设置在所述上游管段与所述供给管路之间的第一旋流部件；
设置在所述上游管段与下游管段之间的第二旋流部件；
其中，所述下游管段下游侧设有带引流槽的折流档板，并通过引流槽与所述环形腔连通；所述第一旋流部件与第二旋流部件均包括罩筒、与罩筒同心地设置在罩筒内的盲板，以及多个从盲板沿下游方向倾斜地延伸到罩筒内壁上的旋流叶片，在相邻两个旋流叶片之间形成有导流通道；所述环形腔通过弯管穿过第一旋流部件的盲板与内筒中心低压区相连。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上游管段为渐扩管，所述下游管段为等径管。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上游管段为渐缩管，所述下游管段为等径管。


4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上游管段的扩径比为1-3，和/或
所述上游管段的侧边与轴线方向的夹角为5°-85°，和/或
所述排液孔直径为0.005D-0.1D，
其中，D为所述内筒上游管段的最小内径。


5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述上游管段的缩径比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可钦，孙婧元，王靖岱，黄正梁，杨遥，廖祖维，田思航，阳永荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33