本发明专利技术公开了一种基于多孔介质板的气液分离装置，本装置由过滤器、气液分离容器、压力调节阀门、管路构成；其特征在于气液分离容器分别与过滤器、压力调节阀门相连，过滤器、气液分离容器、压力调节阀门、管路之间采用管接头或焊接衔接，在过滤器的一端有进口，在压力调节阀门的一端有排气管路，过滤器为过滤气液混合流体中的固体。气液分离容器包含压力容器、多孔介质板，在气液分离容器的上端设有排气管路，下端装有亲液相多孔介质板，在亲液相多孔介质板一端装有排液管路。本发明专利技术结构简单，使用方便，可实时、宽负载范围、连续分离气液混合流体，可广泛应用于各类压力、流量范围的气液分离领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种气液分离装置，尤其涉及一种基于多孔介质板的气液分离装 置。可广泛应用于各类气液分离领域，特别是高精度、微小流量的气液分离领域 和低含液量的气液混合流体的实时分离。该气液分离装置可应用于高中低压力条 件下的油气、水气、含气溶液等气液混合流体的分离，适用于石油、化工、水利、 电力、医药、机械等需要气液分离的行业。
技术介绍
气液分离器釆用的分离结构很多，其分离利用的原理有重力沉降；折流分 离-,离心力分离；丝网分离；超滤分离等方法。重力沉降体积非常庞大，丝网分 离比较适合于气液分离，但体积偏大，分离负荷范围窄，设备复杂，很难实现小 型化，特别不适合微小流量条件下的实时气液分离；微孔过滤分离工作极不稳定， 容易带液，离心力分离等分离方法同样面临分离负荷范围窄、对低流量的分离效 果不好的问题。现代工程运用中对气液分离设备的要求是越来越高，需要一种简单、高效、 实时、适应微小流量、宽分离负荷范围的气液分离装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺点和不足，提供了一种基于多孔介质 板的气液分离装置，该装置结构简单，实现现有工程的要求，高精度、高效、实 时、宽分离负荷范围的气液分离装置，特别是高精度、微小流量条件下气液分离。本专利技术的目的是这样实现的-一种基于多孔介质板的气液分离装置，其装置构成是本装置由过滤器、气液分离容器、压力调节阀门、管路构成。其原理是利用 亲液相的多孔介质可通过液体，不能通过气体的特性。通过压力调节阀门增加液3体通过气液分离器中的压力，从而促进气液混合流体中的液体部分快速通过气液 分离容器下部的多孔介质板，而气体通过压力调节阀门排出气液分离容器，实现 气液混合流体的气液分离，参见图l。各个部件之间的关系为气液分离容器分别与过滤器、压力调节阀门相连， 过滤器、气液分离容器、压力调节阀门、管路之间采用标准管接头或焊接衔接， (连接标准参见管螺纹、卡套接头、管路焊接等管路连接标准)，在过滤器的一 端有进口，在压力调节阀门的一端有排气管路，在气液分离容器的一端有排液管 路，过滤器为过滤气液混合流体中的固体，避免堵塞气液分离容器中的多孔介质 板的孔隙结构；气液分离容器为本装置的核心部件，气液两相流体在该容器中实 现分离；压力调节阀门为调整气液分离容器中的气体压力与排液管路中液体压力 之间的差值，实现气液分离容器中的分离后的液体迅速排出。进口，排气管路，排液管路隶属于管路，进口为气液混合流体的进入通道， 排气管路气液分离后的气流通道，排液管路为气液分离后液体的通道。所述的在 气液分离容器的上端装有排气管路，下端端有排液管路。在气液分离容器的一端装有亲液相多孔介质板，在亲液相多孔介质板一端装 有排液管路，气液分离容器包含压力容器、多孔介质板、密封圈、垫块等，在气 液分离容器的一端装有排气管路，另一端有进口。压力容器、密封圈、多孔介质 板、垫块隶属于气液分离容器，是气液分离容器的一部分；其中气液相多孔介质 板和压力容器为气液分离容器的必须部件，其他部件为衔接和密封多孔介质板和 压力容器的部件，为可选项，根据具体设计的不同可以调整。1、 过滤器该装置中的过滤器为辅助设备，属于可选项，取决于溶液中是否含有细小颗 粒。过滤器为一般工业产品，主要去除气液混合流体中的细颗粒，避免颗粒堵塞 多孔介质板21,对气液分离效果产生影响。去除过滤器后，进口直接与气液分 离容器相连。2、 气液分离容器为一般压力容器，在容器底部设置多孔介质板，参见图2。多孔介质板与容 器之间注意密封，防止气体通过它们之间的间隙泄露进入液相中，降低气液分离 效果；多孔介质板为一般工业性加工产品，材料例如砂岩板、透水板、多孔陶瓷 板、多孔金属板、多孔塑料板等多孔材料。3、 压力调节阀门压力调节阀门为一般工业产品，优先选用差压阀或背压阀，主要作用为控制 高压容器内的压力与排液管路内的压力，保证气液分离后的液体快速通过多孔介 质板，实现液相的快速流出气液分离容器。4、 管路为一般性工业管路，管路与各个部件之间的连接参照一般的管路连接规范 (螺纹管连接、卡套连接、焊接连接等规范)。管路部分包含进口、排气管路、 排液管路。 装置工作原理气液分离装置利用的原理为多孔介质板的进气值特征，主要由气液之间的表面张力引起，多孔介质的进气值服从以下公式2cr cos S z 、A=- (1)厂A,-是多孔介质板的进气值，超过该压力后，气体会进入多孔介质板中；CT -是气液之间的表面张力；参照一般气液之间表面张力值； ^-是液相与多孔材料的接触角；参照一般液面与多孔材料的接触角数据； r -是多孔介质中的孔隙半径或最大孔径半径；A-为多孔介质板的进气值，可以通过试验测试直接获取。若气液分离装置 的应用条件范围跨度很大，该值取各条件下的最小进气值。保证进入气、液分离容器中的液体能够及时排出气液分离容器外，需要控制气 液分离容器与排液管路之间的差压，使得分离的液体及时排出气液分离容器。Ap^为气液分离容器内气体压力与排液管路内液体压力的最小差值(kPa); gmax气液混合流体中液体的最大流量(m3/s); /Z液体的粘度(Pa.s); ;K,液体容重(N/m,;A多孔介质板的绝对渗透系数(m2)，可直接通过渗透系数测试试验获取； ^多孔介质板与流体的接触面积(m2); 丄多孔介质板的厚度(m);Ap = P分离容器_ P排液管路 (3) Ap为气液分离容器内气体压力与排液管路内液体的压力差值； p^g为气液分离容器内气体压力，kPa; Ptt液掘为排液管路内液体的压力，kPa;压力调节阀门控制压力容器内的压力与排液管路压差的范围为两者之间~訓< ~ < A. (4)保证气液分离的液体能够快速排出，同时保证气体不会混入液体中。理论上 该分离装置可实现任意微小流量的气液分离(分离量的下限由其他的非分离方面 的原因决定，例如装置泄露率、测量精度等原因)，同时压力调节阀门30的压力调节范围非常大，由此气液分离的流量范围至少可以跨越6个数量级以上，负载范围非常广，可从微小流量到中等流量条件下的气液分离，特别适合高精度微 小流量条件下的气液分离，可以实现装置的小型化。气液分离装置的使用方法1、 直接将该装置的带滤芯的进口连接到需要进行气液分离的接口，即开始 进行气液分离，分别在排气管路和排液管路中获取气体和液体。2、 压力调节阀门的压力调整根据(1) (2) (3) (4)进行调整，可以保证 气液分离的效果'。本专利技术具有下列优点和积极效果 '1、 特别适合微小流量的气液分离装置，实现高效、实时的分离；2、 该装置可以实现小型化，实现气液分离容器的内容积非常小； _2、 该装置气液分离负荷范围广，特别适合微小流量条件下的气液分离；3、 结构简单，拆装、清洗方便，整个取样器的各个部件加简单、装配简单， 可以很好的控制成本；总之，由于本专利技术优点明显，因此可广泛应用于各种室内试验和工业过程的 气液分离。附图说明图1为一种基于多孔介质板的气液分离装置结构图； 图2为气液分离容器核心部件结构图； 图3为一种气液分离装置结构图 射IO—过滤器；20- 气液分离容器；21- 亲液相多孔介质板22- 压力容器23- 密封圈24- 垫块 ' 30—压力调节本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于多孔介质板的气液分离装置，由过滤器（１０）、气液分离容器（２０）、压力调节阀门（３０）、管路（４０）组成，其特征在于： 气液分离容器（２０）分别与过滤器（１０）、压力调节阀门（３０）相连，过滤器（１０）、气液分离容器（２０）、压力调节阀门（３０）、管路（４０）之间采用管接头或焊接衔接，在过滤器（１０）的一端有进口（４１），在压力调节阀门（３０）的一端有排气管路（４２），在气液分离容器（２０）的下端有排液管路（４３），过滤器（１０）为过滤气液混合流体中的固体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏宁，李小春，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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