本實(shí)用新型涉及纖維膜接觸器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液體三相分離裝置，用于對(duì)三種互不相溶液體進(jìn)行快速分離。

背景技術(shù)：

纖維膜接觸器可用于多種目的，包括從液體中除去夾帶氣、將兩相互不相溶液體進(jìn)行分離、去除液體氣泡、過(guò)濾液體以及向液體中加入氣體等；目前，通過(guò)纖維膜接觸器在進(jìn)行液-液分離時(shí)只能夠?qū)崿F(xiàn)將兩種互不相溶液體進(jìn)行分離，并且，在分離過(guò)程中，主要依靠利用重力和在纖維膜上的長(zhǎng)的停留時(shí)間實(shí)現(xiàn)相間分離或形成不同層的大容器，但液在纖維膜上流動(dòng)分離時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)短流的現(xiàn)象，導(dǎo)致液體與纖維膜的接觸面積明顯減小，不能夠?qū)崿F(xiàn)真正對(duì)兩種互不相溶液體的快速分離。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型還有一個(gè)目的是提供一種液體三相分離裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三種互不相溶液體進(jìn)行快速分離，相較現(xiàn)有兩相分離器，能夠提供更大的液體與纖維絲的接觸面積，各相液體沉降速度快，分層清晰。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種液體三相分離裝置，其特征在于，包括：

殼體，其內(nèi)形成有兩個(gè)相互垂直的第一腔室和第二腔室；以及

纖維絲集束，其一端通過(guò)液體分布盤固定在所述第一腔室的一端，所述纖維絲集束的另一端沿所述第一腔室軸向方向豎直延伸至所述第二腔室內(nèi)，且所述纖維絲集束的另一端在所述第二腔室內(nèi)呈倒置的圓錐形，所述圓錐形的尖端不與所述第二腔室的側(cè)壁接觸，所述纖維絲集束的多個(gè)纖維絲均勻分布且不相互接觸。

優(yōu)選的是，靠近所述多個(gè)纖維絲的自由端均各呈圓弧形彎折，且呈圓弧形彎折的弧線的直徑為1-10mm。

優(yōu)選的是，所述第一腔室自其一端向另一端分為縮頸腔和非縮頸腔，且所述縮頸腔和所述非縮頸腔的橫切面直徑的比例為1/2-1/10，所述縮頸腔和所述非縮頸腔的長(zhǎng)度比例為1/5-1/20；

所述纖維絲集束隨所述第一腔室自其一端向另一端分為縮頸段和非縮頸段，且所述縮頸段和所述非縮頸段的橫切面直徑的比例為1/2-1/10。

優(yōu)選的是，靠近所述多個(gè)纖維絲的自由端均各呈圓弧形彎折，且呈圓弧形彎折的弧線的直徑為2-4mm。

優(yōu)選的是，還包括第三腔室，其與所述第二腔室相連通，所述第三腔室和所述第一腔室分設(shè)置在所述第二腔室的兩側(cè)，且在豎直方向上，所述第三腔室與所述第一腔室相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。

優(yōu)選的是，還包括混合液體入口，其貫通所述殼體連通至所述第一腔室的一端；輕液相出口，其貫通所述殼體連通至所述第二腔室，且所述輕液相出口與所述第一腔室位于所述第二腔室的同側(cè)；中間液出口，其貫通所述殼體連通至所述第二腔室；重液相出口，其貫通所述殼體連通至所述第三腔室。

優(yōu)選的是，所述纖維絲集束中任一纖維絲的直徑為0.01-200μm；所述纖維絲集束中多個(gè)纖維的橫切面總和占所述第一腔室的橫切面的百分百為1-20％。

優(yōu)選的是，所述纖維絲集束為直線型集束、折型絲集束或螺旋絲集束中的至少一種；

所述的纖維絲集束的材質(zhì)為不銹鋼、銅、鐵、鋁、鉛、鋅元素及其合金、金屬高分子復(fù)合材料、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍、PET、聚酰胺、聚酯、玻璃纖維、活性碳纖維或三氧化二鋁中的一種。

本實(shí)用新型至少包括以下有益效果：

三相液體經(jīng)液體分布盤均勻分布后，在重力作用下沿纖維絲集束縱向流動(dòng)，由于三相液體之間的表面張力均不同，在纖維絲上縱向流動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)相互分離，纖維絲集束底部呈圓錐形，使得纖維絲集束中各纖維絲的長(zhǎng)度出現(xiàn)差異，使得三相液體在纖維絲上流動(dòng)的行程不同，越靠近纖維絲集束中部的纖維絲越長(zhǎng)，在較長(zhǎng)的流動(dòng)形成中，使得同一纖維絲上三相液體的停留時(shí)間的差異增大，有效防止三相液體再混合，縮短了有效分離時(shí)間。有上述可知，纖維絲的總體長(zhǎng)度以及表面積均較現(xiàn)有平端的纖維絲集束大，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的對(duì)三相液的分離。

綜上所述，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三種互不相溶液體進(jìn)行快速分離，相較現(xiàn)有兩相分離器，能夠提供更大的液體與纖維絲的接觸面積，各相液體沉降速度快，分層清晰。

本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，對(duì)A部分的纖維絲的自由端進(jìn)行放大展示。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種液體三相分離裝置，包括：殼體100，其內(nèi)形成有兩個(gè)相互垂直的第一腔室101和第二腔室102；以及纖維絲集束200，其一端通過(guò)液體分布盤固定在所述第一腔室的一端，所述纖維絲集束的另一端沿所述第一腔室軸向方向豎直延伸至所述第二腔室內(nèi)，且所述纖維絲集束的另一端在所述第二腔室內(nèi)呈倒置的圓錐形，所述圓錐形的尖端不與所述第二腔室的側(cè)壁接觸，所述纖維絲集束的多個(gè)纖維絲均勻分布且不相互接觸。在本方案中，三相液體經(jīng)液體分布盤均勻分布后，在重力作用下沿纖維絲集束縱向流動(dòng)，由于三相液體之間的張力表面均不同，在纖維絲上縱向流動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)相互分離，纖維絲集束底部呈圓錐形，使得纖維絲集束中各纖維絲的長(zhǎng)度出現(xiàn)差異，使得三相液體在纖維絲上流動(dòng)的行程不同，越靠近纖維絲集束中部的纖維絲越長(zhǎng)，在較長(zhǎng)的流動(dòng)形成中，使得同一纖維絲上三相液體的停留時(shí)間的差異增大，有效防止三相液體再混合，縮短了有效分離時(shí)間。有上述可知，纖維絲的總體長(zhǎng)度以及表面積均較現(xiàn)有平端的纖維絲集束大，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的對(duì)三相液的分離。

如圖1所示，在一個(gè)方案中，靠近所述多個(gè)纖維絲的自由端均各呈圓弧形彎折，且呈圓弧形彎折的弧線的直徑為1-10mm。在本方案中，三相液體隨纖維絲流動(dòng)至圓弧形彎折處后，由于重力作用，重相液脫離纖維絲下沉，而中間液由于與周圍環(huán)境溶液密度相當(dāng)，而隨纖維絲移動(dòng)到纖維絲的尖端后再脫離纖維絲，此時(shí)，若其中混雜有少量輕相，則輕相此時(shí)也連通中間相與纖維絲分離并上浮至上層液面；因此，所述多個(gè)纖維絲的自由端的圓弧形彎折結(jié)構(gòu)對(duì)三相液體相進(jìn)行初步的分離，并對(duì)中間相進(jìn)行有效引流，防止三相乳化，提高分離效果和分離效率。

如圖1所示，在一個(gè)優(yōu)選方案中，所述第一腔室自其一端向另一端分為縮頸腔和非縮頸腔，且所述縮頸腔和所述非縮頸腔的橫切面直徑的比例為1/2-1/10，所述縮頸腔和所述非縮頸腔的長(zhǎng)度比例為1/5-1/20；

所述纖維絲集束隨所述第一腔室自其一端向另一端分為縮頸段和非縮頸段，且所述縮頸段和所述非縮頸段的橫切面直徑的比例為1/2-1/10。在本方案中，第一腔室的一端增加縮徑腔，并且纖維絲集束隨之設(shè)置有縮頸段，能夠在不增加纖維絲裝填量的情況下，在液體入口處增加液體與纖維絲的接觸機(jī)會(huì)，防止液體短流，保證分離效率。

如圖1所示，在一個(gè)優(yōu)選方案中，靠近所述多個(gè)纖維絲的自由端201均各呈圓弧形彎折，且呈圓弧形彎折的弧線202的直徑為2-4mm。

如圖1所示，在一個(gè)優(yōu)選方案中，還包括第三腔室103，其與所述第二腔室相連通，所述第三腔室和所述第一腔室分設(shè)置在所述第二腔室的兩側(cè)，且在豎直方向上，所述第三腔室與所述第一腔室相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。本方案中，第一腔室位于相對(duì)較上端，第三腔室位于相對(duì)較下段，第一腔室內(nèi)進(jìn)行三相液體分流之后，輕相漂浮在頁(yè)面上方，重相下沉，最終集中入第三腔室，給重相流動(dòng)提供一定的空間，以方便在將重相放出第三腔室時(shí)盡量保持液面的平靜，而不攪動(dòng)其他兩相。

如圖1所示，在一個(gè)優(yōu)選方案中，還包括混合液體入口104，其貫通所述殼體連通至所述第一腔室的一端；輕液相出口105，其貫通所述殼體連通至所述第二腔室，且所述輕液相出口與所述第一腔室位于所述第二腔室的同側(cè)；中間液出口106，其貫通所述殼體連通至所述第二腔室；重液相出口107，其貫通所述殼體連通至所述第三腔室。

在一個(gè)優(yōu)選方案中，所述纖維絲集束中任一纖維絲的直徑為0.01-200μm；所述纖維絲集束中多個(gè)纖維的橫切面總和占所述第一腔室的橫切面的百分百為1-20％。本方案中，在纖維絲集束提供更大的接觸面積的前提下，避免由于纖維絲設(shè)置過(guò)密導(dǎo)致短流的現(xiàn)象發(fā)生。

在一個(gè)優(yōu)選方案中，所述纖維絲集束為直線型集束、折型絲集束或螺旋絲集束中的至少一種；所述的纖維絲集束的材質(zhì)為不銹鋼、銅、鐵、鋁、鉛、鋅元素及其合金、金屬高分子復(fù)合材料、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍、PET、聚酰胺、聚酯、玻璃纖維、活性碳纖維或三氧化二鋁中的一種。在本方案中對(duì)纖維絲集束進(jìn)行了材料的限定，其原則是其材質(zhì)根據(jù)液體性質(zhì)選擇，不被所分離液體腐蝕或溶解的材質(zhì)均可使用，包括但不限于金屬材料(如不銹鋼、銅、鐵、鋁、鉛、鋅及其合金)、金屬高分子復(fù)合材料(如，金屬-聚烯烴)和其他材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍、PET、聚酰胺、聚酯等高分子材料、玻璃纖維、活性碳纖維、三氧化二鋁等陶瓷纖維材料)。

盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。