本發(fā)明涉及氣液分離，特別涉及一種氣液分離器。

背景技術(shù)：

1、多相流分離一直是石油、化工和核工程等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的研究重點，特別是氣液兩相流分離技術(shù)。傳統(tǒng)的氣液分離設(shè)備按照分離原理大致可分為重力分離器、折流板式分離器和旋流分離器等，利用單一分離原理的常規(guī)分離器具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，但在應(yīng)用上有一定的局限性，因此，在氣液分離器的開發(fā)過程中，往往需要將不同分離機理的結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合，以達(dá)到更好的分離性能。

2、目前，應(yīng)用最廣泛是旋風(fēng)分離器，其工作原理是：氣液混合物通常由切向入口引入分離器筒體，在筒體內(nèi)形成旋流，在重力和離心力的作用下，液相被拋到邊壁并向下流動，而氣相則集中到中心并從頂部排出。但是，不對稱的單側(cè)切向入口結(jié)構(gòu)會使氣流在分離區(qū)內(nèi)發(fā)生渦核擺動現(xiàn)象，加劇液滴破碎，導(dǎo)致其對小粒徑液滴群的分離效果很不理想。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種氣液分離器，至少解決現(xiàn)有分離器無法適應(yīng)多種工況的問題。

2、本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種氣液分離器，包括：沿軸向延伸的外殼，所述外殼上設(shè)置有進(jìn)料管、排氣管和排液管；沿軸向延伸的隔流筒，設(shè)置于所述外殼內(nèi)，所述隔流筒具有沿軸向依次設(shè)置的進(jìn)料段、第一分離段、第二分離段和出料段，所述進(jìn)料段連通于所述進(jìn)料管和所述第一分離段之間；所述第一分離段包括沿圓周方向間隔分布的多個旋臂通道，所述隔流筒在所述第一分離段通過多個所述旋臂通道與所述外殼相連通，且多個所述旋臂通道與所述隔流筒切向連通，所述第二分離段包括沿圓周方向間隔分布并沿軸向延伸的多個導(dǎo)流通道，所述隔流筒在所述第二分離段通過多個所述導(dǎo)流通道與所述外殼相連通，且多個所述導(dǎo)流通道與所述隔流筒切向連通，所述第一分離段通過多個所述旋臂通道、多個所述導(dǎo)流通道與所述第二分離段相連通；自所述隔流筒至所述外殼的方向，多個所述旋臂通道沿順時針方向或逆時針方向進(jìn)行旋向延伸并沿重力方向傾斜設(shè)置，且多個所述導(dǎo)流通道的切線旋向與多個所述旋臂通道的旋向相同；分隔板蓋設(shè)在所述進(jìn)料段上端并與所述外殼的內(nèi)壁連接，所述分隔板將所述外殼的內(nèi)部分成集氣區(qū)和分離區(qū)，所述分隔板上連接有用于連通所述集氣區(qū)和所述分離區(qū)的提升氣管，所述提升氣管的一端插入所述隔流筒內(nèi)并沿軸向延伸至所述第一分離段和所述第二分離段之間。

4、優(yōu)選地，所述進(jìn)料管與所述外殼的軸線垂直設(shè)置。

5、優(yōu)選地，所述外殼、所述隔流筒和所述提升氣管同軸線設(shè)置。

6、優(yōu)選地，所述旋臂通道的傾斜方向與水平方向的夾角為10°～30°，所述旋臂通道的過流截面是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.4～0.65倍。

7、優(yōu)選地，所述導(dǎo)流通道的過流截面是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.3～0.45倍，所述導(dǎo)流通道的延伸長度是其過流寬度的15～17倍。

8、優(yōu)選地，所述進(jìn)料管的內(nèi)徑是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.45～0.6倍，所述隔流筒的內(nèi)徑是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.7～0.75倍，所述提升氣管的內(nèi)徑是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.25～0.4倍。

9、進(jìn)一步地，所述進(jìn)料管與所述進(jìn)料段切向連通。

10、優(yōu)選地，所述進(jìn)料管沿其延伸方向具有矩形截面，該矩形截面的長度方向與重力方向相同，該矩形截面的長寬比為1.8～2.5，且所述進(jìn)料管的過流截面是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.2～0.4倍。

11、進(jìn)一步地，所述提升氣管的另一端軸向延伸形成伸入所述集氣區(qū)的延伸段，所述延伸段上連接有泡罩，沿重力方向，所述泡罩和所述提升氣管之間形成有氣流換向區(qū)；沿徑向方向，所述泡罩和所述提升氣管之間形成有氣流分散區(qū)。

12、優(yōu)選地，所述分隔板上連接有降液管，所述降液管連通于所述集氣區(qū)和所述排液管，且所述降液管伸出所述分隔板的管段長度小于所述延伸段的長度。

13、本發(fā)明的特點及優(yōu)點是：本發(fā)明所提供的氣液分離器包括外殼、設(shè)置于外殼內(nèi)的分隔板、連接于分隔板下方的隔流筒、以及連接于分隔板上插入隔流筒內(nèi)的提升氣管，其中，隔流筒具有沿軸向依次設(shè)置的進(jìn)料段、包括多個旋臂通道的第一分離段、包括多個導(dǎo)流通道的第二分離段和出料段，外殼上設(shè)置有水平延伸并與進(jìn)料段相連通的進(jìn)料管，使得氣液兩相混合物經(jīng)進(jìn)料管進(jìn)入分離器后，其流動方向會在進(jìn)料管末端由水平方向轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直方向，并在分隔板的阻擋下向下流至第一分離段；并通過第一分離段的旋臂通道使進(jìn)入其中的氣液兩相混合物受強旋流作用，實現(xiàn)氣液初步分離，既消除了對氣液分離不利的渦核擺動現(xiàn)象，又強化了分離性能，有效降低壓降；同時通過多個旋臂通道、多個導(dǎo)流通道使第一分離段與第二分離段相連通，且自隔流筒至外殼的方向，多個導(dǎo)流通道的切線旋向與多個旋臂通道的旋向相同，使得到達(dá)第二分離段處的氣相自隔流筒外壁經(jīng)導(dǎo)流通道進(jìn)入隔流筒內(nèi)時旋向發(fā)生反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)氣液強化分離；并設(shè)置分隔板將集氣區(qū)和分離區(qū)的完全分隔，杜絕短路流等可能會對分離不利的現(xiàn)象，使氣液分離保持穩(wěn)定進(jìn)行。

技術(shù)特征：

1.一種氣液分離器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離器，其特征在于，所述進(jìn)料管與所述外殼的軸線垂直設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離器，其特征在于，所述外殼、所述隔流筒和所述提升氣管同軸線設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述氣液分離器，其特征在于，所述旋臂通道的傾斜方向與水平方向的夾角為10°～30°，所述旋臂通道的過流截面是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.4～0.65倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述氣液分離器，其特征在于，所述導(dǎo)流通道的過流截面是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.3～0.45倍，所述導(dǎo)流通道的延伸長度是其過流寬度的15～17倍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離器，其特征在于，所述進(jìn)料管的內(nèi)徑是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.45～0.6倍，所述隔流筒的內(nèi)徑是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.7～0.75倍，所述提升氣管的內(nèi)徑是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.25～0.4倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離器，其特征在于，所述進(jìn)料管與所述進(jìn)料段切向連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述氣液分離器，其特征在于，所述進(jìn)料管沿其延伸方向具有矩形截面，該矩形截面的長度方向與重力方向相同，該矩形截面的長寬比為1.8～2.5，且所述進(jìn)料管的過流截面是所述外殼的內(nèi)腔截面的0.2～0.4倍。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述氣液分離器，其特征在于，所述提升氣管的另一端軸向延伸形成伸入所述集氣區(qū)的延伸段，所述延伸段上連接有泡罩，沿重力方向，所述泡罩和所述提升氣管之間形成有氣流換向區(qū)；沿徑向方向，所述泡罩和所述提升氣管之間形成有氣流分散區(qū)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述氣液分離器，其特征在于，所述分隔板上連接有降液管，所述降液管連通于所述集氣區(qū)和所述排液管，且所述降液管伸出所述分隔板的管段長度小于所述延伸段的長度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種氣液分離器，包括外殼、隔流筒和分隔板，外殼上設(shè)置有進(jìn)料管、排氣管和排液管；隔流筒設(shè)置于外殼內(nèi)，隔流筒具有沿軸向依次設(shè)置的進(jìn)料段、第一分離段、第二分離段和出料段，進(jìn)料段連通于進(jìn)料管和第一分離段之間；第一分離段包括沿圓周方向間隔分布并與外殼相連通的多個旋臂通道，且多個旋臂通道與隔流筒切向連通，第二分離段包括沿圓周方向間隔分布并沿軸向延伸且與外殼、第一分離段相連通的多個導(dǎo)流通道，且多個導(dǎo)流通道與隔流筒切向連通，等等。本發(fā)明的氣液分離器通過將進(jìn)料管和具有多重分離功能的隔流筒有序結(jié)合，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)輕便簡單、分離介質(zhì)物料適用性廣、能長期穩(wěn)定運行的優(yōu)點，并能有效避免排料口竄氣返混等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：盧春喜,高金明,鄂承林,范怡平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（北京）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6