一種防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源化工行業(yè)分離過(guò)濾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源、化工行業(yè)常涉及氣液分離過(guò)程，例如:化學(xué)工廠排放尾氣需去除其中的有害液滴，以減少對(duì)環(huán)境的影響；核電廠產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)前需去除蒸汽中的水滴，以保證汽輪機(jī)葉片安全；大型空氣壓縮機(jī)出口需去除潤(rùn)滑油滴，以保證供應(yīng)氣體的純凈；閃蒸型海水淡化產(chǎn)生蒸汽需經(jīng)過(guò)汽水分離，以減少制備水中鹽度等。
[0003]目前，氣液分離包括慣性力分離、離心力分離、毛細(xì)力分離等方式，對(duì)應(yīng)波紋板分離器、旋風(fēng)分離器、絲網(wǎng)分離器等。其中，絲網(wǎng)分離器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉、分離壓降小等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。但絲網(wǎng)氣液分離器還存在一定的問(wèn)題，其中氣液分離過(guò)程中液滴的二次攜帶問(wèn)題尤為突出。
[0004]在普通絲網(wǎng)氣液分離器中，絲網(wǎng)表面存在一定液膜，當(dāng)來(lái)流氣液混合物流速增加到某一極限值時(shí)，絲網(wǎng)上的液膜會(huì)被撕破而重新卷入氣流；另外，分離下來(lái)的液滴撞擊壁面或儲(chǔ)液池液面，將產(chǎn)生皇冠型飛濺，飛濺的微液滴將重新卷入氣流；三是高速氣流直接卷過(guò)儲(chǔ)液池，也可從液體表面撕裂出微液滴。以上三方面構(gòu)成了液滴二次攜帶的主要來(lái)源，由于二次液滴遠(yuǎn)小于來(lái)流液滴大小，從而分離效果將嚴(yán)重惡化，這為能源化工安全和環(huán)保埋下了相當(dāng)大的隱患。因此，需要重新考慮與設(shè)計(jì)能從根源上減少二次液滴攜帶的新型絲網(wǎng)分離器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器及應(yīng)用，具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器，包括殼體I和插入殼體I的屜式超憎液絲網(wǎng)板3，所述屜式超憎液絲網(wǎng)板3將殼體I分隔成氣體腔4和氣液腔5，在所述氣體腔4的頂部設(shè)置排氣口 7，在所述氣液腔5側(cè)面設(shè)置氣液的入口 6，在所述氣液腔5下部通過(guò)擋板10隔離出儲(chǔ)液腔11，在所述儲(chǔ)液腔11底部設(shè)置儲(chǔ)液池12。
[0007]進(jìn)一步地，所述屜式超憎液絲網(wǎng)板3外側(cè)設(shè)有滑槽2，屜式超憎液絲網(wǎng)板3插入滑槽2中。
[0008]進(jìn)一步地，所述擋板10上表面設(shè)置親液型金屬泡沫9，其從擋板10的漏斗口伸入儲(chǔ)液腔11。
[0009]進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)液池12設(shè)置有液位探針13及儲(chǔ)液腔11底部的電磁閥14。
[0010]進(jìn)一步地，所述屜式超憎液絲網(wǎng)板3由絲網(wǎng)15通過(guò)包邊16繃制而成，包邊16 —端焊接有屜板17，所述屜板17與殼體I通過(guò)快裝法蘭實(shí)現(xiàn)可拆卸安裝，通過(guò)墊片實(shí)現(xiàn)密封。因此，絲網(wǎng)使用一定壽命，表面憎液性能降低時(shí)，屜式超憎液絲網(wǎng)板作為一個(gè)部件可及時(shí)更換。
[0011]進(jìn)一步地，所述絲網(wǎng)15為單層或多層，由金屬絲18編織或燒結(jié)而成，形成規(guī)則或無(wú)序的絲網(wǎng)孔19。絲網(wǎng)孔大小需根據(jù)來(lái)流液滴大小分布及出口氣體質(zhì)量要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和選材。
[0012]進(jìn)一步地，所述金屬絲18的材質(zhì)為憎液性，并通過(guò)酸堿緩蝕、水熱法、分子自組裝或溶膠-凝膠法，在其表面覆蓋憎液性?xún)?yōu)良的納米層20，以提高比表面積，維持絲網(wǎng)15良好的超憎液性能。
[0013]上述防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器的應(yīng)用:氣液混合物通過(guò)入口 6進(jìn)入氣液腔5 ;屜式超憎液絲網(wǎng)板3使來(lái)流攜帶液滴8產(chǎn)生鏡面反射式彈跳，在絲網(wǎng)15上無(wú)液膜殘留；分離出的純凈氣體通過(guò)氣體腔4頂部的排氣口7導(dǎo)出；碰撞后的液滴8滴落在親液型金屬泡沫9上，并被導(dǎo)入儲(chǔ)液腔11的儲(chǔ)液池12中；儲(chǔ)液池12中的液位由液位探針13監(jiān)測(cè)并通過(guò)儲(chǔ)液腔11底部的電磁閥14控制。
[0014]進(jìn)一步地，所述氣液混合物為蒸汽-水、氣體-油或氣體-水兩相混合物，其中氣相為連續(xù)相，液相為分散相。
[0015]進(jìn)一步地，所述電磁閥14處于常開(kāi)狀態(tài)，以便及時(shí)疏導(dǎo)分離下來(lái)的液體；當(dāng)液位低于液位電極13的安裝位置時(shí)，液位電極13發(fā)出脈沖信號(hào)關(guān)閉電磁閥14，以防止儲(chǔ)液池12排空導(dǎo)致氣流的泄漏。
[0016]所述屜式超憎液絲網(wǎng)板3使來(lái)流攜帶液滴8產(chǎn)生鏡面反射式的彈跳，在絲網(wǎng)15上無(wú)液膜殘留，從源頭上防止了絲網(wǎng)15上的液膜撕裂產(chǎn)生二次液滴攜帶。所述親液型金屬泡沫9對(duì)液滴8撞擊的緩沖，消除了液滴8撞擊擋板10，滴入儲(chǔ)液池12飛濺產(chǎn)生的二次液滴攜帶。所述儲(chǔ)液腔11單獨(dú)隔離以及儲(chǔ)液池12中分離液體的及時(shí)疏導(dǎo)，有效地防止了氣體吹拂儲(chǔ)液池12表面撕裂液膜產(chǎn)生的二次液滴攜帶。
[0017]本發(fā)明的效果和益處是:通過(guò)采用絲網(wǎng)超憎液處理、親液金屬泡沫的液滴撞擊緩沖、儲(chǔ)液腔隔離、儲(chǔ)液及時(shí)疏導(dǎo)等多組合設(shè)計(jì)，從源頭上防止了絲網(wǎng)、儲(chǔ)液池表面液膜撕裂及液滴撞擊飛濺產(chǎn)生的二次液滴攜帶，因此，本發(fā)明可極大提高氣液分離器的分離效率，有效控制出口氣體微液滴的攜帶，為諸多能源化工的高效安全生產(chǎn)提供可靠保障。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器結(jié)構(gòu)及原理圖。
[0019]其中:(a)絲網(wǎng)氣液分離器主體結(jié)構(gòu)及原理示意圖，(b)屜式超憎液絲網(wǎng)部件結(jié)構(gòu)圖，(c)超憎液絲網(wǎng)單元結(jié)構(gòu)圖。圖中各標(biāo)號(hào)的含義:1_殼體，2-滑槽，3-屜式超憎液絲網(wǎng)板，4-氣體腔，5-氣液腔，6-入口，7-排氣口，8-液滴，9-親液型金屬泡沫，10-擋板，11-儲(chǔ)液腔，12-儲(chǔ)液池，13-液位探針，14-電磁閥，15-絲網(wǎng)，16-包邊，17-屜板，18-金屬絲，19-網(wǎng)孔，20-納米層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但不以任何方式限制本發(fā)明的權(quán)利要求。
[0021]針對(duì)汽水分離過(guò)程。分離器殼體I米用304不銹鋼，外形尺寸長(zhǎng)500mm，寬500mm，高800mm，殼體厚20mm。擋板10隔出的儲(chǔ)液腔11高300mm，其余空間被屜式超憎液絲網(wǎng)板3以45°傾斜地分成氣體腔4和氣液腔5兩部分。擋板10采用2mm厚的不銹鋼，親液型金屬泡沫9采用15mm厚的80目紫銅泡沫，擋板10與親液型金屬泡沫9采用錫焊焊接。擋板形成漏斗傾角30°，漏斗中心孔邊長(zhǎng)100mm。汽水混合物入口 6管徑150mm，排氣口 7管徑100_，排液管徑50_。排液口配常開(kāi)型電磁閥14，當(dāng)液位低于液位探針13的安裝位置時(shí)，液位探針13發(fā)出脈沖信號(hào)關(guān)閉電磁閥14，以防止儲(chǔ)液池排空導(dǎo)致氣流的泄漏。
[0022]屜式超憎液絲網(wǎng)板3氣液分離器的核心部件，其絲網(wǎng)15采用400目的平紋錫青銅網(wǎng)，金屬絲18絲徑約25 μ m，形成的網(wǎng)孔19孔寬約38 μ m。裁剪出寬480mm，長(zhǎng)680mm的長(zhǎng)方形絲網(wǎng)15，并用0.3mm的不銹鋼片作包邊16，包邊16寬度5mm。在包邊16較窄的一端焊上500mm寬，高50mm，厚20mm的屜板17，從而構(gòu)造出屜式超憎液絲網(wǎng)板3。分離器殼體I前后壁上滑槽2深度10mm，并在絲網(wǎng)安裝口設(shè)置與屜板17大小相同的快裝法蘭，便于屜式超憎液絲網(wǎng)板3像抽屜一樣插入殼體1，實(shí)現(xiàn)可拆卸安裝。
[0023]為保證絲網(wǎng)15超疏水性，錫青銅網(wǎng)表面通過(guò)弱堿刻蝕生成高比表面積的納米層20，其具體制備步驟如下:
[0024]1.將錫青銅絲網(wǎng)板經(jīng)丙酮、稀鹽酸溶液浸泡lOmin，去除表面油污及氧化層后，放入去離子水超聲振蕩清洗三遍；
[0025]2.在5°C水浴環(huán)境下，將去污、去氧化層的錫青銅網(wǎng)放入盛有0.05M的氨水水溶液的石英槽中，石英槽表面覆蓋一層聚乙烯膜并密封，以防止氨水的揮發(fā)。
[0026]3.浸泡60h后，將錫青銅網(wǎng)置于200°C的燒結(jié)爐中烘烤lh，即在絲網(wǎng)15表面生長(zhǎng)上黑色的CuO納米線(xiàn)，形成優(yōu)良的超疏水納米層20。
[0027]以上所述，僅為本發(fā)明的具體可操作實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器，其特征在于，包括殼體(I)和插入殼體(I)的屜式超憎液絲網(wǎng)板(3)，所述屜式超憎液絲網(wǎng)板(3)將殼體(I)分隔成氣體腔(4)和氣液腔(5)，在所述氣體腔(4)的頂部設(shè)置排氣口(7)，在所述氣液腔(5)側(cè)面設(shè)置氣液的入口(6)，在所述氣液腔(5)下部通過(guò)擋板(10)隔離出儲(chǔ)液腔(11)，在所述儲(chǔ)液腔(11)底部設(shè)置儲(chǔ)液池(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)氣液分離器，其特征在于，所述屜式超憎液絲網(wǎng)板(3)外側(cè)設(shè)有滑槽(2)，屜式超憎液絲網(wǎng)板(3)插入滑槽(2)中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)氣液分離器，其特征在于，所述擋板(10)上表面設(shè)置親液型金屬泡沫(9)，其從擋板(10)的漏斗口伸入儲(chǔ)液腔(11)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)氣液分離器，其特征在于，所述儲(chǔ)液池(12)設(shè)置有液位探針(13)及儲(chǔ)液腔(11)底部的電磁閥(14) ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲網(wǎng)氣液分離器，其特征在于，所述屜式超憎液絲網(wǎng)板(3)由絲網(wǎng)(15)通過(guò)包邊(16)繃制而成，包邊(16) —端焊接有屜板(17)，所述屜板(17)與殼體(I)通過(guò)快裝法蘭實(shí)現(xiàn)可拆卸安裝。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絲網(wǎng)氣液分離器，其特征在于，所述絲網(wǎng)(15)為單層或多層，由金屬絲(18)編織或燒結(jié)而成，形成規(guī)則或無(wú)序的絲網(wǎng)孔(19)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的絲網(wǎng)氣液分離器，其特征在于，所述金屬絲(18)的材質(zhì)為憎液性，表面覆蓋憎液性納米層(20)。8.—種權(quán)利要求1所述防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器的應(yīng)用，其特征在于，氣液混合物通過(guò)入口(6)進(jìn)入氣液腔(5);屜式超憎液絲網(wǎng)板(3)使來(lái)流攜帶液滴(8)產(chǎn)生鏡面反射式彈跳，在絲網(wǎng)(15)上無(wú)液膜殘留；分離出的純凈氣體通過(guò)氣體腔(4)頂部的排氣口(7)導(dǎo)出；碰撞后的液滴(8)滴落在親液型金屬泡沫(9)上，并被導(dǎo)入儲(chǔ)液腔(11)的儲(chǔ)液池(12)中；儲(chǔ)液池(12)中的液位由液位探針(13)監(jiān)測(cè)并通過(guò)儲(chǔ)液腔(11)底部的電磁閥(14)控制。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述絲網(wǎng)氣液分離器的應(yīng)用，其特征在于，所述氣液混合物為蒸汽-水、氣體-油或氣體-水兩相混合物，其中氣相為連續(xù)相，液相為分散相。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述絲網(wǎng)氣液分離器的應(yīng)用，其特征在于，所述電磁閥(14)處于常開(kāi)狀態(tài)，以便及時(shí)疏導(dǎo)分離下來(lái)的液體；當(dāng)液位低于液位電極(13)的安裝位置時(shí)，液位電極(13)發(fā)出脈沖信號(hào)關(guān)閉電磁閥(14)，以防止儲(chǔ)液池(12)排空導(dǎo)致氣流的泄漏。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種防液滴二次攜帶的絲網(wǎng)氣液分離器及應(yīng)用，所述絲網(wǎng)氣液分離器包括殼體和插入殼體的屜式超憎液絲網(wǎng)板，所述屜式超憎液絲網(wǎng)板將殼體分隔成氣體腔和氣液腔，在所述氣體腔的頂部設(shè)置排氣口，在所述氣液腔側(cè)面設(shè)置氣液的入口，在所述氣液腔下部通過(guò)擋板隔離出儲(chǔ)液腔，在所述儲(chǔ)液腔底部設(shè)置儲(chǔ)液池。本發(fā)明通過(guò)絲網(wǎng)超憎液處理、親液金屬泡沫的液滴撞擊緩沖、儲(chǔ)液腔隔離、儲(chǔ)液及時(shí)疏導(dǎo)的組合設(shè)計(jì)，從源頭上防止了絲網(wǎng)、儲(chǔ)液池表面液膜撕裂及液滴撞擊飛濺產(chǎn)生的二次液滴攜帶，可極大提高氣液分離器的分離效率，有效控制出口氣體微液滴的攜帶，為能源化工高效安全生產(chǎn)提供可靠保障。
【IPC分類(lèi)】B01D45/08
【公開(kāi)號(hào)】CN104922982
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510319488
【發(fā)明人】謝劍, 徐進(jìn)良, 何孝天, 程愉
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日