一种防液滴二次携带的丝网气液分离器及应用
【技术领域】
[0001]本发明属于能源化工行业分离过滤技术领域，具体涉及一种防液滴二次携带的丝网气液分离器及应用。
【背景技术】
[0002]在能源、化工行业常涉及气液分离过程，例如:化学工厂排放尾气需去除其中的有害液滴，以减少对环境的影响；核电厂产生的蒸汽进入汽轮机前需去除蒸汽中的水滴，以保证汽轮机叶片安全；大型空气压缩机出口需去除润滑油滴，以保证供应气体的纯净；闪蒸型海水淡化产生蒸汽需经过汽水分离，以减少制备水中盐度等。
[0003]目前，气液分离包括惯性力分离、离心力分离、毛细力分离等方式，对应波纹板分离器、旋风分离器、丝网分离器等。其中，丝网分离器以其结构简单，成本低廉、分离压降小等优点得到了广泛应用。但丝网气液分离器还存在一定的问题，其中气液分离过程中液滴的二次携带问题尤为突出。
[0004]在普通丝网气液分离器中，丝网表面存在一定液膜，当来流气液混合物流速增加到某一极限值时，丝网上的液膜会被撕破而重新卷入气流；另外，分离下来的液滴撞击壁面或储液池液面，将产生皇冠型飞溅，飞溅的微液滴将重新卷入气流；三是高速气流直接卷过储液池，也可从液体表面撕裂出微液滴。以上三方面构成了液滴二次携带的主要来源，由于二次液滴远小于来流液滴大小，从而分离效果将严重恶化，这为能源化工安全和环保埋下了相当大的隐患。因此，需要重新考虑与设计能从根源上减少二次液滴携带的新型丝网分离器。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的不足，本发明提供了一种防液滴二次携带的丝网气液分离器及应用，具体技术方案如下:
[0006]一种防液滴二次携带的丝网气液分离器，包括壳体I和插入壳体I的屉式超憎液丝网板3，所述屉式超憎液丝网板3将壳体I分隔成气体腔4和气液腔5，在所述气体腔4的顶部设置排气口 7，在所述气液腔5侧面设置气液的入口 6，在所述气液腔5下部通过挡板10隔离出储液腔11，在所述储液腔11底部设置储液池12。
[0007]进一步地，所述屉式超憎液丝网板3外侧设有滑槽2，屉式超憎液丝网板3插入滑槽2中。
[0008]进一步地，所述挡板10上表面设置亲液型金属泡沫9，其从挡板10的漏斗口伸入储液腔11。
[0009]进一步地，所述储液池12设置有液位探针13及储液腔11底部的电磁阀14。
[0010]进一步地，所述屉式超憎液丝网板3由丝网15通过包边16绷制而成，包边16 —端焊接有屉板17，所述屉板17与壳体I通过快装法兰实现可拆卸安装，通过垫片实现密封。因此，丝网使用一定寿命，表面憎液性能降低时，屉式超憎液丝网板作为一个部件可及时更换。
[0011]进一步地，所述丝网15为单层或多层，由金属丝18编织或烧结而成，形成规则或无序的丝网孔19。丝网孔大小需根据来流液滴大小分布及出口气体质量要求进行设计和选材。
[0012]进一步地，所述金属丝18的材质为憎液性，并通过酸碱缓蚀、水热法、分子自组装或溶胶-凝胶法，在其表面覆盖憎液性优良的纳米层20，以提高比表面积，维持丝网15良好的超憎液性能。
[0013]上述防液滴二次携带的丝网气液分离器的应用:气液混合物通过入口 6进入气液腔5 ;屉式超憎液丝网板3使来流携带液滴8产生镜面反射式弹跳，在丝网15上无液膜残留；分离出的纯净气体通过气体腔4顶部的排气口7导出；碰撞后的液滴8滴落在亲液型金属泡沫9上，并被导入储液腔11的储液池12中；储液池12中的液位由液位探针13监测并通过储液腔11底部的电磁阀14控制。
[0014]进一步地，所述气液混合物为蒸汽-水、气体-油或气体-水两相混合物，其中气相为连续相，液相为分散相。
[0015]进一步地，所述电磁阀14处于常开状态，以便及时疏导分离下来的液体；当液位低于液位电极13的安装位置时，液位电极13发出脉冲信号关闭电磁阀14，以防止储液池12排空导致气流的泄漏。
[0016]所述屉式超憎液丝网板3使来流携带液滴8产生镜面反射式的弹跳，在丝网15上无液膜残留，从源头上防止了丝网15上的液膜撕裂产生二次液滴携带。所述亲液型金属泡沫9对液滴8撞击的缓冲，消除了液滴8撞击挡板10，滴入储液池12飞溅产生的二次液滴携带。所述储液腔11单独隔离以及储液池12中分离液体的及时疏导，有效地防止了气体吹拂储液池12表面撕裂液膜产生的二次液滴携带。
[0017]本发明的效果和益处是:通过采用丝网超憎液处理、亲液金属泡沫的液滴撞击缓冲、储液腔隔离、储液及时疏导等多组合设计，从源头上防止了丝网、储液池表面液膜撕裂及液滴撞击飞溅产生的二次液滴携带，因此，本发明可极大提高气液分离器的分离效率，有效控制出口气体微液滴的携带，为诸多能源化工的高效安全生产提供可靠保障。
【附图说明】
[0018]图1是防液滴二次携带的丝网气液分离器结构及原理图。
[0019]其中:(a)丝网气液分离器主体结构及原理示意图，(b)屉式超憎液丝网部件结构图，(c)超憎液丝网单元结构图。图中各标号的含义:1_壳体，2-滑槽，3-屉式超憎液丝网板，4-气体腔，5-气液腔，6-入口，7-排气口，8-液滴，9-亲液型金属泡沫，10-挡板，11-储液腔，12-储液池，13-液位探针，14-电磁阀，15-丝网，16-包边，17-屉板，18-金属丝，19-网孔，20-纳米层。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明进行详细说明，但不以任何方式限制本发明的权利要求。
[0021]针对汽水分离过程。分离器壳体I米用304不锈钢，外形尺寸长500mm，宽500mm，高800mm，壳体厚20mm。挡板10隔出的储液腔11高300mm，其余空间被屉式超憎液丝网板3以45°倾斜地分成气体腔4和气液腔5两部分。挡板10采用2mm厚的不锈钢，亲液型金属泡沫9采用15mm厚的80目紫铜泡沫，挡板10与亲液型金属泡沫9采用锡焊焊接。挡板形成漏斗倾角30°，漏斗中心孔边长100mm。汽水混合物入口 6管径150mm，排气口 7管径100_，排液管径50_。排液口配常开型电磁阀14，当液位低于液位探针13的安装位置时，液位探针13发出脉冲信号关闭电磁阀14，以防止储液池排空导致气流的泄漏。
[0022]屉式超憎液丝网板3气液分离器的核心部件，其丝网15采用400目的平纹锡青铜网，金属丝18丝径约25 μ m，形成的网孔19孔宽约38 μ m。裁剪出宽480mm，长680mm的长方形丝网15，并用0.3mm的不锈钢片作包边16，包边16宽度5mm。在包边16较窄的一端焊上500mm宽，高50mm，厚20mm的屉板17，从而构造出屉式超憎液丝网板3。分离器壳体I前后壁上滑槽2深度10mm，并在丝网安装口设置与屉板17大小相同的快装法兰，便于屉式超憎液丝网板3像抽屉一样插入壳体1，实现可拆卸安装。
[0023]为保证丝网15超疏水性，锡青铜网表面通过弱碱刻蚀生成高比表面积的纳米层20，其具体制备步骤如下:
[0024]1.将锡青铜丝网板经丙酮、稀盐酸溶液浸泡lOmin，去除表面油污及氧化层后，放入去离子水超声振荡清洗三遍；
[0025]2.在5°C水浴环境下，将去污、去氧化层的锡青铜网放入盛有0.05M的氨水水溶液的石英槽中，石英槽表面覆盖一层聚乙烯膜并密封，以防止氨水的挥发。
[0026]3.浸泡60h后，将锡青铜网置于200°C的烧结炉中烘烤lh，即在丝网15表面生长上黑色的CuO纳米线，形成优良的超疏水纳米层20。
[0027]以上所述，仅为本发明的具体可操作实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种防液滴二次携带的丝网气液分离器，其特征在于，包括壳体(I)和插入壳体(I)的屉式超憎液丝网板(3)，所述屉式超憎液丝网板(3)将壳体(I)分隔成气体腔(4)和气液腔(5)，在所述气体腔(4)的顶部设置排气口(7)，在所述气液腔(5)侧面设置气液的入口(6)，在所述气液腔(5)下部通过挡板(10)隔离出储液腔(11)，在所述储液腔(11)底部设置储液池(12)。2.根据权利要求1所述的丝网气液分离器，其特征在于，所述屉式超憎液丝网板(3)外侧设有滑槽(2)，屉式超憎液丝网板(3)插入滑槽(2)中。3.根据权利要求1所述的丝网气液分离器，其特征在于，所述挡板(10)上表面设置亲液型金属泡沫(9)，其从挡板(10)的漏斗口伸入储液腔(11)。4.根据权利要求1所述的丝网气液分离器，其特征在于，所述储液池(12)设置有液位探针(13)及储液腔(11)底部的电磁阀(14) ο5.根据权利要求1所述的丝网气液分离器，其特征在于，所述屉式超憎液丝网板(3)由丝网(15)通过包边(16)绷制而成，包边(16) —端焊接有屉板(17)，所述屉板(17)与壳体(I)通过快装法兰实现可拆卸安装。6.根据权利要求5所述的丝网气液分离器，其特征在于，所述丝网(15)为单层或多层，由金属丝(18)编织或烧结而成，形成规则或无序的丝网孔(19)。7.根据权利要求6所述的丝网气液分离器，其特征在于，所述金属丝(18)的材质为憎液性，表面覆盖憎液性纳米层(20)。8.—种权利要求1所述防液滴二次携带的丝网气液分离器的应用，其特征在于，气液混合物通过入口(6)进入气液腔(5);屉式超憎液丝网板(3)使来流携带液滴(8)产生镜面反射式弹跳，在丝网(15)上无液膜残留；分离出的纯净气体通过气体腔(4)顶部的排气口(7)导出；碰撞后的液滴(8)滴落在亲液型金属泡沫(9)上，并被导入储液腔(11)的储液池(12)中；储液池(12)中的液位由液位探针(13)监测并通过储液腔(11)底部的电磁阀(14)控制。9.根据权利要求8所述丝网气液分离器的应用，其特征在于，所述气液混合物为蒸汽-水、气体-油或气体-水两相混合物，其中气相为连续相，液相为分散相。10.根据权利要求8所述丝网气液分离器的应用，其特征在于，所述电磁阀(14)处于常开状态，以便及时疏导分离下来的液体；当液位低于液位电极(13)的安装位置时，液位电极(13)发出脉冲信号关闭电磁阀(14)，以防止储液池(12)排空导致气流的泄漏。
【专利摘要】本发明公开了一种防液滴二次携带的丝网气液分离器及应用，所述丝网气液分离器包括壳体和插入壳体的屉式超憎液丝网板，所述屉式超憎液丝网板将壳体分隔成气体腔和气液腔，在所述气体腔的顶部设置排气口，在所述气液腔侧面设置气液的入口，在所述气液腔下部通过挡板隔离出储液腔，在所述储液腔底部设置储液池。本发明通过丝网超憎液处理、亲液金属泡沫的液滴撞击缓冲、储液腔隔离、储液及时疏导的组合设计，从源头上防止了丝网、储液池表面液膜撕裂及液滴撞击飞溅产生的二次液滴携带，可极大提高气液分离器的分离效率，有效控制出口气体微液滴的携带，为能源化工高效安全生产提供可靠保障。
【IPC分类】B01D45/08
【公开号】CN104922982
【申请号】CN201510319488
【发明人】谢剑, 徐进良, 何孝天, 程愉
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月11日