气液分离技术设备发展.doc

气液分离技术设备发展气液分离技术设备发展陈明鹏(江西气体压缩机有限公司,江西赣州341000)一技术市蝎【摘要】主要介绍了气液分离技术及设备的进展及其应用情况,主要包括气液的重力沉降分离,惯性分离,过滤分离和离心分离的分离原理及优缺点等.【关键词】气液分离器;分离技术;分离设备气液分离技术是从气流中分离出雾滴或液滴的技术,该技术广泛的应用于各个工程等工艺过程,用于分离清除有害物质或高效回收有用物质.气液分离技术的机理有重力沉降,惯性碰撞,离心分离,静电吸引,扩散等,依据这些机理已经研制出许多实用的气液分离器.一,重力沉降分离气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离,即液滴所受重力大于其气体的浮力时,液滴将从气相中沉降出来,被分离.它结构简单,制造方便,操作弹性大,需要较长的停留时间,分离器体积大,笨重,投资高,分离效果差,只能分离较大液滴,其分离液滴的极限值通常为100um,主要用于地面天然气开采集输经过几十年的发展,该项技术已基本成熟.当前研究的重点是研制高效的内部填料以提高其分离效率.此类分离器的设计关键在于确定液滴的沉降速度,然后确定分离器的直径.二,过滤分离通过过滤介质将气体中的液滴分离出来的分离方法即为过滤分离.其核心部件是滤芯,以金属丝网和玻璃纤维较佳.气体流过丝网结构时,大于丝网孔径的液滴将被拦截而分离出来.若液滴直接撞击丝网,它们也将被拦截.直接拦截可以收集一定数量比其孔径小的颗粒,除液滴直接撞击丝网外.过滤型气液分离器具有高效,可有效分离0.11Om范围小粒子等优点,当气速增大时,气体中液滴夹带量增加;甚至,使填料起不到分离作用,无法进行正常生产;另外,金属丝网存在清洗困难的问题.故其运行成本较高,现主要用于合成氨原料气净化除油,天然气净化及回收凝析油以及柴油加氢尾处理等场合.三,惯性分离气液惯性分离是运用气流急速转向或冲向档板后再急速转向,使液滴运动轨迹与气流不同而达到分离.此类分离器主要指波纹(折)板式除雾(沫)器,它结构简单,处理量大,气速度一般在1525m/s,但阻力偏大,且在气体出口处有较大吸力造成二次夹带,对于粒径小于25lam的液滴分离效果较差,不适于一些要求较高的场合.其除液元件是一组金属波纹板,其性能指标主要有:液滴去除率,压降和最大允许气流量(不发生再夹带时),还要考虑是否易发生污垢堵塞.液滴去除的物理机理是惯性碰撞,液滴去除率主要受液滴自身惯性的影响.通常用于:(1)湿法烟气脱硫系统,设在烟气出口处,保证脱硫塔出口处的气流不夹带液滴;(2)塔设备中,去除离开精馏,吸收,解吸等塔设备的气相中的液滴,保证控制排放,溶剂回收,精制产品和保护设备.现在波纹板除雾器的分离理论和数学模型已经基本成熟,对其研究集中在结构优化及操作参数方面来提高脱液效率.国内有学者对除雾器叶片形式作了比较,发现弧形叶片与折板形叶片的除雾效率相近,弧形除雾器的压降明显小于折板形,故弧形叶片除雾器的综合性能比折板式除雾器要好.四,离心分离气液离心分离主要指是气液旋流分离,是利用离心力来分离气流中的液滴,因离心力能达到重力数十倍甚至更多,故它比重力分离具有更高的效率.其主要结构类型有:(1)管柱式旋流气液分离器(GLCC).GLCC在1995年首次用于多相流量计环,经过GLCC分离后的气液两相分别用单相流量计计量,然后再合并,避免了多相流测量中的问题;GLCC在地面和海上油气分离,井下分离,便携式试井设备,油气泵,多相流量计,天然气输送以及火炬气洗涤等具有巨大的潜在应用.(2)螺旋片导流式气液分离器(Cs).1996年国外专家成功研制了螺旋片导流式气液旋流分离器,直接在井口将气液进行分离,增加了采油回收率,分离后的气体和液体用不同的管道输送各相,降低了多相流输送时易出现的断续流,堵塞和沉积等典型问题.(3)轴流式气液旋流分离器.轴流式气液旋流分离器与切向入口式旋流器的相比其离,tl,力是靠导向叶片产生的,使旋转流保持稳定,并有助于维持层流特性,且阻力损失较小.此分离器结构简单,过流面积大,中间流道的连接和管柱整体结构形式简单,能够与常规坐封工艺和起下作业工艺吻合,显着降低了加工制造难度和加工成本及现场操作技术难度,适宜于井下狭长空间环境的安装操作,是用于井下气液分离的理想分离设备.我国各个行业需要进行气液分离的场合众多,气液分离的方法设备也相当多,不同的方法设备具有不同的优缺点,但各种方法都具有相当的局限性,应用范围比较狭窄,不具有通用性,并且大多数分离设备的分离机理并不十分清楚.开发高效低阻具有普遍实用性的气液分离技术,和多种分离技术的组合应用,以及研究分离机理将是今后气液分离技术的研究重点.参考