CN113996122A - 一种气液分离装置及其分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气液分离装置及其分离方法，包括：上封板，阻挡气流，使其不能直接轴向通过，而必须先经过与之相连的二级叶轮叶片旋转加速后，方能离开本装置。除雾丝网，使液滴撞到丝网上后，达到湮没的效果，无法再重新卷入气流，减少了二次夹带发生的可能性。筒体，作为装置的外壁。液相导出管，将气液分离装置捕获的液滴聚集而成的液相导出***。一级叶轮，气流首先经过一级叶轮后，气流被强迫旋转，使得气流旋转起来。二级叶轮，经过一级叶轮的旋转气流进一步通过二级叶轮固定并强化其旋转流场，使气流中液滴离心分离，撞击除雾丝网而湮灭捕获。本发明的气液分离装置的结构简单、除雾效率高，适应气速高，且能将雾滴分离后在线收集出来。
Description
技术领域
本发明及烟气处理技术领域，具体为一种气液分离装置及其分离方法。
背景技术
气液分离是环保烟气治理行业及其常见的应用，例如喷漆行业的漆雾去除、餐饮油烟行业的油雾去除、湿法脱硫塔尾气的水雾去除等等。达到气液分离的手段也是多种多样，主流的方向是两条，其一是利用惯性或离心分离，如折流板除雾器和旋流叶轮除雾器。另外就是静电除尘器，使雾滴在高能电场作用下带电并转移到阳极板上，而被捕集。
这些既有的除雾器中，虽然应用都比较成熟，但都是在限定的工况下运用，例如，在烟气流速达到5～6m/s时，折板除雾器由于存在二次夹带问题，除雾效果很差，而旋流板除雾器虽然能胜任5～6m/s的流速，但当液滴含量高且在高气速条件下运用时，容易导致叶轮上产生持液层，而极大的破坏了除雾效率，增加了运行阻力和稳定性。而静电除尘器一般作为一种高效净化除雾设备，往往能做到超低排放，但前端如果不做预处理，其极板上溶液粘接液膜，造成放电效率降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种气液分离装置及其分离方法，其结构简单，除雾效率高，适应气速高，且能将雾滴分离后在线收集出来，解决了背景技术提出的现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下技术方案：
一种气液分离装置，包括上封板、除雾丝网、筒体、液相导出管、一级叶轮、二级叶轮，所述上封板下方与二级叶轮上部焊接连接，所述二级叶轮底部与一级叶轮上部焊接连接，所述一级叶轮外圈下侧与筒体底部满焊连接，所述除雾丝网底部固定在筒体底部内壁，且除雾丝网环绕安装在筒体内侧与二级叶轮外侧之间，所述液相导出管与筒体连接。
优选的，所述二级叶轮为环向布置的多片固定导流叶片组成的叶轮，所述导流叶片沿筒体轴线均匀布置，每一片导流叶片的切线角均保持一致，切线角范围为20～30°。
优选的，所述一级叶轮为叶片式叶轮。
优选的，所述除雾丝网为筒状丝网结构，采用2～3层重叠，采用不锈钢材质制成。
优选的，所述除雾丝网与筒体内侧的间隙为1～10mm。
优选的，所述液相导出管与筒体连接位置为与一级叶轮与筒体底部相接而成的集液槽的切线方向。
优选的，所述除雾丝网、一级叶轮、二级叶轮的轴心重合。
优选的，所述除雾丝网的高度高于二级叶轮。
优选的，所述一级叶轮的导流叶片倾角方向与二级叶轮相同。
本发明还提供一种如上述任意一项所述气液分离装置的分离方法，包括以下步骤
步骤1)雾滴烟气首先由除雾装置底部进入一级叶轮，上封板迫使气流经过一级叶轮后无法轴向通过，而必须流经二级叶轮才能流出；
步骤2)一级叶轮叶片起到了导流板的作用，使得气流强迫旋转起来，并顺势进入到二级叶轮使得气流的旋转流场进一步强化，雾滴在经过两级叶轮多次旋转后，雾滴被离心而甩向除雾丝网；
步骤3)微小雾滴在除雾丝网上持续粘附后，聚集成较大液滴，并在旋转气流的推动下，顺着除雾丝网滚动，与其他大液滴聚集成更大的液滴，在重力作用下，向下流入由筒体与一级叶轮外壁夹缝形成的集液槽，液流在集液槽中也因二级叶轮外旋转气流的推动作用下，顺气流旋转流动，在经过逆气流旋转方向设置的液相导出管时，液流顺势流入液相导出管而流出，液相与气相实现了空间上的分离。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明实施例的气液分离装置的结构简单、除雾效率高，适应气速高，且能将雾滴分离后在线收集出来。
附图说明
图1为本发明的气液分离装置从上部斜视结构示意图；
图2为本发明的气液分离装置从下部斜视结构示意图；
图3为本发明的气液分离装置的上封板、一级叶轮、二级叶轮安装结构示意图；
图4为本发明的气液分离装置的二级叶轮导流叶片的切线角结构示意图；
图5为本发明的气液分离装置的液相导出管安装结构示意图；
图6为本发明的气液分离装置的一级叶轮结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1、2所示，一种气液分离装置，包括上封板1、除雾丝网2、筒体3、液相导出管4、一级叶轮5、二级叶轮6，上封板1下方与二级叶轮6上部焊接连接，二级叶轮6底部与一级叶轮5上部焊接连接，一级叶轮5外圈下侧与筒体3底部满焊连接，除雾丝网2底部固定在筒体3底部内壁，且除雾丝网2环绕安装在筒体3内侧与二级叶轮6外侧之间，液相导出管4与筒体3连接。
其中，上封板1，阻挡气流，使其不能直接轴向通过，而必须先经过与之相连的二级叶轮6叶片旋转加速后，方能离开本装置。除雾丝网2，使液滴撞到丝网上后，达到湮没的效果，无法再重新卷入气流，减少了二次夹带发生的可能性。筒体3，作为装置的外壁。液相导出管4，将气液分离装置捕获的液滴聚集而成的液相导出***。一级叶轮5，气流首先经过一级叶轮后，气流被强迫旋转，使得气流旋转起来。二级叶轮6，经过一级叶轮的旋转气流进一步通过二级叶轮固定并强化其旋转流场，使气流中液滴离心分离，撞击除雾丝网而湮灭捕获。
如图1所示，除雾丝网2为筒状丝网结构，采用2～3层重叠，采用不锈钢材质制成，具体采用1～5mm网孔不锈钢丝网层。除雾丝网2绕合而成的环形，固定在筒体3内壁，与内壁3相对宽松的接触，即有1～10mm的自由间隙，轴心与一级叶轮5、二级叶轮6重合，除雾丝网2的高度高于二级叶轮650-200mm。
如图4所示，二级叶轮6为环向布置的多片固定导流叶片组成的叶轮，导流叶片沿筒体3轴线均匀布置，每一片导流叶片的切线角均保持一致，切线角范围为20～30°。本实施例中，导流叶片数量为30～40片，叶片宽度可按周长除以叶片数量确定。
如附图5所示，液相导出管4与筒体3连接位置为与一级叶轮5与筒体3底部相接而成的集液槽的切线方向。液相导出管4液相出流方向与气流经过二级叶轮后旋转方向相同。
如附图3、6所示，一级叶轮5结构为固定的叶片式叶轮，其上部与二级叶轮6焊接连接，一级叶轮5轴线与二级叶轮6轴线重合。一级叶轮5的导流叶片倾角方向与二级叶轮6相同，即同为顺时针或同为逆时针，使气流在通过固定的一级叶轮5后，由于叶轮导流叶片的作用，强迫其旋转，并顺势穿过二级叶轮6，由二级叶轮6进一步保持并强化其气流旋转的趋势。
本发明的一种气液分离装置的分离方法如下：
在使用过程中，含雾滴烟气首先由除雾装置底部进入一级叶轮5，上封板1迫使气流经过一级叶轮5后无法轴向通过，而必须流经二级叶轮6才能流出本装置。由于一级叶轮5是固定的，其叶片起到了导流板的作用，使得气流强迫旋转起来，并顺势进入到二级叶轮6，二级叶轮6也是固定的，在叶片导流作用下，气流的旋转流场进一步强化，雾滴在经过两级叶轮，多次旋转后，雾滴被离心而甩向除雾丝网2。微小雾滴在丝网2上持续粘附后，聚集成较大液滴，并在旋转气流的推动下，会顺着除雾丝网滚动，而与其他大液滴聚集成更大的液滴。在重力作用下，向下流入由筒体3与一级叶轮5外壁夹缝形成的集液槽，液流在集液槽中也因二级叶轮6外旋转气流的推动作用下，也顺气流旋转流动，在经过逆气流旋转方向设置的液相导出管4时，液流顺势流入液相导出管4而流出本装置，到此，液相与气相实现了空间上的分离。
综上所述，本发明实施例的气液分离装置的结构简单、除雾效率高，适应气速高，且能将雾滴分离后在线收集出来。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种气液分离装置，其特征在于，包括上封板(1)、除雾丝网(2)、筒体(3)、液相导出管(4)、一级叶轮(5)、二级叶轮(6)，所述上封板(1)下方与二级叶轮(6)上部焊接连接，所述二级叶轮(6)底部与一级叶轮(5)上部焊接连接，所述一级叶轮(5)外圈下侧与筒体(3)底部满焊连接，所述除雾丝网(2)底部固定在筒体(3)底部内壁，且除雾丝网(2)环绕安装在筒体(3)内侧与二级叶轮(6)外侧之间，所述液相导出管(4)与筒体(3)连接。
2.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述二级叶轮(6)为环向布置的多片固定导流叶片组成的叶轮，所述导流叶片沿筒体(3)轴线均匀布置，每一片导流叶片的切线角均保持一致，切线角范围为20～30°。
3.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述一级叶轮(5)为叶片式叶轮。
4.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述除雾丝网(2)为筒状丝网结构，采用2～3层重叠，采用不锈钢材质制成。
5.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述除雾丝网(2)与筒体(3)内侧的间隙为1～10mm。
6.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述液相导出管(4)与筒体(3)连接位置为与一级叶轮(5)与筒体(3)底部相接而成的集液槽的切线方向。
7.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述除雾丝网(2)、一级叶轮(5)、二级叶轮(6)的轴心重合。
8.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述除雾丝网(2)的高度高于二级叶轮(6)。
9.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述一级叶轮(5)的导流叶片倾角方向与二级叶轮(6)相同。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述气液分离装置的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)雾滴烟气首先由除雾装置底部进入一级叶轮(5)，上封板(1)迫使气流经过一级叶轮(5)后无法轴向通过，而必须流经二级叶轮(6)才能流出；
步骤2)一级叶轮(5)叶片起到了导流板的作用，使得气流强迫旋转起来，并顺势进入到二级叶轮(6)使得气流的旋转流场进一步强化，雾滴在经过两级叶轮多次旋转后，雾滴被离心而甩向除雾丝网(2)；
步骤3)微小雾滴在除雾丝网(2)上持续粘附后，聚集成较大液滴，并在旋转气流的推动下，顺着除雾丝网(2)滚动，与其他大液滴聚集成更大的液滴，在重力作用下，向下流入由筒体(3)与一级叶轮(5)外壁夹缝形成的集液槽，液流在集液槽中也因二级叶轮(6)外旋转气流的推动作用下，顺气流旋转流动，在经过逆气流旋转方向设置的液相导出管(4)时，液流顺势流入液相导出管(4)而流出，液相与气相实现了空间上的分离。
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