CN202860179U - 高效液液分离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效液液分离设备，解决了现有液液分离设备体积庞大、分离效率较差、生产成本高的问题，技术方案包括壳体、进液管以及位于壳体顶部的上排液口和底部的下排液口，所述壳体中段设有分布器、所述分布器上方设有孔板节流器，其中，所述分布器为蜘蛛分布器，包括与进液管连通的主分布管、以及沿主分布管的圆周均匀布置的多根弧形支管，所述弧形支管一端为封闭端，另一端与主分布管连通，其内弧面均匀开有多个分布小孔。本实用新型结构简单、体积小、液液分离效率高、设备投资低、动力消耗低、应用广泛。

Description

高效液液分离设备

技术领域

本实用新型涉及一种化工领域的分离设备，具体的说是一种高效液液分离设备。

背景技术

由两种互不相溶的液体形成的分散体系在化工领域经常可见，这种分散体系是由一种液体的小液滴分散在另一种与其互不相溶的液体中所致。在化工生产中经常需要对这种分散体系进行液液分离，“重力分离”是液液分散体系分离首选且普遍使用的方法。但是，单一的重力分离只有在提供了足够长的停留时间时才有较好的效果，而多数化工过程中对单位时间的处理能力要求高，所以重力分离已经不能满足大部分化工生产的需要。为了满足生产需求，借助于其他分离元件的各种液液分离技术也应运而生。

目前，应用较为普遍的液液分离技术主要有以下两种：

一种是水力旋流器，是利用两种液体密度的差异所引起的在旋流状态下所受的离心力不同而进行液液分离的。典型的水力旋流器由圆筒和圆锥筒连结而成，包括溢流管、底流管、进料管等主要组成部件。水力旋流器的缺点是动力消耗大，设备磨损快，而且给料压力和混合液的组成等对旋流器的工作指标影响较敏感。

另一种是斜板分离器，是为了合理减小设备尺寸以及提高沉降效率，在分离器中加入一定角度和间隔的斜板，其目的是增加底面沉降面积，从而高效利用有效的空间，实现最大程度的沉降分离。斜板分离器的缺点是最小液滴的分离直径越小则设备的体积越大，投资越高，而最小液滴的分离直径太大则分离效率又不高。而对于乳化液的分离，还需要在斜板分离器之前设置混合器和预热器，以破坏乳化液的稳定性，促使小液滴聚结形成大液滴，使液液分离工艺变得更为复杂，提高了设备投资规模、降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、体积小、液液分离效率高、设备投资低、动力消耗低、应用广泛的高效液液分离设备。

技术方案包括壳体、进液管以及位于壳体顶部的上排液口和底部的下排液口，所述壳体中段设有分布器、所述分布器上方设有孔板节流器，其中，所述分布器为蜘蛛分布器，包括与进液管连通的主分布管、以及沿主分布管的圆周均匀布置的多根弧形支管，所述弧形支管一端为封闭端，另一端与主分布管连通，其内弧面均匀开有多个分布小孔。

所述分布小孔为多边形孔。

所述分布小孔水平向下的倾斜角度为15°-60°。

所述孔板节流器包括上部的圆形孔板结构和下部的锥形孔板结构。

所述孔板节流器上的小孔为多边形孔。

所述壳体下段由上部的锥形段及下部的直筒段构成，所述直筒段下端连接下排液口。

进液管与蜘蛛分布器的主分布管及多根弧形支管连通，混合液可沿进液管依次进入蜘蛛分布器的主分布管及弧形支管，并由弧形支管上的分布小孔中喷出，由于分布小孔设置在多根弧形支管的内弧面上，因此，可使喷出的液体在设备截面均匀分布且可沿顺时针或逆时针方向形成旋流，促进混合液的分层；进一步的，优选将分布小孔设计成多边形（如四边形、五边形或六边形），经发明人研究发现，多边形孔较圆形孔对混合液剪切效果更好，配合控制分布小孔的水平向下的倾斜度为15°-60°，可有效剪切破坏混合液体中间介质形成的部分亲和键，有助于提高分离效率。

所述孔板节流器可以采用现有用于液液分离的常用孔板节流器，用于提高液体流速，优选使用上部圆形孔板结构和下部锥形孔板结构构成的孔板节流器，由于上部的圆形孔板结构的过流面积小于下部锥形孔板结构的过流面积，这种结构形式能够在最小动力消耗的情况下，最大程度的提高液体流速；同样将孔板上的小孔也设计成多边形，通过提高液体流速和多边形小孔的剪切作用，进一步破坏混合液体中间介质形成的亲和键，同时搅动流体加速分层，提高分离效率。

进一步的，通过对壳体下段的形状设计，由锥形段过渡至直筒段，通过截面变化加速液体沉降分层，下部采用与锥形段最小截面连接的直圆筒更利于更高纯度的下层液体由下排液口排出。

本发明具有如下优点：

（1）混合液体经进液管通过蜘蛛分布器排出，使混合液在设备截面内均匀分布且形成旋流，有利于混合液体的预分离，且依靠分布小孔的剪切作用破坏了混合液体中间介质形成的亲和键，可提高后续的沉降分离效率。

（2）孔板节流器提高了液体向上流动的流速，而且多边形小孔的剪切作用进一步破坏混合液体中间介质形成的亲和键，同时搅动流体加速分层，提高了分离效率。

（3）设备下段采用锥形段连接直筒段的变截面形式，加速了下层液体的沉降，利于更高纯度的下层液体的排出。

（4）本实用新型设备适用于各种液液分离工况，特别是对富氧液体的分离具有突出优势。

（5）本实用新型设备结构简单，体积小、制造和维护成本低、液液分离效率高、设备投资低、动力消耗低、具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型设备结构示意图。

图2为图1中A-A剖视图。

图3为图2中C—C剖视图，即蜘蛛分布器中分布小孔示意图。

图4为分布小孔展开示意图。

图5为图1中B-B剖视图。

其中，1-蜘蛛分布器、1.1-分布小孔、1.2-主分布管、1.3-弧形支管、2-孔板节流器、2.1--圆形孔板结构、2.2-锥形孔板结构、2.3-小孔、3-进液管、4-壳体、5-下排液口、6-上排液口、7-锥形段、8-直筒段。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：

参照图1，壳体4顶部设上排液口6、底部设下排液口5，进液管3穿过壳体4与设于壳体4内中段的蜘蛛分布器1连接，所述蜘蛛分布器1的上方设有孔板节流器2，所述壳体4下段由上部的锥形段7及下部的直筒段8构成，所述直筒段8下端连接下排液口5。

参照图2，所述蜘蛛分布器1由位于壳体4轴心线上主分布管1.2、沿主分布管1.2的圆周均匀布置的多根弧形支管1.3构成，所述弧形支管1.3一端为封闭端，另一端与主分布管1.2连通，沿其内弧面均匀开有多个分布小孔1.1。参照图3及图4，所述分布小孔1.1为多边形孔（本实施例中为五边形），沿弧形支管1.3的管壁水平向下的倾斜角度α为15°-60°。

参照图1及图5，所述孔板节流器2包括上部的圆形孔板结构2.1和下部的锥形孔板结构2.2，其上均匀分布的小孔2.3也为多边形孔（本实施例中为五边形）。

所述蜘蛛分布器1及孔板节流器2均可通过相应的连接件和/或支撑件与壳体连接，其为现有技术，在此不作详述。

工作原理：

混合液由进液管3进入蜘蛛分布器1，经依次连通的主分布管1.2、多根弧形支管1.3由分布小孔1.1中喷出，通过控制进液压力和分布小孔1.1的孔径大小及倾斜度，可以控制混合液喷出的速度及角度，多个弧形支管1.3同时喷出混合液，使进入壳体4内的混合液均匀分布且在蜘蛛分布器1周围形成形成旋流，有利于混合液的预分离，且依靠分布小孔的剪切作用破坏了混合液体中间介质形成的亲和键，可提高后续的沉降分离效率。

进一步的，经蜘蛛分布器1均匀分布且初步分离的液体向上流经孔板节流器2，流经圆形孔板结构2.1和锥形孔板结构2.2时由于减小了流通面积，因而提高了液体流速，而且使液体产生搅动加速分层，孔板上多边形的小孔2.3的剪切作用进一步破坏混合液中间介质形成的亲和键，提高分离效率。通过孔板节流器2的低密度液体在壳体4上部继续沉降分离后经设备顶部的上排液口6溢流排出，高密度液体持续沉降至壳体4下段，依次经过锥形段7和直筒段8，由于锥形段7截面逐渐缩小，截面变化能够有效加速液体沉降分层，而直筒段8更利于高密度的液体依重力排出。

Claims (6)

1.一种高效液液分离设备，包括壳体、进液管以及位于壳体顶部的上排液口和底部的下排液口，其特征在于，所述壳体中段设有分布器、所述分布器上方设有孔板节流器，其中，所述分布器为蜘蛛分布器，包括与进液管连通的主分布管、以及沿主分布管的圆周均匀布置的多根弧形支管，所述弧形支管一端为封闭端，另一端与主分布管连通，其内弧面均匀开有多个分布小孔。

2.如权利要求1所述的高效液液分离设备，其特征在于，所述分布小孔为多边形孔。

3.如权利要求1所述的高效液液分离设备，其特征在于，所述分布小孔水平向下的倾斜角度为15°-60°。

4.如权利要求1-3任一项所述的高效液液分离设备，其特征在于，所述孔板节流器包括上部的圆形孔板结构和下部的锥形孔板结构。

5.如权利要求4所述的高效液液分离设备，其特征在于，所述孔板节流器上的小孔为多边形孔。

6.如权利要求1-3任一项所述的高效液液分离设备，其特征在于，所述壳体下段由上部的锥形段及下部的直筒段构成，所述直筒段下端连接下排液口。

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