1、八 内元 设 备气 液 分 离 器 的 设 计 和 选 择丫 天 津 市 化 工 设 计 院 辛 宝 丰一 、 基 本 概 念液 沫 一 般 是 由 液 体 喷 入 气 流 后 破 裂 , 或是 气 流 波 在 液 膜 上 破 裂 而 形 成 , 而 雾 是 由 可冷 凝 蒸 汽 , 冲 击 冷 却 形 成 , 液 滴 则 是 气 体 夹 带产 生 的 。 图 分 别 是 水 冷 却 塔 经 冲 击 式 水 分布 器 和 盐 溶 液 蒸 发 器 气 泡 破 裂 而 形 成 的 液 粒直 径 分 布 曲 线 。 图 为 塑 料 挤 压 成 型 操 作 中暇足哗娜去在 医 药 和 化 工 生 产
2、中 , 许 多 重 要 的 单 元操 作 如 蒸 馏 、 吸 收 、 蒸 发 等 , 都 涉 及 气 液 相 的接 触 和 分 离 间 题 。 一 般 说 来 , 气 液 雾 沫 分离 器 在 整 个 工 艺 流 程 上 , 不 属 关 键 设 备 。 但如 处 理 不 当 时 , 也 会 给 生 产 带 来 一 定 的 不 良后 果 。在 工 艺 流 程 上 , 设 置 分 离 器 一 般 具 有 下面 个 作 用 即 净 化 排 液 尾 气 控 制 环 境 污染 有 用 物 质 的 回 收 分 离 腐 蚀 性 物 料 , 保 护配 套 设 备 以 及 提 高 产 品 纯 度 。液 滴 、
3、霎 沫 的 形 成 及 分 离 机 理通 常 用 液 粒 直 径 的 大 小 来 区 分 雾 、 沫 和液 滴 , 当 液 粒 直 径 户 时 , 称 为 “ 雾 ,种 户 范 围 内 , 称 为 “ 沫 , , ,户 时 , 则 形 成 液 滴 。 图 表 示 名 称 定 义 、 粒径 范 围 和 适 用 设 备 之 间 的 关 系 。位 径 “ 饥 挤 饥 一 饥 饥上 阅来 自 虹 澎 日日 日日日日 洲洲 尹尹尹尹尹一一 一口口口 塔 夹夹 聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆聆泰泰泰泰泰 尸尸尸尸尸 卜口口口口口 口口口 口口口口 门门 口口 卜卜 曰曰, 户 尹尹尹尹尹一一
4、匕匕 洲洲洲洲洲 洲 产产尹尹 厂厂 蒸 发 曰曰 日日采采采采采采采 自 盆盆 左 溶 液液 片 夹夹 带带主主主主主主主 门门门门,工 气气气气气气。 石硬 的 累 积 数图 不 同 来 源 的 液 沫 粒 径 分 布 曲 线栩栩栩 、匕匕 巴 二 一 走 诊大大 分 子 , 厂 , , ” 三 忿忿下下下 分 一 云 产 买 甲 阳 厂厂一一一一一一一一一一一一 细 菌 一 幸 “ 一 片片一 气 ” 一一 卜 拓拓拓拓拓拓拓拓拓拓 勺 一一 一 细 菌菌菌 、 乙 心心心护护护碑碑碑碑碑碑碑碑碑 尸尸尸 尸 声声 碑 尸 尸尸 孑孑沪沪沪沪沪沪沪尸尸 子子 多洲洲洲 二二 乡乡暇气吸翻
5、肠众幽脚确沼公厌恻备石 团 邻柑 已 的 累 积 数图 来 自 不 同 过 程 的 液 雾 粒 径 分 布二 接 触 法 制 硫 酸 的 酸 雾 习 一 发 烟 硫 酸 法 的图 各 种 粒 径 范 围 使 用 的 不 同 型 式 分 离 设 备 酸 雾 浮 一 塑 料 挤 压 成 型 增 塑 剂 油 雾医 药 工 程 设 计 年 第 期增 塑 剂 蒸 汽 经 冲 击 冷 却 生 成 的 油 雾 和 接 触 法制 硫 酸 和 发 烟 硫 酸 吸 收 塔 酸 雾 的 粒 径 分 布 曲线 。雾 沫 分 离 器 根 据 不 同 生 产 要 求 , 可 有 多种 型 式 , 但 其 分 离 机 理
6、基 本 相 同 , 一 般 有 三 种作 用 力 惯 性 冲 击 、 布 朗 扩 散 和 直 接 捕 集 。 其示 意 图 可 参 见 图 。 分 别 依 靠 雾 沫 本 身 产生 的 动 量 、 布 朗 运 动 力 , 以 及 直 接 接 触 达 到 和气 流 分 离 的 目 的 。丫艾 羹 彝 习布 朗 扩 歇庄 接 捕 集图 浓 粒 被 纤 维 捕 集 的 三 种 不 同 机 理液 滴 的 捕 集 分 离 效 率 和 无 因 次 分 离 数 群呈 函 数 关 系当 液 滴 重 力 和 汽 相 拖 曳 力 平 衡 时 , 液 粒 以 恒速 , 下 降 。 另 一 种 是 依 靠 小 液 粒
7、 在 冲 击 表面 上 聚 集 成 大 液 粒 , 当 其 重 力 克 服 了 气 相 动量 和 表 面 张 力 的 结 合 力 后 而 沉 降 。 两 者 分 离机 理 不 同 , 但 均 服 从 同 一 分 离 速 度 方 程 式。 了 内 一 两 。 ,了 为 速 度 常 数 值 , 对 冲 击 式 分 离 器 的 丝网 表 面 为 习 。 对 重 力 沉降 器 为 奶 。 衅 。, 常 用 气 液 雾 沫 分 离 器 的 主 要 型 式目 前 , 国 外 常 用 分 离 器 的 型 式 为气 液 分 离 器 立 式 重 力 沉 降 器 卧 式 重 力 沉 降 器 冲 击 式 沉 降 分
8、 离 器雾 沫 分 离 器 折 板 除 沫 器格 板 式 , 叶 片 式 丝 网 除 沫 器 纤 维 层 除 雾 器下 面 将 分 别 就 各 种 型 式 分 离 器 的 结 构 特点 , 适 用 范 围 , 设 计 计 算 方 法 和 选 用 依 据 作 一详 细 介 绍 , 供 设 计 时 参 考 使 用 。 冷二 、 气 液 分 离 器 的 设 计、 ,产、了 、惯 性 冲 击 诊 粤 层 尊 嘿 盖一 户 夕布 朗 扩 散 价 。一 一 一 , 。 ,且 债 佣 果 节 呼 下 口口 户 。上 述 各 无 因 次 分 离 数 群 所 涉 及 的 分 离 效率 , 系 指 部 分 分 离
9、 效 率 , 而 言 即 一 定 粒 径范 围 内 的 分 离 效 率 。 由 下 式 确 定 总 分 离 效率、 一 一 厂 争一 定 粒 径 范 围 的 重 量 分 数 ,式 匀 经 积 分 后 , 才 有 实 际 使 用 价 值 。 选择 除 雾 沫 器 时 , 除 注 意 分 离 效 率 外 , 还 要 考 虑气 速 和 压 降 这 两 个 参 数 。对 分 离 液 滴 的 设 备 , 通 常 称 为 气 液 分 离器 , 一 种 是 借 本 身 重 力 达 到 沉 降 分 离 的 目 的 ,立 式 重 力 沉 降 器 的 设 计当 气 流 在 沉 降 器 中 向 上 流 动 , 液
10、粒 的 重力 和 流 体 的 拖 曳 力 达 到 平 衡 时 , 液 粒 以 。 值恒 速 沉 降当 二 。 , 时, 第 户 , 一 户 ,。 户 。当 、 , 时, 一 孟 丙 一 。 。 勺户 卫 ” 忿 生 产 实 际 上 , 在 这 两 个 流 速 范 围 区 内 , 粒径 一 般 为 灿 或 稍 大 些 。 拖 曳 系 数 用 、式 计 算当 。 , 时峨跳当 , 时医 药 工 程 设 计 年 第 期了伪 袅 奢 , , 一 刀 ,口 。 补 。当 , 。 时 , 重 力 沉 降 器 的 汽 相 流 通面 积 , 可 用 下 式 求 出且 。 一 。 。通 常 , 。 , 在 左
11、右 。 所 以立 式 沉 降 器 的 设 计 , 用 、 两 式 即 可 完成 , 虽 然 用 式 句 较 为 简 单 , 但 因 取 了 值 为 定数 , 故 偏 差 较 大 。 如 用 式 设 计 时 , 必 须 用、尹 、 、月以,匕曰了、 、下 列 各 式 精 确 地 计 算 出 相 应 的 了 值当 、 ,了 一 夕 荟 助 。 , 一 。 丁 肋 。当 场 一了 , 二 一 夕 , 注令当 瓜 。 ,了 一 夕 了 圣 。 , 一 , , 声 乙 子 ” 生了 值 随 各 物 理 参 数 而 变 , 一 般 范 围 是、 , 左 右 。, 冲 击 式 分 离 器 的 设 计其 分
12、离 机 理 如 图 所 示 。 在 器 体 设 计 和选 择 丝 网 结 构 时 , 要 考 虑 液 滴 的 聚 集 和 重 力分 离 两 个 阶 段 。 液 滴 自 冲 击 板 面 上 分 离 , 和下 列 诸 因 素 有 关本占占占限限限 姿 旋 渗 铭 汁汁万万 一 ,夕夕一一 一 一 丁 少 罗 丫 厂 叮 二 二 二 二 二 二 丁 二 丁丁卜卜 一 二 二 , 二 二 二 牛 二二比比 二 二 三 三 不 三 三 止 见见尸尸 二 二 曰 二 二 二 二 一 二 二 二 二二, 一 一 一 一一 二 竺 犷 二 竺 尸 二 二 二 二 犷犷图 冲 击 式 分 离 器 的 示 意 图
13、一 出 口 气 相 速 度 分 布 曲 线 刃 一 丝 网 层刀 一 聚 集 和 分 离 的 液 粒 一 入 口 气 相 范围 占 轻 液 相 一 重 液 相川 一 , 偏 , , 户 。 , ,式 中 。 液 体 对 表 面 的 介 面 张 力 , 。 汽 相 空 间 速 度 , 丝 网 特 性 。 当 液 滴 开 始分 离 时 的 平 衡 式 为 协 户 。 口 聋 一 呈 ,矶 是 冲 击 面 上 的 汽 相 速 度 。空 间 速 度 和 液 膜 占 有 表 面 分 数 有 关 。无 液 膜 表 面 积 是 一 。 ,所 以。 。对 冲 击 式 分 离 器 , 。 , 对 重 力 沉 降
14、器 , 一 。 , 、 、 三 式 结 合 为, 一 茸 夕 , “ 二 一 。 ,如 。 , 。 一 。 , 户 ,。 一 “ 时 , 按 上 式 计 算 出 分 离时 的 粒 径 为 , 户 , 实 际 上 因 受 润 湿 周边 表 面 张 力 小 和 液 滴 变 形 受 气 相 动 量 影响 的 影 响 , 比 计 算 粒 径 要 小 些 。 如 果 在 分 离时 , 润 湿 周 边 为 二 川 的 拓 时 , 液 粒 直 径 减至 灿 左 右 , 一 般 情 况 下 , 假 定 , 值 在料 之 间 是 合 理 的 。由 于 冲 击 分 离 器 的 聚 集 作 用 , 液 粒 直 径要
15、 比 沉 降 式 分 离 器 相 应 大 些 , 故 计 算 左 值 时要 注 意 用 刀 川 值 。 万 和 了 。 值 分 别 用 、式 计 算 出 , 值 可 由 下 式 计 算一 。 尤 , 一 。 。 二对 设 计 有 用 的 。 一 动因 为 冈 值 不 易 确 定 , 式 的 实 际 意 义不 大 , 不 便 直 接 用 于 设 计 , 丝 网 生 产 厂 常 推荐 了 。 值 为 几 , 此 时 相 应, 娜 , 加 。 , 两 内 一。 七 。 其 他 关 系 值 详 见 图 ,了 。 值 和 操 作 条 件 变 化 之 间 的 关 系 详 见 图。 和 刀 洲 值 一 样
16、, 了 值 和 物 理 性 质 因 素 以医 药 工 程 设 计 年 第 期二二 卜卜 卜卜少 相 纂纂纂纂 口口 川川 日日 州州井井井井井井井井井井井 妇妇妇妇妇妇妇妇妇妇妇妇二二 二二 日日 之 二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二、 、 、 、 , 自 、 月月 目目 口口司司 口口 洲洲 目目目目 困困 目目 口口口口口口 洲洲 目目 一 。 显显显显显显显显显显显显显显显显 曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰 目目 曰曰下下 、 、 州州 肠 , 肠 , ,七一一一 今今 , 了 小小小 日日 口口 曰曰 口口 口口 口口 口口丫 艘、认勺侧哪视众护 即 一 斤图 。 时 , , 的
17、确 定图 或 万】攀攀 醉 少少 洲 声 碑 一一 卜卜卫卫卫卫卫卫 结 二 二 , 匕匕一一 一 一 产 一一一 公公 扬扬 皿 一 一一 , 州 口 曰 沪沪沪一一 一一 一 口 声声声声声声声多 一一 一 一 一一一恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻恻州州州 尸 沪 尸 碑 尹 训 户户口 ,即即即即即即 , “ 之网 层 可 产 生 较 大 的 液 粒 , 则 相 应 可 使 分 离 器的 直 径 变 小 , 但 受 丝 网 和 液 面 间 的 界 面 张 力所 限 , 界 面 张 力 又 是 一 个 较 难 确 定 的 物 理 参数 。 对 真 空 或 低 压 操 作 的
18、分 离 器 , 其 了 值为 奶 。 随 压 力 增 加 , 了 减 小 。 为 减 少 这 个 影 响 可 选 用 较 密 、 较 厚 的丝 网 层 结 构 。 最 适 宜 的 , 值 , 制 造 厂 推 荐为 万 。 。 小 于 此 值 , 如 在 沁或 更 小 些 时 , 较 小 的 液 粒 不 能 聚 集 而 沉降 , 随 气 相 而 带 出 , 反 之 会 产 生 液 泛 现 象 。 通常 , 设 计 空 速 。 不 宜 超 过 值 的 倍 。设 计 时 也 要 考 虑 丝 网 层 上 部 和 罐 顶 之 间 的 距离 几 分 离 高 度 , 。 值 大 , 相 应 几 值 也 要高
19、 些 。 尤 。 和 的 对 应 关 系 详 见 表 。卧 式 重 力 沉 降 器 的 设 计卧 式 分 离 器 设 计 时 , 要 计 算 确 定 的 尺 寸是 进 出 口 的 水 平 间 距 , 和 空 间 高 度 瓜几 。 其 结 构 示 意 见 图 。 液 滴 冲 出 流 体 , 其总 动 量 平 衡 式万 , 。 , 夕 一 了 一 尸 。上 述 可 采 用 下 列 的 近 似 值 计 算。 夕 一 石 。 口切称、。奋。翻解创划健中一 ,图 粘 度 为 叩 时 的 值 关 系 图及 丝 网 层 的 几 何 特 性 有 关 , 密 实 而 厚 的 丝幸表 和 的 关 系操操 作 参
20、数数 互 八八 任任 或 小 些真真 空 “ 乏性 吕压压 刀 滋 二 亏了 孔 芝标 准 条 件件 乞 。汽汽 相 粘 度 男 器 沙沙 芝 万加 乏 ,夹夹 带 液 体 表 面 张 力 刀 。 艺刀 , 二夹夹 带 体 密 度 默 冀 吴 臀 瓷 署署 忍泛本讨 对 高 效 分 离 层二 两 户 , 了医 药 工 程 设 计 年 第 期总 长 度 乡水 平 向 分 离 长 度 乙 戈了育 币 州 “ 一 琢 杯 而 炸 扮 珍 洲 瓜 份 才 止洛办图 卧 式 沉 降 分 离 器 示 意 图忽 略 流 量 波 动 和 惯 性 影 响万 , 二 知 杯 不 考 虑 球 粒 变 型对 水 平
21、向二 , 内 一 脚 炳 对 垂 直 向摩 擦 拖 曳 力 一 二 口 护 。 , 隽结 合 以 上 诸 项 近 似 值 , 式 可 用 于 水 平 和垂 直 向 的 能 量 平 衡 计 算 。 当 无 外 部 作 用 力 时 ,式 可 变 成, 夕 一 二 。 呈 万对 水 平 向 流 动 的 液 滴 , 其 拖 曳 系 数 口值 可 用 功 提 出 的 计 算 式。 二 一 一 , 一 将 式 代 入 式叮 杯 一 万 二 一 。 “一 户 。 刃 ,“ 一 脚 脚 马将 式 积 分 , 其 初 始 条 件 是动 万 。 岛 侧 口 。 是 入 口 的 角 度 , 见 图 、。 二 “ 十
22、 。 一 十 口 。 一 刃式 说 明 液 滴 在 气 流 中 是 在 减 速 进 行 , 当氏 。 时 , 则 液 滴 随 气 流 恒 速 前 进 。 由 二到 口 凡 。 内 的 减 速 长 度 。 可 由 下 式 计 算工 一 二 。 了 一 下 一 丈 。 一 二 将 式 乙 代 入殊 动 一 。 。 一 二 。 一 动 氏 为 所 需 总 气 相 分 离 时 间 , 则 进 出 口 接管 的 水 平 位 置 几 可 用 式 算 出几 石 “ 十 氏 一 氏 。总 分 离 时 间 口 , 和 液 滴 达 到 液 面 上 所 需 时间 是 相 等 的 。 决 定 于 夕 轴 方 向 的
23、能 量 平 衡 ,通 常 在 工 程 设 计 中 , 可 简 化 忽 略 减 速 影 响 , 则几 刃 。 。 石 。 也 可 近 似 地 看 成 是 卧 式 罐 的总 长 度 。式 中 的 对 夕 轴 向 的 净 重 力 平 衡 式 是, 夕 , 一 户 。 加 司 一 几 , 尝实 际 上 , 因 万 向 的 初 始 速 度 叮 沪 和 。 相等 , 不 服 从 七 。 , 。 定 律 。 必 须 用式 求 。 , 值 , 将 式 代 入 式, 一 一 万 丢一 户 灿 “ 孟 “ , 。一 户 , 一 户 。 孟 、 夕 黔 户 忿将 式 积 分 , , 一 。 , 夕 一 。 ,万 万
24、 。 压 艺 仁 “一 渊 艺 仁 八 十 此 今 邹因 为 没 有 简 要 的 方 法 将 调 和 函 数 组 万 二 进 行 加 和 。 但 , , , , 式中 可 将 项 去 掉 , 再 用 相 同 起 始 条 件 将 其 租分 得 到 不 含 项 的 式, , 。 扩 一 , “由 上 式 , 所 需 液 滴 减 速 时 间 氏 。夕 , 一 了 一 , 一相 应 的 减 速 长 度 , 。 是、 一 丁 “ “ 一 “ 一 。 材 一 。 一 。 。 、总 分 离 高 度 几 是 减 速 和 恒 速 沉 降 的 矩离 总 和, , 十 夕 , 一 氏 , 一 ,一 肠 式 、 、
25、、 丈 、 是 卧 式 重力 沉 降 和 冲 击 式 分 离 器 设 计 的 墓 本 计 算 式 。设 计 实 例按 下 列 条 件 设 计 一 卧 式 气 液 分 离 器医 药 工 程 设 计 年 第 期含 液 滴 的 气 相 流 量 仇 。液 相 密 度 , 七 “气 相 密 度 。 “气 相 粘 度 声 。 。 液 滴 直 径 , 灿器 内 液 体 体 积 ,根 据 上 面 数 据 , 如 按 美 国 印 法 设计 的 卧 式 重 力 沉 降 器 , 内 径 为 , 长 度如 用 本 文 介 绍 的 设 计 法 , 则 可 使 分 离器 的 体 积 明 显 减 小 , 在 保 持 分 离
26、 效 率 条 件 下 ,可 节 约 钢 材 , 减 少 投 资 。还 需 下 列 假 定 条 件入 口 管 角 度 夕 。入 口 管 径 。入 口 气 速 。 。 。 。 夕 。 一 , 。 。 。 。沪 。 和 。 值 根 据 计 算 结 果 , 可 进 行 合 理的 调 整 。各 有 关 的 物 理 参 数 数 群 , 可 按 公 式 计 算出。 两 ,一 。 , , 一 一一 户 娜 月 内 孟 名内 一 户 。 口 户 , 一 “ 一, 。 一 “ 一 材 。, 。 一 矛 一 , , 一。 一 忍 , 几 见 图气 流 面 积。 二 手 一 一 一二 一 一 , ” 石。 , 。 。
27、 。 一 。下 面 的 计 算 , 忽 略 碟 形 封 头 , 假 定 合 理 的几 , 一 , ,汽 相 体 积 一 一 液 体 体 积一 一 、, 肠 二 ,。 。 。 。瓜 二 进 出 口 接 管 间 距 , 预 先 假 定 值 。先 由 式 、 计 算 二 向 的 有 关 数 据九 。 一 。 ,夕 一 一 “ 日石 “ 夕 二 一 权 丫 一 “ 夕 司因 为 液 体 体 积 是 护 , 根 据 式乙 , 一 , , 口 一 一 , 一 , 先假 定 进 出 管 不 插 入 器 内 , 即 。 。由 式 , 总 分 离 时 间, 一 , 一 几 。 , 夕 , 。 一由 式 , 计
28、算 相 应 的 石 。石 二 。 夕 , 一 夕 “ 。 一计 算 的 。 值 大 于 原 假 定 的 值 ,故 设 计 不 合 理 , 要 重 新 调 整 有 关 尺 寸 , 将 入口 接 管 向 器 内 插 入 , 乌 一, 则 分 离 时 间 , 减 至 。二 一 丫原 假 定 的 二 值 是 , 计 算 值 二 是, 小 于 假 定 值 , 说 明 假 定 二 是 可 行 的 。设 计 结 果 分 离 器 内 径 岛 分 离 器 全 长 入 口 管 插 入 深 度 石 。 长 径 比 石 ,不 难 看 出 , 用 本 法 介 绍 的 设 计 方 法 , 同 样分 离 效 果 的 卧 式
29、 分 离 器 , 其 外 形 尺 寸 比 传 统的 工 一 法 要 小 。 如 果 再 适 当 提 高 夕 。 和。 值 , 还 能 减 少 设 备 的 体 积 , 但 同 时 还 要 注意 考 虑 经 济 合 理 的 石 几 值 、 车 间 布 置 要 求 ,以 及 某 些 特 殊 需 要 等 因 素 。了于峨三 、 雾 沫 分 离 器 的 选 择折 板 除 沫 器折 板 除 沫 器 有 格 板 式 和 叶 片 式 两 种 基 本医 药 工 程 设 计 年 第 期节型 式 , 格 板 式 除 沫 器 在 每 个 格 板 上 有 排与 气 流 方 向 呈 “ 的 叶 片 , 是 国 外 最 早
30、开 发 的 一 种 型 式 。 广 泛 用 于 冷 却 塔 系 统 , 其优 点 是 制 作 简 便 、 能 力 大 、 不 易 被 污 物 堵 塞 ,但 对 粒 径 小 于 仲 的 雾 沫 , 不 能 分 离 , 因而 逐 渐 被 叶 片 式 所 淘 汰 。 叶 片 式 又 有 人 字 形和 凹 形 两 种 型 式 详 见 图 。 叶 片 间 距 为饥 , 亡 饥 一 、饥 气 流格 板 式气 流人 形 习 十 片 式气 饭凹 形 叶 片 定奋图 各 种 型 式 的 折 板 除 沫 器, 高 度, 由 金 属 或 塑 料 制 成 。 气 流 与 折 板可 呈 垂 直 或 水 平 向 流 动
31、, 雾 沫 分 离 的 机 理 主要 是 惯 性 冲 击 作 用 。 折 板 除 沫 器 应 保 持 适 宜的 流 速 范 围 , 过 低 时 由 于 惯 性 冲 击 效 果 的 减弱 , 而 影 响 分 离 效 率 , 过 高 时 又 会 产 生 二 次 夹带 现 象 。 因 此 设 法 将 折 板 上 液 膜 厚 度 减 薄 是提 高 气 速 的 途 径 。 图 中 采 用 带 钩 的 人 字立 面剖 视 图垂 直 向 气 流图 水 平 向 气 流 的 人 形 有 钩 叶 片 便 于 排 液瓜 形 折 板 就 是 这 个 道 理。 压 降 可 按 干 板 近 似 计算 。 板 间 距 对
32、分 离 效 率 有 明 显 的 影 响 , 一 般采 用 或 更 小 些 。 当 然 随 着 板间 距 的 减 小 , 会 使 设 备 费 增 加 , 两 者 要 权 衡 考虑 。 气 流 中 的 雾 沫 含 量 对 人 形 板 压 降 和 分 离效 率 的 影 响 不 大 , 故 对 生 产 气 体 中 含 雾 沫 量较 多 的 场 合 , 宜 选 用 人 形 板 型 式 , 对 污 垢 物 系也 能 较 长 时 期 使 用 。 为 防 止 盐 类 和 其 他 稠 厚物 料 的 沉 积 , 可 增 设 洗 涤 装 置 。丝 网 除 沫 器由 双 层 金 属 或 塑 料 丝 网 构 成 一 定
33、 厚 度 要求 的 网 层 , 丝 网 直 径 由 ” , 常 用肠 密 耳 , 网 层 厚 , 常 用, 堆 积 比 重 , 常 用” 儿 网 层 外 径 通 常 比 塔 径大 外 , 以 保 持 紧 密 安 装 减 少 短 路 , 对 轴向 或 径 向 气 流 均 可 应 用 , 分 离 机 理 亦 为 惯 性冲 击 。 和 折 板 式 相 比 , 具 有 很 大 的 比 表 面 积 ,即 使 在 较 低 气 速 下 也 能 获 得 理 想 的 分 离 效果 。 一 般 用 值 确 定 气 速。 。 一 。 生 ,为 达 到 一 定 的 分 离 效 果 , 气 速 要 大 于 ,值 大 于
34、 , 但 气 速 过 高 到 达 载 点 时 ,使 丝 网 层 液 膜 加 厚 , 产 生 二 次 夹 带 现 象 , 因 此推 荐 的 值 为 肠 或 稍 低 些 。 当 入 口 气体 中 含 雾 沫 量 大 于 “ 时 , 则 可 能 会产 生 严 重 的 二 次 夹 带 现 象 , 丝 网 除 沫 器 主 要用 于 蒸 馏 塔 、 吸 收 塔 的 顶 部 , 或 是 蒸 发 器 分 离罐 的 上 部 。 用 于 径 向 流 动 时 , 雾 沫 直 径 可 大于 仲 , 常 作 为 有 效 的 粗 雾 分 离 器 使 用 , 但要 求 处 理 含 雾 气 相 比 较 干 净 。纤 维 层
35、式 除 雾 器按 其 分 离 机 理 划 分 , 一 种 以 惯 性 冲 击 为主 , 一 种 以 布 朗 扩 散 为 主 。 可 采 用 填 充 式 或缠 绕 式 结 构 , 纤 维 材 料 可 用 玻 璃 、 陶 瓷 、 塑 料 、金 属 等 。 直 径 一 般 小 于 户 密 耳 , 层厚 , 上 下 由 筛 板 固 定 , 可 用 于 轴 流或 径 流 。 分 离 机 理 决 定 于 纤 维 尺 寸 , 如 惯 性冲 击 型 筛 板 外 径 , 层 厚 , 总 长 度布 朗 扩 散 型 筛 板 外 径 、 层 厚, 总 长 度 在 相 同 体 积 下 , 纤维 层 式 的 比 表 面
36、积 要 比 丝 网 式 大倍 , 特 别 适 用 于 大 型 气 液 相 接 触 设 备 。 因 液泛 速 度 随 床 层 比 表 面 积 的 增 加 而 降 低 , 和 丝网 式 一 样 , 气 速 下 限 决 定 于 惯 性 冲 击 效 率 , 上奋 氮 疏 翻 呀 丽 碑 第 矛 炳限 决 定 于 二 次 夹 带 现 象 。 但 是 对 布 朗 扩 散 型 ,分 离 效 率 随 气 速 降 低 而 提 高 , 提 高 气 速 则 降低 效 率 , 加 大 压 降 , 要 特 别 注 意 这 一 点 。 对 纤维 层 床 的 设 计 计 算 , 需 采 用 对 数 平 均 直 径 值 一
37、。 一 八 玩 。 通 过 床 层 的 气 速 由 下 式 计 算万 。 一 仇 二 。 介对 惯 性 冲 击 型 的 空 间 速 度 为。 值 , 筒 状 , 或值 板 状 。 布 朗 扩 散 型拐 。 值 , 。 纤 维 层 式 的主 要 特 点 , 是 不 受 入 口 气 体 中 雾 沫 含 量 的 限制 , 在 高 达 时 , 没 有 观 察 到 二 次 夹带 现 象 。 冲 击 型 一 般 在 过 渡 区 内 , 压 降, 扩 散 型 一 般 在 层 流 区 内 , 压 降多 用 于 冷 凝 形 成 的 细 雾 分 离 , 如压 缩 气 体 油 雾 、 多 级 空 压 机 中 间 冷
38、 却 器 润 滑油 和 水 的 乳 雾 、 吸 收 塔 的 酸 雾 、 化 纤 成 型 的 冷凝 润 滑 油 雾 等 的 分 离 操 作 。 根 据 气 速 , 其 总分 离 效 率 可 达 多 , 可 设 置 连 续 洗 涤装 置 , 故 对 含 有 溶 性 污 物 系 统 亦 可 使 用 。二 雾 沫 分 离 器 的 选 择 方 法对 折 板 、 丝 网 和 纤 维 层 式 各 种 雾 沫 分 离器 推 荐 的 气 速 范 围 以 值 表 示 , 以 及 适 用的 空 气 动 力 学 液 粒 直 径 的 适 应 范 围 见 图牡 。在 图 中 , 上 面 儿 种 型 式 的 分 离 机 理
39、均 为 惯 性 冲 击 , 气 速 上 限 决 定 于 二 次 夹 带 ,下 限 决 定 于 分 离 效 串 的 降 低 , 下 面 型 式 的 分离 机 理 为 布 朗 扩 散 , 气 速 增 加 而 效 率 反 而 降低 是 控 制 上 限 的 因 素 。 值 在 、之 间 , 为 空 白 区 , 在 这 个 范 围 内 分 离 机 理 是 直接 捕 集 。 分 离 器 所 需 的 汽 液 接 触 面 积 随 值的 减 小 而 增 加 。 如 图 所 示 , 径 流 丝 网 和 折板 式 所 需 面 积 最 少 , 而 扩 散 型 所 需 面 积 最 大 。设 备 投 资 随 面 积 的
40、减 少 而 降 低 。 在 选 择 雾 沫分 离 器 时 要 综 合 考 虑 下 面 诸 因 素 工 艺生 产 特 点 分 离 效 率 的 要 求 动 力 费 用 设 备 费 用 。 理 想 的 分 离 器 应 具 有 使 用 时 间 长 、分 离 效 率 高 和 费 用 低 的 优 点 。表 提 供 了 一 个 通 用 的 选 择 依 据 , 对 污垢 物 系 一 般 用 径 向 分 离 器 , 因 可 连 续 洗 涤 , 轴向 分 离 器 用 于 不 经 常 清 洗 的 物 系 。 表 提 供丫表 各 种 设 备 的 选 择 依 据设设 备 型 式式 清 洁 物 系系 污 垢 物 系系气气
41、气 、 液 相相 对 入 口 气 体 含含 含 固 粒粒 可 溶 性性均均均 洁 净净 液 量 限 制 与 否否 浆 状状 盐 类类轴轴 流 折 板板 可可 否否 可 能 朴朴 可 能轴轴 流 丝 网网 可可 限 制制 可 能 份份 否否径径 流 折 板板 可可 否否 可可 可 ”径径 流 丝 网网 可可 否否 否否 可 ”冲冲 击 型 纤 维 层层 可可 否否 否否 可 汤扩扩 散 型 纤 维 层层 可可 否否 否否 可 ”廿根 据 固 体 含 量能 连 续 洗 涤表 各 种 型 式 分 离 器 的 操 作 特 性 表径径径 向 丝 网网 径 向 折 板板尸尸 一 一 一一一 向 丝 网网
42、轴 肺 浙 板板一一 一一霍霍 纂 扩 散 型 “ 全 住 层 余欢欢 雨 孤 囚囚囚粒 径 娜图 根 据 粒 径 和 值 , 选 择 雾 沫 分 离 器项项 目目 粗 粒粒 中 粒粒 细 粒粒 微 粒粒粒粒 径 范 围 “ 性适适 用 的 高高 轴 流流 轴 流 丝丝 径 流 丝丝 冲 击击效效 分 离 设 备备 折 板板 网 轴 流 和和 网 筒 式 纤纤 型 和 扩扩径径径径 流 折 么么 维 层 板 式式 散 型 纤纤纤纤纤纤纤 维 层层 维 层层典典 型 压 卜 翱翱 肠分分 离 液 滴滴 液 沫沫 液 沫沫 液 雾雾 液 雾雾类类 型型型型型型代代 表 性 应应 水 冷冷 蒸 发
43、器器 压 缩 气气 塑 料料用用用 却 塔 洗洗 填 料 塔 吸吸 体 除 油 雾 、 挤 压 机机涤涤涤 塔 板板 收 , 蒸 馏 水 雾 、 酸酸 的 油 雾雾式式式 塔塔 文 丘 里 洗洗 雾雾雾涤涤涤涤 器器器器夹 带 的 泡 沫 冷 凝 的 细 雾医 药 工 程 没 计 年 第 期了各 种 雾 沫 分 离 器 的 具 体 操 作 数 据 , 可 供 选 用参 考 。总 的 说 来 , 对 较 大 的 液 沫 宜 选 用 折 板 式 。反 之 , 对 细 雾 则 采 用 扩 散 型 纤 维 层 式 。 通 常 ,对 除 沫 系 统 推 荐 采 用 轴 流 型 垂 直 流 , 而 除雾
44、系 统 推 荐 用 径 流 型 水 平 流 。 如 操 作 范 围不 在 图 、 表 、 之 内 时 , 也 可 相 应 确 定 , 如人 形 板 的 分 离 要 求 是 ” 雾 滴 时 , 压 降要 比 表 规 定 的 要 大 。 对 纤 维 层 式分 离 细 雾 时 , 要 求 效 率 达 十 , 而 压 降 要小 于 时 , 则 气 液 接 触 面 要 相 应 加 大 。引 用 符 号 丝 网 层 的 表 面 积刁 。 气 相 流 动 的 断 面 积 幻 式 中 的 物 理 参 数 群式 中 的 值刀 分 离 器 直 径 指 每 个 基 本 单 元几 , 器 体 内 径几 纤 维 层 床
45、 内 径刀 , 川 液 滴 直 径刀 雾 沫 的 扩 散 度八 。 纤 维 床 的 对 数 平 均 直 径几 入 口 接 管 直 径 重 力 加 速 度 气 体 质 量 速 度丑 、 。 、 速 度 “ 常 数 ”无 长 度 或 液 体 质 量 流 速几 圆 状 纤 维 床 的 轴 向 长 度几 降 速 距 离 或 分 离 高 度工 口 一 一 卧 式 分 离 器 , 入 口 接 管 插 入 深 度几 , 场 分 离 长 度 和 高 度凡 液 面 高 度刀 至 , 液 滴 的 质 量吼 气 相 的 体 积 流 量 岛名 丝 网 表 面 特 性 或 单 位 体 积 内 , 纤 维 层 表 面 积
46、万 液 滴 雷 诺 数几 空 间 气 速, 速 度矶 速 度 矢 量 分 离 器 体 积一 作 用 在 液 滴 上 的 外 力 式 中 的 物 理 参 数 群叨 一 液 滴 的 总 重 纤 维 床 层 的 空 隙 度 , 液 膜 的 面 积 分 数夕 一 时 间无 , 氏 降 速 和 总 分 离 时 间 ,先 入 口 接 管 的 角 度 ,召 粘 度 密 度 表 面 张 力令 , 个 部 分 效 率 和 总 效 率下 辍 空 间 , 表 观 分 离 , 降 速乙 液 体” 气 相 , 夕 二 向 , 向 , 在 时 间 为 “ 零 ” 时 ,主 要 参 考 文 献,户一令 , 叨 , , ,
47、,。 。 , 一 , , ,打 , , ,“, , , , 一 , 钾, , 吕 加, , 至 一 功 刀 , , ,叼 、 子 、 乃 “ 、 户 “ 、 尹 、 、 沪 以 、 广 口 、 子 、 八 、 八 矛 划 、 护 、 尹 甘 、 乃 、 户 划 、 产 丫 、 产 、 内 沪 、 八 口 、 门 口 、 尸 甲 、 八 “ 、 八 了 、 户 “ 、 八 、 产 幼 、 乃 “ 、 户 以 、 户 、 六 “ 、 乃 、 产 、 六 “ 、 八 尹 叼 、 、 乃 、 产 口匕 接 第 页 英 任 ,今参 考 资 料 巩 月 “ , , 卫 , 工 刀 ,场 , , 天 津 大 学 蒸 馏 节 能 技 术 学 术 论 文 集【 核 工 业 部 原 子 能 研 究 所 热 泵 蒸 发 装 置医 药 工 程 设 计 年 第 期
