气液分离的相关技术(无图简易版).docx

气液分离相关技术 在气体的生产、输送、处理和使用过程中，它总是不可避免地受到油、水等的液滴和固体颗粒的影响。气体中的这些杂质能引起许多问题。如：气动元件受损，非正常停车，降低质量，减少产品产量以及增加维修费用。 气相中的液体一般以微小的液滴---液雾的形式存在。液雾是通过下面三个过程产生的： 冷凝------可凝气体在冷凝时刚刚形成的液滴。 雾化------液体在运动过程中被打碎，大液滴分散成微小液滴。 夹带------液相液滴被气流带入气相中。 冷凝和雾化过程通常形成稳定的、很微小液雾。下面图示是一般情况下三种过程所形成的液雾液滴的粒度和重量分布。 图1.?液滴的粒度分布和重量比 对于气相中的液滴，最为常见的气液分离设备有气液聚结器，除雾器，旋液器和沉降罐，下表是上述设备所能有效分离的液滴的粒径。 从上表可以得知，气液聚结器可以分离出粒径小??0.01?um?的微小液滴，典型的气液聚结器可以得到液体含量小于0.001?ppm或更少的纯净气体。 二、???????气液聚结器工作原理 所谓气液聚结器，就是通过聚结材料将微小的液雾捕捉，小液滴在聚结材料上长大成大?液滴，然后通过重力与气体分离。它的工作原理如下所示： 1．微小的液滴在通过过滤材料时被微孔材料拦截。? 2．拦截的小液滴吸附在聚结材料纤维上。?? 3．液滴在吸附的聚结材料纤维上和其它小液滴碰撞长大成较大液滴。 4．大的液滴在气流的推动下向聚结材料层的下游运动，继续重复上述过程，直到长成大液滴。?? 5．结器的最外层为排放层，当液滴到达最外层时，已长成的大液滴通过排放层时快速沉降，依靠本身的重力与气相分离。?? 6．气液聚结器过滤材料在径向方向上由内向外，其孔径由小变大。 三、过滤机理? ??1．?在外层设预过滤器拦截固体杂质???? ?流体从内向外流经聚结器，聚结器的内层是预过滤器，?固体杂质在外层就被拦截阻挡在预过滤器层上，防止影响聚结过程。??? ?2．?三种拦截机理共同作用来捕捉雾滴??? 对油、水和其它液体的雾滴，被聚结器内部的超细玻璃纤维捕捉，这些微米级纤维对气流形成了曲折的通道，迫使固体颗粒和液体雾滴在下述三个机理的作用下，碰撞到超细纤维上。?? ?惯性碰撞，扩散拦截和直接拦截是气体过滤三个作用机理。参见上面右图。??? 惯性碰撞是指在流体运动方向变化后，颗粒由于惯性作用而碰撞到滤材上。对于2?um?和更大的颗粒，由于它们较大的质量和惯性而保持其原来的运动轨迹，从而撞击到纤维上。???? ? 扩散拦截在气体中对0.2?um?以下的颗粒是主要的拦截方式。由于布朗运动，颗粒从气流中扩散到纤维表面，在静电作用下吸附到纤维上。?? ? 对从0.2?um?到2?um?的颗粒来说，只有依靠直接拦截才起作用。直接拦截是指当颗粒直径大于纤维通道时不能通过而被拦截。直接拦截作用是表示孔径分布的最基本的一个特征，孔径越小，直接拦截的效率越高，去除颗粒的效率越高。???? ? 在气体中，0.3?um?时的去除效率标志着过滤器性能高低。?? ??3．优异的聚结材料对液体有良好的吸附能力?? ??超细硼硅盐玻璃纤维，由树酯固结在一起。这种材料对液体有良好的浸润性能。对聚结器来说，仅有细小的孔径是不够的，液体与固体颗粒不同，其形状是可变的。雾滴只有吸附在纤维上，才有利于发生聚结等过程。???4．不破碎排放层? 气液聚结器在聚结介质的最外层，紧紧接着一层不破碎排放层，它使油和水从气流中分离出来，通过重力排放到聚结器底部，防止已聚结的液滴破碎，被气体重新带入气流。????5.?高纳污能力?? ?聚结器是深层结构，具有高表面积。对许多较大聚结器，还有一打折的预过滤器以增加表面积来提高纳污能力。?? ??气体过滤产品以除去固体颗粒杂质，其产品有两种级别，绝对过滤精度为0.9?um和3.0um。这类产品的滤芯都是打折型，以提供高过滤面积和延长使用寿命。? 六．聚结器的优点? ??和其它气液分离设备相比，它具有下述优点：? ? 1．操作稳定性?? ??其它设备只能在稳定的流量范围内才能实现气液分离，气体流量出现波动，分离效果就会受到影响，波动较大时，分离效果就会很差。气液聚结器则不受气体流量波动的影响，当最大气体流量确定后，气液聚结器的操作和分离效果总是稳定的。? ? 2．分离效率?? ??其它设备只对粒度较大的液滴或杂质起作用。而聚结器则能达到对0.1?um?为99.9%，0.3?um?为约100%的分离效率。根据一外国公司的研究，操作正常时，气体中的液滴大部分为0.01?-?10?um，约占40%。其它设备对这种液滴的分离效率很低。? ??????????3．分离效果? ??其它设备都不能达到完全的???离效果，如旋流器，只能达到液体含量小于100?mg/M3，聚结器则可达到液体杂质含量??0