HG 20570.8-1995 气-液分离器设计.docx

气-液分离器设计 HG/T 20570.8-95 编制单位： 中国寰球化学工程公司 批准部门：化 学 工 业 部 实施日期： 一九九六年九月一 日 编制人： 中国寰球化学工程公司 王 文 审核人： 中国寰球化学工程公司 汪清裕 化工部工艺系统设计技术中心站 盛青萍 龚人伟 299 1 说 明 1.0.1 本规定适用于两种类型的气-液分离器设计：立式和卧式重力分离器设计和 立式和卧式丝网分离器设计。 300 2 立式和卧式重力分离器设计 2.1 应用范围 2.1.1 重力分离器适用于分离液滴直径大于200μm 的气液分离。 2.1.2 为提高分离效率，应尽量避免直接在重力分离器前设置阀件、加料及引起物 料的转向。 2.1.3 液体量较多，在高液面和低液面间的停留时间在6～9min, 应采用卧式重力 分离器。 2.1.4 液体量较少，液面高度不是由停留时间来确定，而是通过各个调节点间的最 小距离100mm 来加以限制的，应采用立式重力分离器。 2.2 立式重力分离器的尺寸设计 2.2.1 分离器内的气速 近似估算法 式中 (2.2.1-1) V.——浮动(沉降)流速，m/s; P 、Pc——液体密度和气体密度，kg/m3; K,—— 系数 d*=200μm 时，K;=0.0512; d*=350μm 时 ，K,=0.0675。 近似估算法是根据分离器内的物料流动过程，假设Re=130, 由图2 . 5 . 1- 1查 得相应的阻力系数Cw=1, 此系数包含在K, 系数内，K, 按式(2.2.1-1)选取。由式 (2.2.1-1)计算出浮动(沉降)流速(Vt), 再设定一个气体流速(ue), 即作为分离器内 的气速，但ue值应小于Vt。 真正的物料流动状态，可能与假设值有较大的出入，会造成计算结果不准确，因 此近似估算法只能用于初步计算。 301 精确算法 从浮动液滴的平衡条件，可以得出： 式中 (2.2.1-2) V—— 浮动(沉降)流速，m/s; d*—— 液滴直径，m; P 、Pc——液体密度和气体密度，kg/m3; g—— 重力加速度，9.81m/s2; Cw—— 阻力系数。 首先由假设的Re 数，从图2.5.1-1查Cw, 然后由所要求的浮动液滴直径(d*) 以及p 、pg 按式(2.2.1-2)来算出V, 再由此V. 计算Re。 (2.2.1-3) 式中 μG 气体粘度，Pa · s。 其余符号意义同前。 由计算求得Re 数，查图2.5.1-1,查得新Cw, 代入式(2.2.1-2),反复计算，直 到前后两次迭代的Re 数相等即Vt=V. 为止。 取 u≤V, 即容器中的气体流速必须小于悬浮液滴的浮动(沉降)流速(V)。 2.2.2 尺寸设计 尺寸图见图2.2.2所示。 直径 (2.2.2-1) 式中 D——分离器直径，m; Vc.max--—气体最大体积流量，m3/h; un 容器中气体流速，m/s。 由图2.5.1-2可以快速求出直径(D)。 高度 容器高度分为气相空间高度和液相高度，此处所指的高度，是指设备的圆柱体部 分，见图2.2.2所示。 302 低液位(LL) 与高液位(HL) 之间的距离，采用式(2.2.2-2)计算 (2.2.2-2) 式中 H—— 液体高度，m; t——停留时间，min; D 容器直径，m; VL---- 液体体积流量，m3/h。 图2.2.2 立式重力分离器 303 停留时间(t)以及釜底容积的确定，受许多因素影响。这些因素包括上、下游设备 的工艺要求以及停车时塔板上的持液量。当液体量较小时，规定各控制点之间的液体 高度最小距离为100mm。 表示为：LL (低液位)-100mm-LA (低液位报警)- 100mm-NL (正常液位)-100mm-HA (高液位报警)-100mm-HL (高液位)。 接管直径 (1) 入口接管 两相入口接管的直径应符合式(2.2.2-3)要求。 Pcus1000Pa 式中 up 接管内流速，m/s; PG 气体密度，kg/m3。 由此导出 D3.34×10-3(Vc+VL)? ·?pc? ·25 式中 (2.2.2-3) (2.2.2-4) VG、V 分别为气体与液体体积流量，m3/h; D。— 接管直径，m。 由图2.5.1-3可以快速求出接管直径。 (2) 出口接管 气体出口接管直径，必须不小于所连接的管道直径。液体出口接管的设计，应使 液体流速小于等于1m/s。 任何情况下，较小的出口气速有利于分离。 2.3 卧式重力分离器的尺寸设计 2.3.1 计算