新型、高效折板分離器產(chǎn)品
成都密度噴霧技術(shù)有限公司
一、新型、高效折板分離器產(chǎn)品
1. 前言
在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)中氣－液相的分離是一個非常重要的工藝過程，許多工藝生產(chǎn)必須將夾帶在氣體中的液相和固體分離出來才能使生產(chǎn)順利進行。
氣液分離的主要目的為：
(1) 工藝生產(chǎn)過程中為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，必須將夾帶的液相物質(zhì)控制在規(guī)定量以下；
(2) 防止傳質(zhì)設(shè)備霧沫的夾帶導(dǎo)致傳質(zhì)效率的下降，使生產(chǎn)條件惡化；
(3) 防止某些組份的霧沫隨氣流夾帶造成貴重產(chǎn)品和原料的浪費及能耗的增加；
(4) 防止尾氣中的霧沫經(jīng)煙囪排入大氣，造成環(huán)境的污染和設(shè)備的腐蝕、損壞；
(5) 防止氣體中的液相對下游設(shè)備的操作產(chǎn)生不利影響或造成設(shè)備損壞。
為了減少氣體中的霧沫和夾帶的液相，人們很早就發(fā)明了分離器，簡單的撞擊型分離器早在1939年就已經(jīng)有文字記錄了。分離器根據(jù)其用途和結(jié)構(gòu)分為許多種類：有的分離器結(jié)構(gòu)比較簡單，如重力沉降型和旋風(fēng)分離器，但其分離效率不高，且對較小霧沫的分離作用不大；有的分離器雖然能分離一般的霧沫，如絲網(wǎng)除沫器，但要求介質(zhì)清潔，且其分離器的阻力降大，分離器允許的氣流速度較小；還有本文推薦使用的一種新型、高效折板分離器，該分離器具有結(jié)構(gòu)緊湊，分離效率高，阻力降小，可分離較小的霧沫(3μm以上的液滴)，允許的氣流速度大，不易堵塞等特點。
成都密度噴霧技術(shù)有限公司在研究國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了一套科學(xué)的折板分離器試驗裝置（見圖1），通過大量的試驗和數(shù)據(jù)積累，開發(fā)出多種型式的新型、高效折板（S型，人字型）分離器，并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。除沫（分離）效率試驗結(jié)果見圖2。
圖1 折板分離器試驗裝置
圖2 除沫（分離）效率試驗曲線
2. 折板分離器的工作原理
折板分離器是根據(jù)物理慣性原理進行分離的，當(dāng)夾帶液滴或固體粒子的氣流以一定的速度通過特殊設(shè)計成形的折板時,在折板的轉(zhuǎn)彎處,液沫或固體粒子在慣性力作用下，運動方向與氣體的運動方向發(fā)生改變,使得液沫或固體粒子與氣體產(chǎn)生分離。圖3（S型），圖4（人字型），分別表述了這兩種折板分離器的工作原理，其分離過程可分為以下三個步驟：
(1) 氣體被分隔為許多單股的流道。
(2) 慣性力將液滴碰撞在折板上。
(3) 液滴薄膜向前運動到倒鉤處并被分離下來。
圖3（S型） 圖4（人字型）
3. 折板分離器結(jié)構(gòu)特點
成都密度公司開發(fā)的多種用途折板分離器，其中S型是一種主要應(yīng)用于氣流呈水平方向流動的沖擊型高效分離器，在低阻力降和高效分離的情況下允許較高的表面速度，根據(jù)霧沫的極限液滴直徑的大小、霧滴負荷及氣流中是否含塵，可設(shè)計成帶二個倒鉤S2型（圖5）；帶三個倒鉤S3型（圖6）；帶四個倒鉤S4型（圖7）。而人字型是一種主要應(yīng)用于垂直方向流動的沖擊型高效分離器（圖8），根據(jù)霧沫的極限液滴直徑的大小、霧滴負荷及氣流中是否含塵，人字型分離器也有多種型式。
由于折板分離器可采用不同的材料來制造，因而可適用于各種腐蝕介質(zhì)。
圖5 帶二個倒鉤的S2型
圖6 帶三個倒鉤的S3型
圖7 帶四個倒鉤的S4型
圖8 垂直方向流動的折板分離器
4. 折板分離器的防結(jié)垢問題
當(dāng)液滴分離器用于污垢場合時（如在一個濕的煙道廢氣脫硫系統(tǒng)的下游），分離器的防堵塞性能顯得非常重要。在這種情況下如采用其他形式的分離器，如絲網(wǎng)除沫器，將導(dǎo)致分離器完全失效。但折板分離器因其氣流通道較寬，流速較大，如含塵量較少時，一般情況下污垢不易在折板上堆積；如氣體含塵量較多時，由于濕塵以污垢的形式在折板葉片上的堆積，將導(dǎo)致流通面積的減少，從而使其表面流速增加。表面速度的增加的直接結(jié)果將引起壓力降增大，同時也可能導(dǎo)致已凝聚的液滴過早地重新產(chǎn)生夾帶現(xiàn)象，影響分離器的效果。在這種場合下，折板分離器可以采用噴嘴洗滌來防止結(jié)垢和堵塞的產(chǎn)生。
5. 折板分離器的氣體動力學(xué)特性
(1) 壓力降
現(xiàn)在有幾種理論模型可以用來預(yù)測折板的阻力降的大小，從理論上來說阻力降的大小與流道的寬窄、折板的葉片角度、氣流方向改變的次數(shù)、氣流速度、氣體的密度、折板的材料、幾何形狀特征有關(guān)。
對于給定的折板，在無液體負荷的情況下，
△P
（mbar）
式中△P為壓力降，K為常數(shù)，ρg為氣體密度，Vg為氣體速度，K與折板的幾何形狀和操作壓力有關(guān)，即不同的折板有不同的K值，從理論上進行預(yù)測K值是比較困難的，一般采用試驗來確定。圖9為成都密度公司從S3型折板（在常壓下，21℃時）試驗測得的阻力曲線。
圖9 阻力曲線
(2) 分離效率
折板分離器的效率與設(shè)計的折板形狀、折板的間隔及折板的材料有關(guān)，從分析和實驗表明：對于成都密度公司設(shè)計制造的折板分離器其分離效率在霧沫尺寸大于20μm時，其分離效率可達97％以上；對于液滴尺寸小于20μm時，其分離效率不僅與液滴的尺寸有關(guān)，而且與折板的倒鉤數(shù)量和氣體的表面速度有關(guān)，通常情況下，液滴的尺寸越大、倒鉤數(shù)量越多、表面速度越大其分離效率也越高。當(dāng)液滴尺寸大于3μm小于20μm時，為使分離器的分離效率達到97％以上，可在折板前設(shè)置凝聚絲網(wǎng)。因此對于液滴尺寸大于3μm的氣體，折板分離器都具有很高分離效率。
(3) 流量（能力）
折板分離器的能力是通過氣流產(chǎn)生重新夾帶現(xiàn)象來判斷的，當(dāng)氣流速度達到某一臨界速度時，已經(jīng)凝聚的液滴就會產(chǎn)生再夾帶現(xiàn)象，此時作用在液滴上的拉力、重力和表面張力的合力使得液滴從葉片上脫離并被高速的氣流帶到下游，降低和影響了分離的效果。
通常情況下，在折板進口形成的液滴在它們到達出口之前就被除去，但是在折板出口區(qū)域形成的液滴在向下運動過程中不可能完全被除去而是在出口處形成夾帶。為了防止重新夾帶液體，在設(shè)計上折板分離器必須使設(shè)計氣速低于臨界速度。
成都密度公司通過大量的試驗和計算，積累了豐富的設(shè)計經(jīng)驗，其開發(fā)的折板分離器系列產(chǎn)品均具有較高的臨界速度，且有較寬的高效工作區(qū)域和很好的操作彈性。
6. 折板分離器常用的安裝型式
折板分離器根據(jù)工藝要求可設(shè)計成水平流動方向的安裝方式、垂直流動方向的安裝方式、傾斜流動方向的安裝方式，同時成都密度的工程師
可按操作工況將折板分離器設(shè)計成整體式和組合式，圖10~圖14所示的為折板分離器的常用的安裝型式：
圖10 塔設(shè)備整體式折板分離器（水平流向）
圖11塔設(shè)備組合式折板分離器（水平流向）
圖12塔設(shè)備帶凝聚絲網(wǎng)折板分離器（水平流向）
圖13 冷卻器后折板分離器（水平流向）
折板（垂直流向）
圖14 尾氣折板分離器（垂直流向）
7. 折板分離器的應(yīng)用范圍
折板分離器可廣泛地應(yīng)用于經(jīng)各種冷卻器、洗滌器、蒸發(fā)器、篩板塔、填料塔、噴嘴霧化器等設(shè)備之后的氣液分離，其主要用途如下：
―― 消除液膜或固粒夾帶對設(shè)備的腐蝕、磨損或堵塞；
－－ 控制冷卻塔或煙囪排向大氣的排放物；
―― 壓縮氣體經(jīng)冷卻后冷凝液的分離；
―― 回收吸收裝置中高價值的吸收液；
―― 氣體凈化裝置中霧粒的分離；
―― 脫硫裝置中硫的脫除；
―― 洗滌器后的洗滌液的分離；
―― 提高工藝流程的蒸汽和氣體的純度；
―― 提高整個工藝流程的經(jīng)濟性；
―― 除去有害液體以提高操作的安全性；
―― 回收蒸發(fā)器（釜）氣流中的夾帶液等。
成都密度公司擁有折板分離器試驗裝置和多種結(jié)構(gòu)型式的模型，其產(chǎn)品已成功地用于工業(yè)裝置中，只要您按后附的折板分離器訂貨說明的要求提供有關(guān)分離器的分離介質(zhì)特性和操作參數(shù)，成都密度公司經(jīng)驗豐富的工程師將通過計算機進行優(yōu)化設(shè)計，為您提供合理組合、精心設(shè)計制作的分離元件和產(chǎn)品。
8. 訂貨說明
(1) 折板分離器的訂貨程序
a. 在主體設(shè)備開始設(shè)計階段，負責(zé)主體設(shè)備設(shè)計的單位應(yīng)向成都密度公司提供下列內(nèi)容的分離器設(shè)計條件：
—— 按附表A要求填寫設(shè)計條件表；
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