氣液分離器設計

文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.氣—液分離器設計楊德華修改標記簡要說明修改頁碼編制校校審核審定日期2005-05-01實施2005-04-152005-05-01實施0文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.圖2.5.1－4容器橫截面積的求法（一）圖2.5.1－5容器橫截面積的求法（二）3立式和臥式絲網分離器設計應用范圍。絲網分離器適用于分離氣體中直徑大于10?30口m的液滴。絲網分離器主要部件為一固定安裝的絲網組件，由絲網和上下支承柵條組成。絲網材料可采用不同的金屬或非金屬材料。如：不銹鋼、蒙乃爾合金、鎳、銅、鋁、碳鋼、鉭、耐腐蝕耐熱鎳合金、聚氯乙烯和聚乙烯等。絲網分離器通常規(guī)格是絲網的絲直徑為0.22mm?0.28mm,絲網的厚度約為100mm?150mm。立式絲網分離器的尺寸設計氣體流速（u）的確定G氣體流速對分離效率是一個重要影響因素。流速過高，聚集的液滴不易從絲網上落下，液體充滿絲網，造成液泛，以致一度被捕集的液滴又飛濺起來，再次被氣體攜帶出去，使分離效率急劇降低；流速過低，夾帶的霧沫在氣體中飄蕩，未與絲網細絲碰撞就隨著氣流通過絲網而被氣體帶走，降低了絲網的分離效率。氣速對分離效率的影響見圖3.2.1所示。最大速度的最大速度圖3.2.1分離效率與氣速的關系計算方法（一）用常數（K）的計算方法Gu二K（里工丫5（3.2.11）GGIpG式中uG與絲網自由橫截面積相關的氣體流速，m/s；PL、PG分別為液體和氣體的密度，kg/m3；KG常數，通常KG=0.107。如果氣流中有較大的液體量被分離，則建議采用K=0.075。在高粘度液體、高壓或高G真空工藝中，KG可采用0.06。計算方法（二）本方法適用于兩相物料中含液體很少的物流，假定兩相中的液體全部被絲網截住，通

文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.過本方法求得氣體流速。絲網自由橫截面積上的氣體流速（U）Gu=c-m-uG0u=c-m-uG0其中式中cfNg上3且,9.96a'R0.2pLG0.5J(3.2.1—3)安全系數，取0.7?0.9；校正系數，由Pg和上一由圖3.5.12查得;PoLH2O（20。C）工作溫度下液體表面張力，N/m,烴類的。［可按式⑶2/4）計算:(3.2.1—4)一(2.64M+60)(p-(3.2.1—4)o=LLGl3.9MLU0臨界流速，m/s；□L液體粘度，Pa-s；e絲網空隙率；a，絲網比表面積，m2/m3；絲網參數見表3.2.1。g重力加速度，9.81m/s2；oH2o（20℃）20℃水的表面張力，72.8X10-3N/m；PL、PG分別為液體和氣體的密度，kg/m3；ML——液體分子量；AWfQA0.5N系數，由M=jI-Pg由圖3.5.11查得（當M<0.00001時，取N=0.7WIPJGL進行計算）；AWL進出絲網的液體流量之差，kg/h；WG氣體質量流量，kg/h。表3.2.1國內絲網分離器參數表型號規(guī)格空隙率型號規(guī)格空隙率（e）絲網密度Kg/m3標準型40?100型60?150型0.982150絲徑mm“0.23文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.140?400型高效型60?100型80?100型0.975150“0.23“0.12高穿透型20?100型30?150型70?140型0.990160“0.23注：表3.2.1摘自行業(yè)標準《絲網除沫器》(HG5140481、HG5140581和HG51406—81)。計算方法(三)本方法適用于物流中液體含量較多時，首先假定被氣流夾帶的液量。根據本方法計算夾帶的液量，然后通過計算方法(二)求得氣體流速。1)當測得被氣體夾帶的液滴直徑(小)后，設定絲網自由橫截面積上的氣體流速(u)，并G計算Re數。R=uGd*PG(3.2.15)?NG式中□G氣體粘度，Pa?s；PG氣體密度，kg/m3。其余符號意義同前。2)由Re數查圖2.5.11,得阻力系數(Cw)；3)由CW校核UgTOC\o"1-5"\h\z—；4d*g(P「P)(3.2.16)u一.LGg3cp'WG若與假定值不符，則改變UG值，直到UG值與假定值相近。其余符號意義同前。4)由d*、Ug值計算單位氣體量帶到絲網上的液體夾帶量(E)TOC\o"1-5"\h\z尸AW0.06243p-e%p(4.2u-5.34)L……、JS917、E=L=L-e——g(39.37d*)(0.1603u2.5+2)」(3.2.17)W0.1603u2.5+2GGG及M=E(^G)0.5(3.2.18)PL式中E——單位氣體量帶到絲網上的液體夾帶量；M——輔助因子。

文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.其余符號意義同前。5)由M查圖3.5.11得N。M、N為輔助系數；Po6)按-G及一l—查圖3.5.12得系數m值；PoLH0(20。C)7)由式(3.2.123)得u°。若u。值小于Ug，且差值不大，則可以用Ug進行3.2.2的尺寸設計，否則應選用其它參數(a，、e)的絲網。若未測定液滴直徑(d*),則可用式(3.2.11)先定方值，然后再假定d*,求Re及CW,由式(3.2.15)驗算d*值，若不符合，重新假定d*值，直至兩值相近為止，然后再按3.2.1.3中4)?7)計算。3.2.2尺寸設計絲網直徑由式(3.2.11)求得的口，按式(3.2.21)求D：式中uGDG(V式中uGDG(V)D=0.0188VG0.5(3.2.2—1)絲網自由截面積上的氣體流速，m/s；絲網直徑，m；其余符號意義同前。由于安裝的原因(如支承環(huán)約為50/70X10mm),容器直徑須比絲網直徑至少大100mm。由圖2.5.12可以快速求出絲網直徑(D)。高度VtL47.1D2容器高度分為氣體空間高度和液體高度(指設備的圓柱體部分)。低液位(LL)和高液位(HLVtL47.1D2(3.2.2—2)式中D容器直徑，m；VL液體流量，m3/h；t停留時間，min；Hl低液位和高液位之間的距離，m。文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.液體的停留時間（以分計）是用鄰近控制點之間的停留時間來表示的，停留時間應根據工藝操作要求確定，例如：LL—4—LA—2—NL—2—HA—2—HL上式表示：LL（最低液位）和LA（低液位報警）之間的停留時間為4min，LA和NL（正常液位）之間的停留時間為2min等內容。氣體空間高度的尺寸見圖3.2.2所示。絲網直徑與容器直徑有很大差別時，尺寸數據要從分離的角度來確定。3.2.2.3接管直徑入口接管兩相混合同物的入口接管的直徑應符合式（3.2.2—3）要求：pu2<1500Pa（3.2.23）GGL式中uGL接管內兩相流速，m/s；PG氣相密度，kg/m3；由此導出D>3,02X10-3X（V+V）0.5Xp0.25（3.2.24）PLGG式中DP接管直徑，m；VL液體體積流量，m3/h;VG氣體體積流量，m3/h;其余符號意義同前。由圖2.5.13可以快速求出接管直徑（DP）。TLHLLL圖3.2.2立式絲網分離器2）出口接管液體、氣體的出口接管的直徑，不得小于連接管道的直徑。液體出口接管可以用小于等于1m/s的流速來設計。

文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.氣體出口流速取決于氣體密度，密度小時，最大出口流速uG.max、20m/s。密度大時，選用較小的氣體出口流速。任何情況下，較小的氣體出口流速有利于分離。3.2.3絲網的裝配除考慮經濟因素外，還應考慮工作溫度、容器材料以及絲網本身的耐久性。采用聚丙烯或聚乙烯絲網時，應注意產生碳氫化合物的影響；采用聚四氟乙烯或不銹鋼絲網時應考慮其受溫度的限制；鋁制容器內不能采用蒙乃爾絲網；在有水滴存在的條件下，鋼制容器內不能采用鋁制絲網。臥式絲網分離器的尺寸設計如果經臥式分離器之后，臨界液滴直徑需要小于200Um時，分離器應帶有絲網，絲網通常置于罐頂部的分離空間中。其設計方法，是把臥式重力分離器（參看第2章“立式和臥式重力分離器設計”中2.3規(guī)定）和立式絲網分離器的設計結合起來，從經濟上考慮，應使氣體空間盡可能地小。氣體最小空間高度amin=300mm，見圖3.3.1所示。氣氣、液液圖液圖3.3.1臥式絲網分離器計算舉例數據V=0.4m3/hLV=0.4m3/hLPL=878kg/mT=33℃GPG=5.95kg/mP=0.29MPaVmax=135%Vmin=70%要決定分離器尺寸解題.1氣體流速（u）G由式（3.2.1氣1）得：U=K(P「P,)0.5=0.107(878-5.95)0.5=1.3m/sLLLGGGP5.95G3.4.2.2尺寸1）絲網直徑（DG）文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.由式(3.2.2—1)得：2)容器直徑(D)至少要比絲網直徑大100mm(考慮安裝固定，如支承環(huán)約為50/70XIOmm),取容器直徑為500mm。3)高度(H)L由式(3.2.2—2)得：接管兩相進口由式(3.2.23)得七J150%再由式(3.2.2—4)得：氣相出口氣體出口流速=兩相進口流速選用DP=0.15m液體出口選用管徑DN40,則流速為：3.5附圖3.5.1附圖由(AWL/WG)(PG/PL)0.5查得輔助系數(N),見圖3.5.11所示。由PG/P加。/。瞪O咨⑺查得校正系數(m),見圖3.5.12所示。圖3.5.1—1(△WL/AWG)(PG/Pl)o.5與系數(N)的關系圖4符號說明圖3.5.1-2Pg^l和°/。h2o(20℃)與校正系數(m)的關系圖4符號說明a氣體空間高度，m；a′絲網比表面積，m2/m3；A——可變液體面積,%；Aa——氣體部分橫截面積；Ab——最小液面面積；ATOT——容器橫截面積；Aa、Ab、ATOT——在式(2.3.1)、式(2.3.2—1)中,單位為%；在，計算舉例單位為m2。C——容器高度與直徑之比；文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.c——安全系數；CW——與流動狀態(tài)有關的阻力系數；d*液滴直徑，m；D容器直徑，m；DG絲網直徑，m；Dmin分離器最小直徑，m；DP接管直徑，m；DT圓柱部分的直徑，m；D;臥式容器直徑，m；E——單位氣體量帶到絲網上的液體夾帶量；g重力加速度，9.81m/s2；H液體高度，m（第2章）；LHL低液位與高液位間的距離，m（第3章）；h可變液面高度，mm，m；hLL最低液面高度，mm，m；hLA低液位報警液面高度，mm，m；LNL正常液面高度，mm，m；LHA高液位報警液面高度，mm，m；LHL最高液面高度，mm，m；KG——常數；KS——系數；L從切線到切線的容器長度，m；LT從切線到切線的試算容器長度，m；LN兩相流進口到氣體出口間距離，m；m——校正系數；M——輔助因子；ML——液體分子量；N——輔助系數；P壓力，MPa；文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.R——時間比率；Re——雷諾數；T溫度，℃，K；t停留時間，min；u出口接管中氣體流速，m/s；ue氣體在容器內的流速，m/s；uG與絲網自由截面積相關的氣體流速，m/s；uGL接管中兩相進口流速，m/s；uGmax氣體出口最大流速，m/s；uL出口接管中液體流速，m/s；u0臨界流速，m/s；up接管內的流速，m/s；VG氣相體積流量，m3/h；VGmax氣體最大體積流量，m3/h；VL液相體積流量，m3/h；max——最大體積流量的系數，%；min——最小體積流量的系數，%；Vt液滴在容器內的浮動流速，m/s；：試差的浮