气液固分离技术的选型
气液分离技术
气液分离技术气液分离技术是从气流中分离出雾滴或液滴的技术。
该技术广泛的应用于石油、化工、( 如合成氨、硝酸、甲醇生产中原料气的净化分离及加氢装置重复使用的循环氢气脱硫), 天然气的开采、储运及深加工, 柴油加氢尾气回收, 湿法脱硫, 烟气余热利用, 湿法除尘及发酵工程等工艺过程, 用于分离清除有害物质或高效回收有用物质。
气液分离技术的机理有重力沉降、惯性碰撞、离心分离、静电吸引、扩散等, 依据这些机理已经研制出许多实用的气液分离器, 如重力沉降器、惯性分离器、纤维过滤分离器、旋流分离器等。
一、重力沉降分离气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。
重力沉降分离器一般有立式和卧式两类，它结构简单、制造方便、操作弹性大，需要较长的停留时间，分离器体积大，笨重，投资高，分离效果差，只能分离较大液滴，其分离液滴的极限值通常为 100μm，主要用于地面天然气开采集输。
经过几十年的发展，该项技术已基本成熟。
当前研究的重点是研制高效的内部过滤介质以提高其分离效率。
此类分离器的设计关键在于确定液滴的沉降速度，然后确定分离器的直径。
气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。
二、惯性分离气液惯性分离是运用气流急速转向或冲向档板后再急速转向，使液滴运动轨迹与气流不同而达到分离。
此类分离器主要指波纹（折）板式除雾（沫）器，它结构简单、处理量大，气速度一般在 15～25 m/s，但阻力偏大，且在气体出口处有较大吸力造成二次夹带，对于粒径小于 25μm 的液滴分离效果较差，不适于一些要求较高的场合。
其除液元件是一组金属波纹板，其性能指标主要有：液滴去除率、压降和最大允许气流量（不发生再夹带时），还要考虑是否易发生污垢堵塞。
液滴去除的物理机理是惯性碰撞，液滴去除率主要受液滴自身惯性的影响。
气固分离的方法
气固分离的方法气固分离是指将气体和固体颗粒进行有效分离的工艺方法，广泛应用于化工、环保、粉体处理等领域。
气固分离的方法有很多种，包括重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等。
下面将逐一介绍这些方法的原理和应用。
首先，重力沉降是一种利用颗粒在气流中受到的重力作用而沉降下来的分离方法。
在重力沉降器中，气体与颗粒混合物进入设备后，颗粒受到重力作用逐渐沉降到设备底部，而清洁的气体则从设备顶部排出。
这种方法适用于颗粒粒径较大、密度较大的固体颗粒，但对于细小颗粒的分离效果较差。
其次，离心分离是一种利用离心力将气体和颗粒进行分离的方法。
在离心分离器中，气固混合物进入设备后，由于高速旋转的离心力作用，颗粒被甩到设备壁面上，而清洁的气体则从设备中心部分排出。
这种方法适用于颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。
另外，过滤是一种利用滤料对气固混合物进行过滤分离的方法。
在过滤器中，气固混合物通过滤料层时，固体颗粒被滤料截留下来，而清洁的气体则通过滤料层排出。
这种方法适用于颗粒粒径较小、形状不规则的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。
最后，电除尘是一种利用电场力将气体中的固体颗粒进行分离的方法。
在电除尘器中，气固混合物通过电场区域时，固体颗粒受到电场力作用而被收集到电极上，而清洁的气体则从电场区域排出。
这种方法适用于细小颗粒的分离，对颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒分离效果较好。
综上所述，气固分离的方法有重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等多种，每种方法都有其适用的颗粒特性和分离效果。
在实际应用中，需要根据具体的气固混合物特性和分离要求选择合适的分离方法，以实现高效、经济的气固分离过程。
固液、固气分离技术
一、 重力沉降的基本原理及沉降速度计算
颗粒的单体 （自由） 沉降或集合 （干扰） 沉降不仅受其本身的特性， 例如颗粒形状、 密 度、 粒度组成以及成分等因素所支配， 还受到温度、 磁团聚、 胶体效应、 异重流、 横向脉动 流速、 水力挟带、 机械搅拌、 药剂含量等诸因素的影响。许多试验研究都证实了沉降浓缩 过程包含着复杂的物理与化学的综合作用。目前， 对于浓缩理论的研究仅限于重力沉降 作用的范围， 即以液体中悬浮的固体颗粒的沉降作用为基础。 ! $ 重力沉降原理和沉降速度计算 最初， 人们研究了在不同浓度的悬浮液中球形颗粒自由沉降的行为。颗粒在浆体中 下沉所受到的作用力主要有三种， 即重力、 浮力和阻力。对于一定的颗粒与一定的浆体， ・ &%% ・
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第二章
浓缩技术
第二章
浓缩技术
第一节
浓缩的基本原理
浓缩是将较稀的矿浆浓集为较稠的矿浆的过程， 同时分出几乎不含有固体物质或含 有少量固体物质的液体。 选矿产品浓缩过程， 根据矿浆中固体颗粒所受的主要作用力的性质， 分为以下几种： （!） 重力沉降浓缩。料浆受重力场作用而沉降； （"） 离心沉降浓缩。料浆受离心力场作用而沉降； 磁力浓缩。由磁性物料组成的料浆， 在磁场作用下聚集成团并脱出其中的部分 （#） 水分。
第七篇
固液、 固气分离技术
重力和浮力都是恒定的， 而阻力却随颗粒与矿浆间的相对运动速度变化而改变。小颗粒 有被沉降较快的大颗粒向下拖曳的趋势。在均匀颗粒的沉降过程中， 拖曳力的增大主要 是由速度梯度的增加造成的， 而固体浓度增高引起的粘度变化对其影响则较小。 作用于颗粒上诸力的代数和应等于颗粒质量与其加速度的乘积 （符合牛顿第二运动 定律） 。颗粒的沉降过程分为两个阶段， 即加速阶段和等速阶段。在等速沉降阶段里， 颗 粒相对于浆体的运动速度称为 “沉降速度” 。因为沉降速度就是加速阶段终了时颗粒相 对于流体的速度， 因此亦称为沉降末速度或 “终端速度” 。由于工业上的沉降作业所处理 的颗粒往往很小， 颗粒与浆体间接触表面相对甚大， 因此， 在重力沉降过程中， 加速阶段 的时间根短， 常常可以忽略不计。 将重力沉降过程中颗粒所受诸力与沉降速度的关系， 用牛顿第二定律为基础建立表 达式， 经整理和因次分析可知， 影响重力沉降速度的阻力系数应是颗粒与流体相对运动， 时的雷诺准数 !" 的函数。综合试验便可得到球形颗粒的阻力系数与雷诺准数 !" 的函 数关系曲线。该曲线按 !" 值大致可分为三个区， 即滞流区、 过渡区、 湍流区。各区内的 曲线分别用相应的关系式表达， 并将等速沉降阶段相应的雷诺准数也换成以沉降速度 # ! 来计算， 即可得到表面光滑的球体在流体中自由沉降时各个区内的沉降速度公式： 滞流区 "# $ % & !" & "， !’ (% 时 !" #! ’ 过渡区 " & !" & "#) ， !’ ") * + 时 !" # * ,
简述气液色谱法中固定液选择的基本原则。
气液色谱法（Gas-liquid chromatography, GLC）是一种重要的色谱分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域中。
在气液色谱法中，固定液的选择对色谱分离的效果至关重要。
固定液的种类和性质会直接影响到样品在色谱柱中的分离程度和分辨率。
选择适合的固定液是气液色谱法分析中的关键步骤。
1. 溶解性固定液的溶解性是选择的基本原则之一。
对于非极性物质，应选用非极性的固定液，例如聚二甲基硅氧烷。
对于极性物质，则需要选择相应极性的固定液，例如聚乙二醇等。
固定液与分析物的溶解性一致，有利于提高分离效果。
2. 热稳定性固定液在色谱分析过程中需要具有良好的热稳定性。
色谱柱在运行过程中会受到高温的影响，如果固定液不具备足够的热稳定性，就会导致固定液分解或挥发，从而影响分离过程，甚至损坏色谱柱。
3. 吸附性能固定液的吸附性能决定了其对样品分子的亲和力。
通常情况下，固定液的吸附性应该低于色谱柱填料，以避免固定液对样品的过度吸附，导致分离不完全或峰形变形。
4. 选择性固定液的选择性是指固定液对不同样品分子的选择亲和性。
固定液的选择性应该能够兼顾到需要分离的目标分子，既要有足够的与目标分子相亲和性，又要避免对其他杂质分子的吸附。
5. 粘度固定液的粘度对于色谱分析也是一个重要考虑因素。
固定液的粘度适中，可以确保在色谱柱中的均匀涂覆，并使得色谱柱内的流动速度均匀，有利于色谱分离的进行。
总结回顾：在气液色谱法中，选择合适的固定液是确保色谱分离效果的关键步骤。
固定液的选择应考虑溶解性、热稳定性、吸附性能、选择性和粘度等因素。
只有在这些基本原则的基础上，才能够进行有效的气液色谱分离。
个人观点：固定液的选择影响了气液色谱分析的结果，是非常重要的。
在实际的分析过程中，我们需要综合考虑样品的性质、分离的要求以及固定液的特性，谨慎选择合适的固定液，以达到最佳的色谱分离效果。
我建议在实际操作中，应充分了解固定液的性质和特点，以确保色谱分析的准确性和可靠性。
气液分离相关技术
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。
气液分离器选型
7.8气液分离器7.8.1概述气液分离器的作用是将气液两相通过重力的作用进行气液的分离。
7.8.2设计步骤(1) 立式丝网分离器的尺寸设计 1) 气体流速(G u )的确定气体流速对分离效率是一个重要因素。
如果流速太大，气体在丝网的上部将把液滴破碎，并带出丝网，形成“液泛”状态，如果气速太低，由于达不到湍流状态，使许多液滴穿过丝网而没有与网接触，降低了丝网的效率。
气速对分离效率的影响见下图：图7-69 分离效率与气速的关系图2) 计算方法G u 5.0)(GG L G K ρρρ-= 式中G u 为与丝网自由横截面积相关的气体流速，s m / L ρ、G ρ为分别为液体和气体的密度，3/m kgG K 为常数，通常107.0=G K 3) 尺寸设计丝网的直径为5.0)(0188.0GG G u V D = 式中 G u 为丝网自由截面积上的气体流速，s m / G D 为丝网直径，m 其余符号意义同前。
由于安装的原因(如支承环约为mm 1070/50⨯)，容器直径须比丝网直径至少大l00mm,由图2.5.1-2可以快速求出丝网直径)(G D 4) 高度容器高度分为气体空间高度和液体高度(指设备的圆柱体部分)。
低液位(LL )和高液位(HL )之间的距离由下式计算：21.47DtV H L L = 式中D —容器直径,m ； L V —液体流量,h m /3； t —停留时间，min ；L H —低液位和高液位之间的距离,m ；液体的停留时间(以分计)是用邻近控制点之间的停留时间来表示的，停留时间应根据工艺操作要求确定。
气体空间高度的尺寸见下图所示。
丝网直径与容器直径有很大差别时，尺寸数据要从分离的角度来确定。
图7-70 立式丝网分离器5) 接管直径① 入口管径两相混合物的人口接管的直径应符合下式要求 Pa u GL G 15002<ρ 式中GL u ——接管内两相流速，s m /； G ρ——气相密度，3/m kg ； 由此导出25.05.03)(1002.3GG L p V V D ρ⨯+⨯⨯>-式中p D ——接管直径，m ;L V ——液体体积流量，h m /3； G V ——气体体积流量，h m /3； 其余符号意义同前。
静态混合器如何选型
比，与混合单元水力直径成反比。对不同规格 SV 型静态混合器测试，关联成以下经验 计算公式：
P 0.0502 u
c
L 1.5339 dh
式中
ΔP——单位长度静态混合器压力降，Pa； u——混合气工作条件下流速，m/s;
ρc——工作条件下混合气密度，kg/m3； L——静态混合器长度，m； dh——水力直径，mm。
1.0.1.1 液-液混合：从层流至湍流或粘度比大到 1：106mPa·s 的流体都能达到良好 混合，分散液滴最小直径可达到 1～2μm，且大小分布均匀。 1.0.1.2 液-气混合：液-气两相组份可以造成相界面的连续更新和充分接触，从而 可以代替鼓泡塔或部分筛板塔。 1.0.1.3 液-固混合：少量固体颗粒或粉未（固体占液体体积的 5％左右）与液体在 湍流条件下，强制固体颗粒或粉未充分分散，达到液体的萃取或脱色作用。 1.0.1.4 气-气混合：冷、热气体掺混，不同组份气体的混合。 1.0.1.5 强化传热：静态混合器的给热系数与空管相比，对于给热系数很小的热气 体冷却或冷气体加热，气体的给热系数提高 8 倍；对于粘性流体加热提高 5 倍；对于 大量不凝性气体存在下的冷凝提高到 8.5 倍；对于高分子熔融体可以减少管截面上熔 融体的温度和粘度梯度。 1.0.2 静态混合器类型和结构 1.0.2.1 本规定以 SV 型、SX 型、SL 型、SH 型和 SK 型（注①）五种类型的静态混 合器系列产品为例编制。 1.0.2.2 由于混合单元内件结构各有不同，应用场合和效果亦各有差异，选用时应 根据不同应用场合和技术要求进行选择。 1.0.2.3 五种类型静态混合器产品用途和性能比较见表 1.0.2-1 和表 1.0.2-2，结构 示意图见图 1.0.2。静态混合器由外壳、混合单元内件和连接法兰三部分组成。
气液分离器设计计算
项 目
带 捕 雾 器 的分 离 器
条件
ｌ≤ Ｐ１≤ １５
１５≤Ｐ１≤４ｏ
４０≤ Ｐ１≤５５００
Ｋ值
Ｋ ＝０．１８２１＋０．００２９Ｐ ＋
０．０４６０ Ｉｎ（Ｐ）
Ｋ ＝０．３５
Ｋ：０．４３０—０．０２３ ｌｎ（Ｐ）
０≤ Ｐ２≤ １５００
气液分离器依据重力沉 降原理 ，采用 《油气 集输设 计 规范 》 ＧＢ ５０３５０—２００５及 《分 离 器规 范》 ＳＹ／Ｔ ０５１５—２００７进行 计算 和 选 取 ，并 以 以下 假设为基础 ：①悬 浮物 的运动速率 为常数 ；②分 离器 内不 发 生凝 聚 和 分 散 作 用 ；③ 液 、 固 微 粒 均 是球 形 。计算 忽 略 微 粒 沉 降 的加 速 阶段 ，仅 考 虑 分 离不 小于 ５０ｌｘｍ微 粒 的情 况 。此外 ，在计 算 中引 入 立式分 离 器 修 正 系数 Ｋ ，气 体 空 间 占有 的 空 间 面积分率 Ｋ 、气体空间占有 的高度分率 Ｋ，和长径 比 Ｋ 经验 参数 … ，这 无 疑 增加 分 离 器 计 算 的 不 确 定 性 。设 计 人 员 先 依 据 标 准 规 范 进 行 计 算 ，再 根 据 经验 及 工 程 需 要 进 行 修 正 ，有 时最 终 所 选 设 备 会 比计 算结 果 大 很 多 ，造 成 不 必 要 的 浪 费 。基 于 以上考 虑 ，综 合 多 种 计 算 方 法 得 出 分 离 器 计 算 方 法 。该 方法 不 仅 满 足 工 程 需 要 ，而 且 采 用 使 设 备 重 量最 轻 的优 化 过 程 使 投 资 最 低 ，可 为 气 液 分 离 器 选 型提供 参考 。
运行 ：
气固、液固传质分离过程
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污水处理
01
02
03
去除有害物质
污水处理过程中，传质分 离技术可以用于去除废水 中的有害物质，如重金属 离子、油类物质等。
回收有价值资源
通过传质分离过程，可以 回收废水中的有价值资源， 如氮、磷等营养元素，实 现资源的循环利用。
提高水质
对于需要处理后直接排放 或回用的废水，传质分离 技术可以降低废水中的污 染物浓度，提高水质。
气固、液固传质分离过程
• 气固传质分离过程 • 液固传质分离过程 • 传质分离过程的应用 • 传质分离过程的挑战与解决方案 • 传质分离过程的发展趋势
01
气固传质分离过程
吸附分离
总结词
利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差异实现分离 。
详细描述
吸附分离是利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差 异实现分离的过程。在吸附过程中，吸附剂对不同组分的吸 附能力不同，从而实现选择性吸附。常用的吸附剂包括活性 炭、分子筛、硅胶等。
详细描述
静电分离是利用高压电场使气体电离，气体中的固体颗粒物在电场力作用下被分 离出来的过程。静电分离具有分离效率高、处理量大等优点，但设备投资和维护 成本较高。
02
液固传质分离过程
沉降分离
总结词
利用颗粒在液体中的重力作用进行分离。
详细描述
沉降分离是利用颗粒在液体中的重力作用进行分离的方法。颗粒在液体中受到重力作用而逐渐下沉， 最终实现固液分离。根据颗粒的密度和粒径差异，可以采用不同的沉降方式，如自然沉降和离心沉降 。
过滤分离
总结词
通过多孔介质拦截颗粒实现分离。
详细描述
过滤分离是利用多孔介质拦截颗粒实现分离的方法。多孔介质可以是滤布、滤纸、砂滤器等。当含有颗粒的液体 通过多孔介质时，颗粒被拦截下来，从而实现固液分离。过滤分离广泛应用于工业废水处理、饮用水处理等领域。
T-PE002303C 气液分离器计算及选型导则
ρL − ρv ρv
（2.3.3.1）
式中： uc——临界速度，m/s；
ρL——操作条件下的液体密度，kg/m3； ρv——操作条件下的气体密度，kg/m3。 2.3.3.2 安全系数 对于允许有一定液沫夹带的容器，如油气分离器、燃料气分液罐、紧急放空罐等， 容器中不装破沫网时，气体速度最高可取临界速度的 170 ％。对液沫夹带严格限制的容 器，如压缩机入口分液罐等，不装破沫网时，气体速度可取 80 ％临界速度；装破沫网 时，可取 100 ％～150 ％临界速度。有时为安全起见如重整气液分离罐带破沫网气速取 80 ％临界速度，总之应从安全、投资、占地及工程经验综合考虑。 2.3.3.3 气相空间
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T-PE002303C-2005
导则
图 2.3.5
图 2.3.5 典型的带分水包的回流罐结构图
图中：N 代表物料管口，P 代表压力计口，L 代表液位计口。
2.3.6 卧式气液分离器分水包确定原则
分水包的直径 d 按重相液体（一般为水）的速度取 0.0025 m/s 来决定，见式（2.3.6）。
导则
1 总则
1.1 目的 为规范炼油或石油化工装置靠重力气液分离器设备的工艺设计，特编制本导则。
1.2 范围 1.2.1 本导则规定了工艺装置气液分离器的选型，工艺计算方法和主要结构尺寸设计 的要求。 1.2.2 本导则适用于常规气－液分离，系指带有或不带有破沫网装置的卧式或立式分 离器中气体夹带的一定大小的液滴在容器的气体空间靠重力自然沉降的分离。
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T-PE002303C-2005
导则
卧式容器的气体空间截面积是指高液面以上与液面垂直的弓形截面积，可由图
2.3.3.3 查出，立式容器的气体空间截面积指水平截面积。计算方法按式（2.3.3.3-1）、
气液分离器的设计和选择概要
含液滴的气相流量液相密度 , ・仇“ “ 。
, 肠。
二。
, 。
, 七气相密度。
瓜二进出口接管间距预先假定值、。
气相粘度液滴直径。
声。
・先由式灿计算二向的有关数据〔权 ,夕 , 九 , 。
一日。
一‘ 一“ 〕器内液体体积, ‘ 了一根据上面数据如按美国计的卧式重力沉降器 , , 印法设 , 石‘ “ 夕二丫‘ 一“ 夕司内径为 , 长度因为液体体积是 , 乙一 , 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效率条件下可节约钢材减少投资 , 护根据式 , , , 口一‘ 一。
, 一。
・ , 先。
假定进出管不插入器内即 , 还需下列假定条件入。
口管角度夕。
由式 , , 总分离时间一几。
, ,。
〕夕一一 , 入口管径入口气速‘ 由式。
, 计算相应的石。
, “ 夕一夕。
夕一。
石 , 二。
一。
计算的口接管向器 , 。
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沪和的调整出。
值根据计算结果 , 可进行合理内插入 , 乌一。
则分离时间减至一丫各有关的物理参数数群。
可按公式计算二于原假定的二两。
, 值是 , , 计算值二二是。
一一 , , 一一 , 小于假定值说明假定是可行的户娜月内口户孟 , 名设计结果内一户 , 。
①分离器内径岛②分离器全长。
一・・“ 一 , 。
一“ 一材, ‘ ③入口管插入深度石④长径比石 , 。
,。
一。
一矛一忍, ‘, 一 , , , 几一见图一一 , , 不难看出用本法介绍的设计方法同样分离效果的卧式分离器气流面积。
其外形尺寸比传统。
, 二〔手一二。
的”石・工一法要小。
如果再适当提高夕和但同时还要注 , 一‘ 。
值 , 还能减少设备的体积、意考虑经济合理的石。
, 几值车间布置要求。
一以及某些特殊需要等因素峨下面的计算忽略碟形封头假定合理的 , 几 , 一 , , 三、雾沫分离器的选择汽相体积一一液体体积一折板除沫器一、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型式格板式除沫器在每个格板上有 , 排 , 较多的场合宜选用人形板型式对污垢物系 , , 与气流方向呈开发的一种型式。
矿石选矿过程中的气固分离技术与装备
矿石选矿过程中的气固分离技术与装备1. 背景矿石选矿是矿产资源开发利用的重要环节，其目的是将矿石中有价值的矿物组分从脉石矿物中分离出来，以达到富集和提纯的目的气固分离技术是选矿过程中不可或缺的关键技术之一，主要应用于矿石的粉碎、分级、浮选等作业本文将详细介绍矿石选矿过程中的气固分离技术与装备2. 气固分离技术概述气固分离技术是指利用气流作为工作介质，将固体颗粒与气体分离的一种技术在选矿过程中，气固分离技术主要应用于粉碎、分级、浮选等作业，其基本原理是利用固体颗粒和气体在气流中的沉降速度不同，实现固气分离根据气固分离过程中固体颗粒的沉降特性，可以将气固分离技术分为以下几种类型：（1）沉降分离：利用固体颗粒在气流中的沉降速度不同，将颗粒根据其大小、形状、密度等特性进行分离沉降分离设备有沉降仓、沉降箱等（2）离心分离：利用离心力将气体和固体颗粒分离离心分离设备有离心机、旋流器等（3）过滤分离：利用过滤介质对气体中的固体颗粒进行拦截，实现固气分离过滤分离设备有袋式过滤器、板式过滤器等（4）吸附分离：利用吸附剂对气体中的固体颗粒进行吸附，实现固气分离吸附分离设备有吸附塔、活性炭吸附器等3. 气固分离技术与装备在选矿中的应用3.1 粉碎作业粉碎作业是选矿过程中的重要环节，可以提高矿石的解离程度，为后续的分级、浮选等作业创造条件在粉碎作业中，气固分离技术主要应用于物料的干燥、冷却、除尘等方面常用的气固分离装备有旋风除尘器、布袋除尘器等3.2 分级作业分级作业是利用固体颗粒在气流中的沉降速度不同，将颗粒根据其大小进行分离，以实现矿物的初步富集在分级作业中，气固分离技术主要应用于水力分级、空气分级等方面常用的气固分离装备有水力分级机、空气分级机等3.3 浮选作业浮选作业是利用气泡作为载体，将矿物颗粒与气泡粘附，实现矿物的富集和分离在浮选作业中，气固分离技术主要应用于气泡的产生、矿浆的循环、泡沫的分离等方面常用的气固分离装备有浮选机、泡沫分离器等4. 结论矿石选矿过程中的气固分离技术与装备在粉碎、分级、浮选等作业中发挥着重要作用通过气固分离技术，可以实现矿石的干燥、冷却、除尘、分级、富集等目的，为我国矿产资源开发利用提供技术支持随着科技的不断发展，气固分离技术与装备在选矿领域的应用将更加广泛，对提高矿产资源开发利用效率具有重要意义1. 背景矿石选矿是矿产资源开发利用的重要环节，其目的是将矿石中有价值的矿物组分从脉石矿物中分离出来，以达到富集和提纯的目的气固分离技术是选矿过程中不可或缺的关键技术之一，主要应用于矿石的粉碎、分级、浮选等作业本文将详细介绍矿石选矿过程中的气固分离技术与装备2. 气固分离技术概述气固分离技术是指利用气流作为工作介质，将固体颗粒与气体分离的一种技术在选矿过程中，气固分离技术主要应用于粉碎、分级、浮选等作业，其基本原理是利用固体颗粒和气体在气流中的沉降速度不同，实现固气分离根据气固分离过程中固体颗粒的沉降特性，可以将气固分离技术分为以下几种类型：（1）沉降分离：利用固体颗粒在气流中的沉降速度不同，将颗粒根据其大小、形状、密度等特性进行分离沉降分离设备有沉降仓、沉降箱等（2）离心分离：利用离心力将气体和固体颗粒分离离心分离设备有离心机、旋流器等（3）过滤分离：利用过滤介质对气体中的固体颗粒进行拦截，实现固气分离过滤分离设备有袋式过滤器、板式过滤器等（4）吸附分离：利用吸附剂对气体中的固体颗粒进行吸附，实现固气分离吸附分离设备有吸附塔、活性炭吸附器等3. 气固分离技术与装备在选矿中的应用3.1 粉碎作业粉碎作业是选矿过程中的重要环节，可以提高矿石的解离程度，为后续的分级、浮选等作业创造条件在粉碎作业中，气固分离技术主要应用于物料的干燥、冷却、除尘等方面常用的气固分离装备有旋风除尘器、布袋除尘器等3.2 分级作业分级作业是利用固体颗粒在气流中的沉降速度不同，将颗粒根据其大小进行分离，以实现矿物的初步富集在分级作业中，气固分离技术主要应用于水力分级、空气分级等方面常用的气固分离装备有水力分级机、空气分级机等3.3 浮选作业浮选作业是利用气泡作为载体，将矿物颗粒与气泡粘附，实现矿物的富集和分离在浮选作业中，气固分离技术主要应用于气泡的产生、矿浆的循环、泡沫的分离等方面常用的气固分离装备有浮选机、泡沫分离器等3.4 磁选作业磁选作业是利用磁性差异实现矿物的分离在磁选作业中，气固分离技术主要应用于磁性矿物的回收和非磁性矿物的分离常用的气固分离装备有磁选机、磁分离器等3.5 浓缩作业浓缩作业是利用重力沉降原理，将矿浆中的固体颗粒与液体分离，以实现矿物的富集和脱水在浓缩作业中，气固分离技术主要应用于矿浆的浓缩和脱水常用的气固分离装备有浓缩机、真空皮带脱水机等4. 结论矿石选矿过程中的气固分离技术与装备在粉碎、分级、浮选、磁选、浓缩等作业中发挥着重要作用通过气固分离技术，可以实现矿石的干燥、冷却、除尘、分级、富集、磁选、浓缩等目的，为我国矿产资源开发利用提供技术支持随着科技的不断发展，气固分离技术与装备在选矿领域的应用将更加广泛，对提高矿产资源开发利用效率具有重要意义粉碎作业在矿石粉碎过程中，气固分离技术主要应用于物料的干燥、冷却和除尘这些应用场合可以提高粉碎效率，降低能耗，并获得更好的产品质量1.干燥：通过气固分离技术，利用热空气将粉碎后的矿石颗粒进行干燥，以便进行后续的加工处理2.冷却：在粉碎过程中，矿石可能会因为摩擦产生热量，通过气固分离技术，利用冷却空气降低矿石颗粒的温度，防止矿石烧结3.除尘：粉碎过程中会产生大量粉尘，通过气固分离技术，如旋风除尘器和布袋除尘器，可以有效去除粉尘，保护环境分级作业在矿石分级过程中，气固分离技术主要应用于水力分级和空气分级，以实现矿物的初步富集1.水力分级：利用水力分级机，根据矿石颗粒的沉降速度将矿石进行分级，以获得不同粒度的产品2.空气分级：通过空气分级机，利用气流中矿石颗粒的沉降速度差异进行分级，以实现矿物的富集在矿石浮选过程中，气固分离技术主要应用于气泡的产生、矿浆的循环和泡沫的分离1.气泡的产生：通过浮选机，产生适量和适宜大小的气泡，以便矿石颗粒能够附着在气泡上2.矿浆的循环：利用气固分离技术，将浮选后的矿浆进行循环，以提高浮选效率3.泡沫的分离：通过泡沫分离器，将附着有矿物颗粒的泡沫与未附着矿物的泡沫进行分离，以获得纯净的矿物产品磁选作业在矿石磁选过程中，气固分离技术主要应用于磁性矿物的回收和非磁性矿物的分离1.磁性矿物的回收：利用磁选机，根据矿石颗粒的磁性差异进行回收，以实现矿物的分离2.非磁性矿物的分离：通过磁分离器，将非磁性矿物与磁性矿物进行分离，以获得纯度更高的磁性矿物产品浓缩作业在矿石浓缩过程中，气固分离技术主要应用于矿浆的浓缩和脱水1.矿浆的浓缩：利用浓缩机，通过重力沉降原理，将矿浆中的固体颗粒与液体分离，以实现矿物的富集2.脱水：通过真空皮带脱水机等设备，进一步去除矿浆中的水分，以获得干燥的矿物产品注意事项1.设备选择：根据不同的应用场合，选择合适的气固分离技术和装备，确保选型的准确性和适用性2.操作管理：加强对气固分离设备的操作和管理工作，确保设备的正常运行和长期稳定性3.维护保养：定期进行设备的维护和保养，特别是滤袋、离心机等易损件的检查和更换，以延长设备的使用寿命4.环境保护：在气固分离过程中，要注意粉尘和废气的处理，防止对环境造成污染5.安全防护：在操作气固分离设备时，要严格遵守安全规程，加强员工的安全教育和培训6.技术创新：随着科技的发展，要不断引进和研发新的气固分离技术和装备，以提高选矿效率和降低成本通过合理应用气固分离技术与装备，并注意上述各项事项，可以有效提高矿石选矿的效率和产品质量，为矿产资源开发利用提供有力支持。
储液器和气液分离器选型
储液器和气液分离器的选型
1、储液器的选型
高压储液器的容量是按整个制冷系统每小时制冷剂循环量的1/3-1/2来选取的，而且储存制冷剂的最大量不超过本身容积的80％，选择高压储液器容积可按下式计算：
V=(1/2~1/3)qmv3’/0.7~0.8
式中：V-------储液器的容积（m3)
qm-----系统中制冷剂的循环流量kg/h
v3’---冷凝温度下液体制冷剂的比体积 m3/kg
2、气液分离器的选型
气液分离器的选型时一般考虑能容纳50％机组的充灌量。
气液分离器筒径计算公式：D=（4qv,th/πω）1/2
式中：D----------筒体直径(m)
qv,th------压缩机理论输气量 m3/s
Ω------气液分离器内气体流速，一般取0.5m/s。
筒体高度：H=(3~4)D
另说明风冷热泵机组用干式蒸发器也要配气液分离器。
色谱固定相及其分离条件的选择
气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则 ①分离非极性组分时，通ห้องสมุดไป่ตู้选用非极性固定相。各组分按 沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。
②分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性 大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。
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③分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般 选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易 被极化的）组分后出峰。
分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活性吸 附中心点。 白色担体：
煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗粒疏松， 孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著 减小，适宜分离极性组分的试样。
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表 气液色谱担体
种类 红色
硅 硅藻土 藻 担体 土 类
担体名称
201 红色担体 301 釉化红色担体
柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。
组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。
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程序升温
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二、载气种类和流速的选择
classification of carrier gas and choice of flow rate
1. 载气种类的选择
载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检 测器要求及载气性质。 载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。载 气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩尔质量 的载气（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。 热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检测 灵敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。 在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来 源是否广泛等因素。
气相固定相的分类及选择方法
• 1、硅胶
一般用来分离组分：C2-C4烃类及某些含硫气体如 H2S、CO、N2O、NO、NO2、SO2等，（与活性氧化铝 大致相同的分离性能）。硅胶对CO2有强的吸附力，可以 把永久性气体中的H2,O2,N2,CO,CH4和CO2分离开。
• 2、碳素
• 活性炭：分析永久性气体和低沸点烃类（C1-C4烃类）。 • 石墨化碳黑：特别适用于分离空间和结构异构体，也可用于分析硫化
• 4、利用特殊选择性固定液 • 在分离芳香族化合物的二元取代苯异构体时，由 于沸点很相似，常常要选用像液晶这样特殊选择性固定液。 但各类液晶固定液液不同，因此可以用不同类型或不同端 基的液晶进行一些实测性实验，找到跟便宜的固定液。
• 5、利用混合固定液
四、气固色谱固定相的选择
• 气固色谱吸附剂的选择原则
氢、二氧化硫、低级醇类、短链脂肪酸、酚、胶类。
• 碳分子筛：可用于分析H2、O2、N2、CO、CO2、 CH4、C2H2、C2H4、C2H6、以及C3的烃类和SO2等低 碳烃类、惰性气体、亦用于空气中氧、氮的分离和石油裂 解气轻组分的分离，乙烯中微量杂质（如乙炔）的分析， 低碳烃中微量水气体的分析；氮肥厂的半水煤气分析；金 属热处理气氛的分析；低碳烃中水分的分析等
三、固定液的选择
• 1.总原则：“相似相溶”
• （1）分离非极性组分时 • 通常选择非极性固定相。各组分按沸点顺序出 峰，低沸点组分先出峰。 • （2）分离极性组分时 • 一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序 流出色谱柱，极性小的先出峰。
（3）分离非极性和极性的混合物 一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰， 极性的（或易被极化的）组分后出峰。 （4）分离醇，胺，水等强极性和能形成氢键的化合物 • 通常选择极性或氢键性的固定液。 （5）按官能团相似性选择 • 对醇类化合物聚乙二醇类固定液，对酯类化合物 则选用癸二酸二乙辛酯等类固定液，对醚类化合物可选用 庚二醇单异壬基苯醚为固定液。
钻井液液气分离器选型介绍
钻井液液气分离器选型介绍
钻井液液气分离器选型是根据液气分离器的泥浆处理量和钻机型号而定。
钻井液液气分离器在钻井过程中对含气泥浆进行有效气液分离的主要专用设备，其常常和电子点火装置一同并用。
钻井液液气分离器型号和技术参数：
钻井液液气分离器选型主要是根据液气分离器技术参数里的泥浆处理量而定。
当处理泥浆量在180方/小时-240方/小时情况下，钻机型号为ZJ20或ZJ30,液气分离器选型为BWZYQ800;当处理泥浆量在260-320方/小时情况下，钻机型号为ZJ40-ZJ50,液气分离器选型为BWZYQ1000；当处理量在300-360方/小时情况下，钻机型号为ZJ70-ZJ90，液气分离器选型为BWZYQ1200.
钻井液液气分离器主要是一种泥浆气体分离器。
我们不光要注意钻井液液气分离器选型、使用，还要注意液气分离器在日常工作中的维护和保养。
当液气分离器不用时，应将设备内的钻井液彻底清理干净，严禁将泥浆存留在液气分离器内部，会导致泥浆干固，设备无法正常运转。
气固色谱固定相及选择
老化温度℃ 250 200 270 250 200 400 400
示例1：溶液中甲醇和水含量的测定
取样地点、甲醇和水的含量： 1、MN再生塔（AP-42A～D09）底部液体，
(H20>40%MeOH>50%)，4个取样点 2、DMO硝化还原反应器底部液体（AP-42A～
D15/14/11)，(H20>40%MeOH>50%)，12个取点。 3、碱处理罐液体（H2O～68.46%,MeOH～
示例1：溶液中甲醇和水含量的测定
四、注意事项
1、采用外标法，进样量和色谱工作条件 要与制作校准曲线相同。
2、采用内标法，先进标样分析两次，然 后再分析试样；标样和试样的加入量要 相等；称量时要精确到0.0001g。
示例2：不同固定相色谱图-煤炭合成原料气
思考题：1、色谱柱温度是100℃，如果要提高N2和CO的分离效 果，应提高还是降低色谱柱的温度？
复习思考题
四、气固色谱固定相分离原理 参考答案：由于固体吸附剂表面对样品中各组分的吸附能力不同，当样品随载气 不断通过色谱柱时，产生反复多次的吸附和解析过程（可逆），各组分被吸附剂 吸附的难易程度不同，易吸附的组分后从色谱柱流出，不易吸附的组分先从色谱 柱流出，从而实现分离。 五、写出常见高分子多孔小球型号和极性 参考答案：国产型号： 1、非极性：GDX-101、GDX-102、GDX-103、GDX-104、GDX-105,GDX-201 。 2、弱极性：GDX-301； 3、中等极性：GDX-501。 美国的型号 ParapakQ，Parapak N，Parapak T，chromosorb等，中等极性。 六、写出常用分子筛的型号 参考答案：4A，5A，13X
八、老化方法：使用前在550～600℃或者减压条件 下350℃活化2H，降温后贮存在干燥器内。
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① 重力沉降 ② 折流分离 ③ 离心力分离 ④ 丝网分离 ⑤ 超滤分离 ⑥ 填料分离等。 无锡汉英公司综合了几种分离原理后，设计的气液分离器有以下三大类。
无锡汉英机器制造有限公司产品介绍
4．1 离心分离原理为主的 QF 型气液分离器 通过五级分离—折流、离心、重力、变向、凝聚
布朗运动的扩散沉积和静电吸引。夹带在气相中的细 小液体雾滴，经过丝网时，雾滴碰到丝网被粘附下来， 经过反复多次吸附雾滴，极小的雾滴附聚、聚结成为 大的液滴，液滴在重力的作用下，沿着编织的丝与丝 的交叉点向下运动，同时继续吸附气体中夹带的雾 滴，长大的雾滴流到丝网的底部，当液滴自身的重力 超过气速和液体表面的张力的合力时，液滴就跌落下 来，达到净化的作用。
丝网分离的优缺点： 优点：1）除雾沫、蒸气、油气效率高；2）结构简单。 缺点：1）体积较大；2）丝网需定期清洗和更换；3）气体中固体颗粒多时, 丝网易堵塞。
4．3 折流分离原理为主的 QF-Y 型气液分离器 折流分离原理： 由于气体与液体的密度不同，液体与气体
混合一起流动时，如果遇到阻挡，气体会折流 而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速 度，向前的液体附着在阻挡壁面上由于重力的 作用向下汇集到一起，通过排放管排出。夹带 在气相中的细小液体雾滴，经过叶片时，被快 速、连续改变运动方向，雾滴被粘附下来，经 过反复多次吸附雾滴，极小的雾滴附聚、聚结成为大的液滴，液滴在重力的作用
1、气液分离器应用范围: • 可安装在气体压缩机的出入口，分离或回收压缩气体中 的冷凝水 • 可安装在蒸汽管线中，分离冷凝水 • 可安装在气液混合部位的进/出口，分离出液体 • 可安装在真空泵前，分离排放真空系统中的冷凝水 • 可安装在分馏塔顶冷凝冷却器后作气相除雾 • 可安装在各种气体水洗塔，吸收塔及解析塔的气相除雾 • 可安装在水冷却塔后的冷凝水分离 • 可安装在地热蒸汽分离器 • 可安装在气体排放管路中，分离出有害液体和尘埃后达 标排放 • 气液分离器也可应用于气体除尘，油水分离及液体脱除 杂质等多种工业场合
比较指标名称 工作压力 分离液滴大小
QF 型
常用于压力状态；也 可用于常压下。 ≥10μm 的 99%， ＜10μm 的 50%
QF-W 型
常用于常压状态；有 压力时也可用。 ≥5μm 的 99%， ＜5μm 的 70%
QF-Y 型
常用于常压状态或 压力状态。 ≥5μm 的 10
下，沿着叶片向下运动，同时继续吸附气体中夹带的雾滴，长大的雾滴流到叶片
的底部，当液滴自身的重力超过气速和液体表面的张力的合力时，液滴就跌落下
来。 折流分离的优缺点：
优点：1）分离效率高；2）适应范围广（负荷大、）；3）工作稳定。 缺点：1）制造精度高；2）投资大。
5、气液分离器的选用
2、气液分离器的结构 其结构一般就是一个圆形的压力容器，内部有相关进气构件、液滴捕集构件
等，如丝网除沫，旋流挡板或折流挡板之类的内部构件。一般气体由左边进右边 或上部出口，液相由下部收集。
3、气液分离器的技术指标 ①分离精度：20～0.01 微米 ②分离效率：90～100% ③初始压降： 1～30Kpa ④工作压力：0.01～45.0MPa ⑤工作温度：-100～300℃
离心分离的优缺点： 优点：1）分离效率高；2）体积减小很多，可以 用在（高）压力容器内；3）工作稳定；4）免维护。 缺点：需利用流体动力学模型(CFD)进行模拟计算，超过或低于规定流速后， 分离效率急剧下降。流量和压力等参数要准确、稳定。
4．2 丝网分离原理为主的 QF-W 型气液分离器 丝网分离原理：重力沉降、惯性碰撞、离心分离、
气体含液固量 多
少
多
气体粘性
中
小
大
体积
小
大
中
维护成本
低
高
中
设备价格
低
中
高
6、各种气液分离器的选配件
z 手动排水阀 z 电子或机械式自动排水器 z 液位计或液位传感器 z 压差计或差压传感器 z 各种牌号的不锈钢材料等 欲知详情，0510-83108388 请看详细的无锡汉英公司产品介绍：
¾ QF 型气液分离器 ¾ QF-W 型气液分离器 ¾ QF-Y 型气液分离器
无锡汉英机器制造有限公司产品介绍
气液分离器的技术选型
气液分离器又俗称油水分离器，是从气体中分离出雾滴或液滴的设备，在分 离液滴的同时也能从气体中分离出固体的颗粒，使经过分离后的气体成为无水、 无尘的气体，起到净化气体的作用，也能回收液体，起到产品回收的作用。
气液分离器有多种，无锡汉英公司有不同的气液分离器来适应各种不同的气 体工况。把你的工况告知我们，我们会为你推荐符合你需要的最佳方案！
等原理，除去压缩空气（气体）中的液态水份，达到 净化的作用，是一款高效的气液分离器。
离心分离原理：由于气体与液体的密度不同，液 体与气体混合一起旋风流动时，液体收到的离心力大 于气体，所以液体有离心分离的倾向，液体附着在分 离壁面上由于重力的作用向下汇集到一起，通过排放 管排出。换句话说，流体在作旋转时，气相中细微的 液滴被进口高速气流甩到器壁上，碰撞后失去动能而 与转向气体分离。
从气液分离器的要求来看，就要求其能将气体与液体尽可能分离，经过气液 分离器之后，液体就是液体，不含有气体，而气体就是气体，不含有液体。当然 一个分离器实际上其分离效率不可能 100%，因种种原因实际的情况是根据不同 分离要求来选择气液分离器。 1、分离要求一般的，首选无锡汉英公司 QF 型离心式的气液分离器。 2、分离要求高的，气体中固体颗粒少的可选无锡汉英公司 QF-W 型丝网分离的 气液分离器。 3、要求高的，气体中固体颗粒多的可选无锡汉英公司 QF-Y 型折流分离的气液 分离器。 4、分离要求很高的，可选择无锡汉英公司的 LJN 型有三级分离的高效除油器。 5、分离要求很高的，也可在气液分离器后加装无锡汉英公司的 LN 型精密过滤器。 各种气液分离器的比较