旋流板式气液分离器的放大规律解读
旋流式液气分离器的设计
毕业论文(设计)题目名称：旋流式液气分离器的设计题目类型：毕业设计学生姓名：狄磊院(系)：机械工程学院专业班级：装备10901班指导教师：张琴辅导教师：时间：至目录毕业论文（设计）任务书 (Ⅰ)开题报告 (Ⅱ)指导教师审查意见 (Ⅲ)评阅教师评语 (Ⅳ)答辩会议记录 (Ⅴ)中文摘要 (Ⅵ)外文摘要 (Ⅶ)1 绪论 (7)选择旋流式液气分离器的意义 (7)国内外现状和进展趋势 (7)国外现状和进展趋势 (7)国内现状和进展趋势 (9)2 方案论证 (9)旋流式液气分离方案的可行性 (9)旋流式分离器的结构及工作原理 (10)3 分离器的整体设计 (11)旋流器的直径和长度的计算 (11)分离器结构设计 (13)分离器整体结构设计 (13)脱气结构 (15)钻井液入口的尺寸 (15)旋流器的结构设计 (15)外筒体的设计 (17)接口管设计 (18)外部结构 (21)4、要紧零部件的设计及校核计算 (22)筒体和封头的壁厚计算 (22)外容器筒体、封头壁厚计算 (22)旋流器筒体封头壁厚计算 (24)人孔 (25)人孔选择 (25)人孔补强 (26)支座 (26)分离器的总质量 (26)支座的选用及安装要求 (28)5 分离器的安装 (28)焊接 (28)安装顺序 (29)6 壳体的有限元分析 (32)7 总结 (35)参考文献 (37)致谢 (39)附录一 (40)附录二 (43)旋流式液气分离器的设计学生：狄磊，长江大学机械工程学院指导教师：张琴，长江大学机械工程学院【摘要】旋流分离器，是一种利用离心沉降原理将非均相混合物中具有不同密度的相分离的机械分离设备。
在具有密度差的混合物以必然的方式及速度从入口进入旋流分离器后，在离心力场的作用下，密度大的相被甩向周围，并顺着壁面向下运动，作为底流排出；密度小的相向中间迁移，并向上运动，最后作为溢流排出。
如此就达到了分离的目的。
旋流分离技术可用于液液分离、气液分离、固液分离、气固分离等。
导叶式气液旋流分离器试验研究
文章编号: 1005)0329(2006)03)0007)03导叶式气液旋流分离器试验研究王振波,金有海(中国石油大学(华东),山东东营 257061)摘 要: 根据气井井下工况特点设计了一种直径为50mm 的新型导叶式气液旋流分离器,并进行了模拟分离试验。
试验中重点分析了导叶式气液旋流分离器的叶道出口角度、锥体角度、叶道出口速度以及入口含液浓度对其分离性能的影响规律。
关键词: 导叶式;旋流分离器;气液分离;试验研究中图分类号: TQ051.8 文献标识码: AResearch on Vane -Guided Cyclone for Gas -Liquid SeparationWANG Zhen -bo ,JIN You -hai(China Uni versity of Petroleum,Dongying 257061,China)Abstract: New Vane -guided type of 50mm cyclone for downhole gas -liquid separation system was designed,and stimulant experiment was carried through.The effects that of the outlet angle of guide vane and angle of cone,as well as outlet velocity of guide vanes and liq -uid concentration of inlet fluid on the separator performance were tested and analyzed,some conclusions were obtained.Key words: vane -guided cyclone;gas -liquid separation;experiment收稿日期: 2005)09)16 修稿日期: 2005)10)201 引言目前我国部分气田已进入中、高含水期开采阶段,气井积液现象频繁发生。
旋流式汽水分离器
旋流式汽水分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。
其工作原理及工作过程是：较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入简体而产生旋转运动，在离心力的作用下，将水滴抛向筒壁，使汽水初步分离。
分离出来的水通过筒底四周导叶，流人汽包水容积中。
饱和蒸汽在筒体内向上流动，进入顶帽的波形板间隙中曲折流动，在离心力和惯性力的作用下，小水滴被抛到波形板上，在附着力作用下形成水膜下流，经简壁流入汽包水容积，使汽水进—步分离，而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。
电站锅炉随参数容量的不同，其汽包内部装置也不完全—样，现以高压和超高压锅炉的汽包为例，介绍其内部装置、它们的布置及主要作用。
沿汽包长度在两侧装设若干旋流分离器，每个旋流分离器筒体顶部配置有百页窗(波形板)分离器，它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进行汽和水的初步分离。
在汽包内的中上部，水平装没蒸汽清洗孔板，其上有清洁给水层，当蒸汽穿过水层时，便将溶于蒸汽或携带的部分盐分转溶于水中，以降低蒸汽的含盐。
靠近汽包的顶部设有多孔板，均匀汽包内上升蒸汽流，并将蒸汽中的水分进一步分离出来。
汽包中心线以下150mm左右设有事故放水管口；正常水位线下约200mm处设有连续排污管口，再下面布置加药管。
下降管入口处还装设了十字挡板．以防止下降管口产生漩涡斗造成下降管带汽。
旋流式汽水分离器结构示意图：。
分析天然气净化用旋风分离器气液分离性能
分析天然气净化用旋风分离器气液分离性能摘要：为了对天然气净化用旋风分离器气液分离性能进行有效评价，应用两种方法进行了实验。
本文针对天然气净化用旋风分离器气液分离性能做出了进一步探究，对实验、实验结果进行了详细分析。
关键词：天然气净化；旋风分离器；气液分离性能天然气气质对压缩机组以及阀门等设备的有序运行非常关键，一些长输管线的上游气田特性为凝析气田等，凝析气为多元组分当中的一种气体混合物，以饱和烃组为组。
如果天然气当中，含有的重组分进入到了管道，会因为温度以及压力产生的变化，出现凝析以及反凝析的情况。
因为管道当中的内气速比较高，通常气体当中的析出来的液体，在管道当中很难构成相对稳定的连续液相，会引用微笑液滴的方式，在气相中夹带。
如果天然气当中，产生了凝析水以及凝析油，液滴以及天然气当中的氯离子以及湿气当中存在的二氧化碳等会结合在一起，这样压缩机叶片便会发生腐蚀，对其使用寿命产生影响，并影响使用安全。
此外，如果天然气当中，存在轻烃以及水滴，会使压缩机将干气密封发生失效，从而导致成燃气系统调压器发生堵塞。
1、实验1.1材料实验介质为空气，温度为室内温度，压力为大气压。
为了对天然气中存在的游离水以及轻烃进行模拟，实验应用的液体为DOS。
1.2实验装置以及分析仪器实验装置示意图，如图一所示。
雾化部分流程图，如图二所示。
图一：实验装置示意图图二：雾化部分流程图实验当中，测量的主要参数包括旋风分离器当中的入口气速、粒径分布以及进出口液滴的浓度。
旋风分离器当中入口气速，应用皮托管进行测量，进口液滴浓度，可借助液滴雾化系统进行确定，但是难以测量进口液滴的粒径分布。
由于从雾化贫嘴出口一直到旋风分离器当中的入口，存在一定的距离，所以从雾化喷嘴当中出来的液滴粒径分布不同于旋风分离器入口[1]。
旋风分离器出口液滴浓度，有两种不同的测量工作，相互印证，这样可使测量精度提升。
依照等动采样原理，可采样旋风分离器出口气体。
其一，借助高精度玻璃纤维滤膜；其二，利用光学粒子计数器Welas2000。
气液两相流的分离
气液两相流的分离方法综述摘要：本文从气液两相流分离方法出发，分析了6种最常见的气液分离方法。
研究了各种气液两相流分离方法的原理，介绍了各方法的优缺点及利用这些方法制造出的气液分离器的结构，并介绍了各种分离方法适用的领域，并针对部分方法提出了可能的改进方法。
关键字：气液两相流分离机理气液分离器引言气液两相流的分离主要在气液分离器中进行，而气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法主要有6种，分别是：1、重力沉降；2、折流分离；3、离心分离；4、丝网分离；5、超滤分离；6、填料分离等。
但综合起来分离原理只有两种：一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法1、2、3、6）。
气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小。
二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。
液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同，气体分子距离较远，而液体分子距离要近得多，所以气体粒子比液体粒子小些。
下面就每种方法的原理进行介绍。
1.重力沉降1.1 重力沉降原理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,被分离。
由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇聚在一起通过排放管排出。
1.2 重力沉降式气液分离器图1 立式和卧式重力沉降气液分离器简图重力沉降分离器一般有立式和卧式(图1)两类，它结构简单、制造方便、操作弹性大，但操作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。
1.3 发展现状经过几十年的发展，该项技术已基本成熟。
当前研究的重点是研制高效的内部填料以提高其分离效率。
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。
丙烯腈气液分离器放大规律研究及工业应用
表 １ 设 计 参 数
丙 烯 腈 装 置 规 模 ／ ｋ ａ１ （ｔ・ － ） 设 计 压 力 （ ） ＭＰ 表 ／ ａ ８ ０ ０ ２ ．５
最 高 操 作 压 力 （ ） ＭＰ 表 ／ ａ
设计温度／ ℃
０ ０ ．５
２０ ５
最高工作温度／ ℃ 气量／ｋ （ｇ・ｈ１） － 密 度 ／ｋ （ ｇ・ｍ ） 允 许 压 降 （ ） ＭＰ 表 ／ ａ
夹 带 液滴 量 ／ｋ （ｇ・ｈ１ －） 分 离 效 率
８ ． ３３ ９９７８ １８ ． １３ ． ００２ ． ０
１ ２ ４６ 不 小 于 ９ ５
腈气 液分离 器 大型化 的开 发研 究工 作 。
１ 气 液分 离器 的 结构和 影响 参数 扩能 改造后 的气 液分 离器 设计 参数 见表 １ 。
业 于石 油 大 学 机 械 系 化 机 专 业 。现 在 宁 波 工 程 公 司 设 备 室 从事化工设备设计工作 。
维普资讯
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
崔 金栋等．丙烯腈气 液分 离器 放大规律研究及： 业应 用 】 二
烯 腈装 置用 的气 液 分 离 器 做 过 冷 模试 验 ， 题 组 课
（ 国石 化集 团 宁 波工 程 有 限公 司 ， 江 宁 波 ３ ５ ０ ） 中 浙 １８ １
摘
要 ： 庆 分 公 司 的 丙烯 腈 装 置 扩 能 改 造 （ 产 能 力 由 ５ ｋ／ 安 生 ０ ｔａ扩 至 ８ ｋ／ ） 其 关 键 设 备 试验 ， 摸清 了各参数 间的相互 关 系， 找到 了气液 分 离器的放 大规律 ， 实现 了气液
丙 烯腈 装 置 中 的气 液 分 离 器 （ １ ７ ， 将 Ｖ一２ ） 是 急冷塔 塔顶 出来 的含有 酸性硫 铵溶 液 的气体进 行 分 离 的设 备 。气体 中夹 带 的酸性硫 铵溶 液被 分离 出来 以后 ， 以防止 气 液 分离 器 下 游设 备 的堵 塞 可
旋液分离器
旋液分离器拼音:xuanyefenliqi英文名称：hydrocyclone;hydraulic cyclone说明:又称水力旋风分离器和水力旋流器。
旋流分离器的一种。
用以分离以液体为主的悬浮液或乳浊液的设备。
工作原理与旋风分离器大致相同。
料液由圆筒部分以切线方向进入，作旋转运动而产生离心力，下行至圆锥部分更加剧烈。
料液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向器壁，并沿器壁按螺旋线下流至出口（底流）。
澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由中心的出口溢流而出。
优点是：（1）构造筒单，无活动部分；（2）体积小，占地面积也小；（3）生产能力大；（4）分离的颗粒范围较广。
但分离效率较低。
常采用几级串联的方式或与其他分离设备配合应用，以提高其分离效率。
用于制碱和淀粉等工业。
陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧而成，产品具有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。
耐酸瓷砖、板、管，瓷粉、胶泥及耐酸容器系列之——旋液分离器“陶瓷旋液分离器”——石化企业催化剂装置专用产品。
我厂生产的陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧而成，产品具有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。
是石化企业催化剂厂生产催化剂专用设备。
旋流分离器的工作原理是依靠泵的动力在分离室内造成旋涡速度场，这些速度场符合旋涡理论。
混合液中的固体颗粒进入旋涡场后，随颗粒的粒度不同所受到液流力及浮力作用的不同，使分离室内颗粒处于不同的空间位置，由于分离为一锥形结构，其不同轴向位置的剖面旋转速度不同，从而造成一定粒度或重度的颗粒发生下沉从而达到固液分离的目的。
旋流的设计是根据要分离固体粒度等级和分离效率来确定旋涡强度的大小。
根据旋涡强度的要求，来确定进口流速和进口压力的大小，根据处理量的大小，来确定分离器的大小。
网友你所提出的问题是要将离心泵泵壳某一位置的液流抽出进分离器，问从泵壳何位置抽出好？关键是看你要求的分离物质的粒度及重度的分布情况和分离效率的大小，换句话讲即分离的目标是什么？不管从何位置抽水，都必须要满足分离器的工作条件及进口参数的要求，才能达到分离的效果。
旋流分离理论在气-液分离器设计中的应用
措施 ， 从 而 为 气液 、 气 固分 离器设 计提 供 了 重要 的理 论 基 础 ， 使 二 相 流 分 离 器的 效 率 得 到 提 高 。 关键词 ： 旋 流 分 离原 理 ； 性能； 结 构 设 计
（ ３ ） 操作 弹性 较 大 ， 性 能 稳定 ， 不受温度、 浓 度 的 限制 。
在这三种情况下流体 中运动中才能形成旋流。 １ ． ２ 旋 流分 离原 理
口进入分离器 时 ， 由直线运动转化为圆周运动 ， 旋转 的气流绝大部分沿器壁 自筒体呈螺旋形 向下朝锥体
旋流分离的原理为 ：气流 以一定 的速度 由进气 ２ 影 响气 一液分 离器 性能指标 的因素
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． １ ， ２ ０ １ ３
旋流分 离理 论在气 一液分 离器设计 中的应 用
宋 杰
（ 新航集团设计一所 ， 河南 新乡 ４ ５ ３ ０ ４ ９ ）
称为半 自由旋流区 Ⅱ， 其切 向速度分布规律为 ： ｒ ＝常数 （ ２ ） 其 中， ｎ为速度分布指数（ 一般取 ０ ． ５ ０ ． ９ ｇ ／ ｍ ３ ；
为流速 ， ｍ ／ ｓ 。
径向速度是影 响分离器性 能的重要 因素 。约在 ｒ ｏ 为溢流管半径 ， ｍ 。 旋流器有效高度 中点径向速度 ， 为零的点称为分界 ２ ． ２ 分 离效 率 分析 点， 在分界点上部径 向速度方向指 向筒壁 ， 形成外 向 产 品的分离效率 与介质在旋 流器 内的速度分布 流 ；在分界点 以下速度方 向指向旋流器中心形成 内 及压力分布密切相关 。 旋流。在 内旋流作用下使要分离的介质 由外 向内推 ２ ． ２ ． １ 流场 中气 流 的速度 分 布 阻止分离物的沉降 ， 所 以， 径 向速度越 由于旋流器 内流体 的运动是一种复杂的三元空 至漩 涡中心 ， 分离器的分离能力越差 。 间的螺旋运动 ，其 内部任一点 的速度可分为切向速 大 ，
漩涡式分离器工作原理
漩涡式分离器工作原理简介漩涡式分离器是一种常见的气体液滚涡分离设备，广泛应用于化工、电力、石油等行业中气体与液体的分离过程中。
其基本原理是借助旋涡作用实现气体与液体的分离。
本文将详细介绍漩涡式分离器的工作原理，包括其结构、分离机理与优缺点等内容。
结构漩涡式分离器通常由圆筒形状的分离器壳体、进料管、内壁圆环板、旋涡器和出料管等组成。
分离器壳体为圆筒形状，一端与进料管相连，另一端有出料管。
进料管和出料管之间的空间是用于气体与液体的分离。
内壁圆环板位于分离器壳体中间位置，形成一个环形空腔。
该圆环板横截面为外圆与内圆相交的环形，使进入分离器壳体的气液流体形成一个旋涡。
进料管将气液流体引入分离器壳体，圆环板将流体导向旋涡器，使其形成旋转运动。
旋涡器是分离器的核心部件，通常由一个椭圆形的空心结构组成。
进入旋涡器的旋转气液流体在旋涡器内部形成一个强烈的旋转运动，使气体和液体分离。
在旋涡器的顶端和底部，设有气体出口和液体排出孔，分别用于将分离后的气体和液体从设备中排出。
分离机理漩涡式分离器的工作原理基于离心力和重力的作用，通过旋涡运动将气体和液体分离。
首先，进入分离器的气液流体被圆环板导向，并形成一个旋涡。
这样的旋涡使气液分离器内部形成一个涡流区域。
在这个涡流区域内，气液流体受到离心力的作用，轻质的气体被迫向内侧运动，而重质的液体则被强制向外运动。
气体在涡流区域的中心圆轨迹上集聚，而液体沿着涡流区域的外部圆轨迹排出。
由于离心力的作用，液滴在旋转过程中会扩大，液滴的直径也会增加。
这使得液滴之间的碰撞频率增加，从而促进液滴的融合。
当液滴达到一定大小后，由于重力作用，液体沿着旋涡器的壁面往下流动，最终排出设备。
与此同时，集聚在涡流区域中心的气体，沿着旋转轴线向上运动，通过旋涡器顶部的气体出口排出设备。
通过这种机制，漩涡式分离器可以有效地将气体和液体分离，实现气液两相的快速分离和排出。
优点漩涡式分离器具有以下优点： 1. 结构简单：漩涡式分离器由较少的零部件组成，结构紧凑，易于安装和维护。
气液旋流器的分离性能
收稿日期:2008-12-08基金项目:国家/8630高技术研究发展计划项目(2006AA06Z224)作者简介:金向红(1965-),男(汉族),河南驻马店人,副教授,博士,研究方向为多相流分离技术。
文章编号:1673-5005(2009)05-0124-06气液旋流器的分离性能金向红1,2,金有海1,王建军1,孙治谦1,陈新华1(1.中国石油大学多相流实验室,山东东营257061;2.安徽理工大学化工系,安徽淮南232001)摘要:旋流器内气液两相的分离过程是液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程。
对液滴的聚结、破碎机制进行分析,试验验证液相物性、流场强度对液滴聚结、破碎以及旋流器分离性能的影响。
结果表明:液相黏度对涡流场中液滴的破碎影响很大,黏度增大分离效率上升;湍流强度是导致旋流场液滴破碎的主动力,当流量达到一定值时,高湍流强度导致液滴破碎,分离效率随流量上升开始急剧下降;液滴聚结、破碎过程对分离器压力降影响不大。
关键词:气液旋流分离器;分离效率;液滴;团聚;破碎中图分类号:TQ 05118;TE 969 文献标识码:ASeparation perfor m ance of gas -liqui d cycl one separatorJI N X iang -hong 1,2,JI N You -ha i 1,WANG Jian -j u n 1,S UN Zh-i qian 1,C HEN X i n -hua1(1.Institute of M u ltiphase F low in China Universit y of P etro leu m,D ongy ing 257061,China ;2.D e p ar t m ent of Che m ical Eng i neering ,A nhui U ni ver sity of Science and T echno logy,H uainan 232001,Ch i na)Abstrac t :T he separa ti on o f gas -li qu i d t w o -phase flo w i n t he cyc l one separator is a co m pound process of centr ifuga l sepa ra -ti on ,coa l escence and breakup of drop l e ts .The m echan i s m of drop l e ts coa l escence and breakup w ere discussed .The effects o f liqu i d v iscosity and t urbulence i n tensity on drop lets coa lescence ,breakup and separation perfor m ance we re proved by ex -per i m ents .The experi m enta l results s how t hat the li qu i d v iscosity has much eff ec t on drop l e ts breakup in vortex field ,and the separation effic i ency i ncreases w ith t he li quid v i sco sity i ncreasi ng .T he turbulence i ntensity is the m ai n f o rce w hich breaks up the drop l e ts .W hen the fl ow rate i s up to so m e extent ,the high t urbulence i ntensity breaks up t he droplets ,then t he sepa ra -ti on effic i ency w ill decrease sha rply .W h ile the coa l escence and breakup of droplets has little effect on pressure f a ll i n cy -clone separator .K ey word s :gas -li qui d cyc l one sepa rato r ;separa ti on efficiency ;li qui d drop l ets ;coa lescence ;breakup传统上,旋流器内气液两相的分离过程只是从离心沉降来理解,但研究者在试验研究和工程应用中发现,气液旋流分离器内流场是三维强旋湍流,在流场内分散液滴因气液两相的密度差而受到比较大的离心力,产生离心沉降,同时在湍流场内液滴之间又会产生剧烈的碰撞、团聚、破碎和扩散,两相的分离过程是旋流场中液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程。
气液旋流分离技术的研究
气液旋流分离技术的研究引言：旋流分离是一种高效的多相流体分离技术,它是在离心力的作用下根据两相或多相之间的密度差来实现两相或多相分离的。
人们对旋流器的研究由来以久,自从1886年Marse的第一台旋粉圆锥形旋风分离器问世以来,旋流分离技术已广泛应用于石油、化工、食品、造纸等行业。
随着旋流器应用的日益广泛,国内外众多学者对旋流器的结构、尺寸、流场特性进行了大量的研究,并相继提出了各种分离理论,但多集中于气-固分离的旋风分离器和用于液-固、液-液分离的水力旋流分离器。
许多研究者已相继提出各种各样的分离理论,已经有了比较完善的分离理论、设计方法和应用实践。
由于具有广阔的使用前景和显著的优点,人们对气-液旋流分离技术也开展了大量的实验和理论研究。
但与气-固、液-固分离不同,气-液两相流动过程中颗粒(液滴或气泡)的碰撞、团聚和扩散机理更加复杂,由于不确定的因素较多,计算复杂,同时受气-液两相流发展的限制,使气-液旋流分离的研究远滞后于旋风分离器和水力旋流器。
近年来气-液旋流分离技术已日益成为国内外争相研究的热点技术。
目前,国内外对于气-液旋流分离的研究主要可分为4类,即:气-液旋流分离技术应用的试验研究、旋流分离器内部气-液两相三维强旋湍流流场测定的试验研究、建立能准确反映气-液两相旋流分离机理模型的理论研究以及气-液两相旋流流场计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,简称CFD)模拟。
1气-液旋流分离技术应用试验研究由于受气-液两相流体力学发展的限制,对于气-液旋流分离技术,以前进行的大部分工作都是基于应用和试验研究。
即根据不同的要求开发研制不同结构的气-液旋流分离器,并对其分离特性进行试验测量和性能分析。
其类型主要介绍如下。
1.1管柱式气-液旋流分离器(Gas-Liquid Cylindrical Cyclone简写GLCC)1979年,Davies和Watson研制了管柱式气-液旋流分离器,是由垂直的筒形容器,安装了一个向下倾斜27°的切向进口管,上部出气管,下部排液管。
气液旋流器旋转分离器设计
气液旋流器旋转分离器设计
简介
气液旋流器旋转分离器是一种常用于气体和液体分离的设备。
它基于涡旋流的原理，通过旋转的运动将气体和液体分开。
设计原则
在设计气液旋流器旋转分离器时，需要遵循以下原则：
1. 尺寸适当：旋流器的尺寸应根据处理气液体积和流量进行合理设计，以确保充分分离效果；
2. 旋速控制：旋流器的旋转速度需要精确控制，以保持稳定的旋流效果；
3. 分离筒设计：分离筒是气液分离的关键部分，其设计应考虑液体截留和气体排出的效率；
4. 出口设计：分离器的出口应设计成适当的形状，以避免气体和液体再混合。
设计步骤
设计气液旋流器旋转分离器的步骤如下：
1. 确定处理气液体积和流量，计算旋流器的尺寸；
2. 选择旋转装置，并确定旋转速度的控制方式；
3. 设计分离筒，考虑液体截留和气体排出的效率；
4. 设计出口，确保气体和液体的分离效果；
5. 进行模拟或试验验证设计效果。
设计优化
为了优化气液旋流器旋转分离器的设计，可以采取以下措施：
1. 优化旋流器结构，减小压力损失，并提高分离效率；
2. 控制旋转速度的精确性，以适应不同气液体积和流量的处理需求；
3. 使用高效的分离材料和涂层，提高分离效果；
4. 结合数值模拟和实验验证，不断优化设计参数。
总结
气液旋流器旋转分离器设计是一项重要且复杂的工作。
通过遵循设计原则、依次进行设计步骤，并进行优化，可以实现高效、稳定的气液分离效果。
*以上为简要说明，详细设计内容请参考相关资料和专业知识。
*。
多管旋流板式分离器的结构开发及性能试验研究
新 型 多管旋 流板 式分 离器 的 阻力 系数 为 ５ ５左右 ； 在一定工况下， 气液 分 离效 率 能 够 达 到＞ ９ ９ ， 并 且有
一
定 的操 作 弹性 ， 尤其对 粒 径＞５ ｇ ｍ 液 滴的捕 集能力 强 。
关键 词 ： 旋流板 ； 气液分 离； 多管 中 图分类 号 ： ＴＱ ０ ５ １ ． １ 文献 标 志码 ： Ａ
１ 结 构 设 计
１ ． １ 旋 流单 管设计
气、 液 混合 物穿 过旋 流板 时 ， 在 旋流 叶片产 生 的 离心 力场 的作 用下 ， 被甩 到边壁 ， 液 体在沿 着边 壁往 上走 的过 程 中从 周 围 ４条 侧缝 流 出 ， 起 到 了分离 的 作用 。相 比传 统 的液 流 沿边壁 流到旋 流板 周 围的槽 型空 间 ， 然 后流 经降 液管 的排液 方式 ， 这种 排液 方式
器 的工业 应用 提供 了参 考依 据 。 示， 所 检 焊点上 未发 现虚 焊 和开 裂等 现象 ， 空洞 也较
少， 焊 点 内部铅 元 素均 已扩散 ， 无 明显 锡和 铅粗 大 晶 粒； 焊 接 界面形 成 的 Ｉ ＭＣ连 续 良好 ， 其 厚 度 基 本 分 布在 １ ～３ ｍ， 该 植球 转换 工艺 焊接 情况 良好 。
旋 流板式 分 离 器广 泛 应 用 于 化 工 过 程 的气 、 液 非 均相 分离单 元 ， 通 常作 为单体 分离 器使 用 ， 具有处 理 气量 大和 压降 低等优 点 ； 同时 ， 对 较高 含液 浓度 和
大粒 径 液滴 具 有 一定 的分 离 效 率 ＿ １ ］ 。为 了进 一 步
能够 适应更 大 的处理 量 。 １ ． １ ． １ 旋 流板 的 主要 参 数
提 高对 低浓度 小 粒径 液 滴 的分 离 性 能 ， 根 据 离 心分
液气分离器讲解
在超高压气井钻井时，由于进入井筒的气量、液量差别很大。这就 要求分离器的处理能力应具有比较宽的适应范围，其处理气量、液 量的能力必须能满足压井施工需要，在方案设计时，主要考虑
分离器的任务是处理连续气相和大气泡 提供适当的驻留时间使小气泡聚集在液面下一定深度范围 固相岩屑不能在分离器内沉积 除气柱到达井口之外,分离器均能正常工作
使用井段（m） 控压进尺（m）
4869-5843
974
5102-5190 6102-6780 5952-6213 4313-5323
598 678 261 1010
5249-6280
1031
6297-6551
254
5383-5779
396
钻塞
397
4420-5007
587
4731-4779.24 4630-4730 5892-6215 5741-6365 4967-4993 5408-5935 5353~5567 6441~6980 6208~6367.8 6205~6302
排气管
φ273 φ1200
进液口尺寸:103mm转273mm 排液口尺寸:273mm
5°
6500
排气口尺寸:273mm,安装长度:75米
“U”形管高度:4.855m
12500
额定工作压力:0.862MPa 当泥浆密度1.2克/立方厘米，气体最大处理量：
50万方/天，泥浆处理量：7920方/天
气量增加 (2). 回收管线泥浆中监测到有毒有害气体溢出时 2.使用后,必须打开进液管和回液管排空阀排尽泥浆、再打开盲法兰彻底清
除进液管和回液管中的泥浆和沉沙并重新装配以备下次再用.
年度 2009 2010
两种旋流板分离器压降和分离性能的对比
收稿日期:2006-05-20作者简介:孙文寿(1961-),男,山东栖霞人,博士,副教授,主要从事传质分离和大气污染控制方面的研究。
联系人:孙文寿,电话:(0532)85953152,E2mail:ws-sun@s 。
文章编号:1004-9533(2007)01-0056-04两种旋流板分离器压降和分离性能的对比孙文寿1,王高升2(1.青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071;21浙江大学化学工程与生物工程学系,浙江杭州310027)摘要:对<300mm的单程和双程旋流板分离器的压降和分离效率进行了测量分析。
相对于单程旋流板分离器,双程旋流板分离器的减阻幅度为1218%。
双程旋流板分离器适应的气速范围大幅度提高,穿孔气速、喷淋密度对其分离效率和带出量影响均不大,在实验气速范围内,分离效率在9919%以上。
与单程旋流板分离器相比,当穿孔气速约从10mΠs增大到17mΠs时,双程分离器的带出量下降了7217%到9613%。
分析认为,双程旋流板分离器压降的减小和分离性能的提高是其切向速度的增大、立面上大部分区域涡环的消除及分离距离缩短综合作用的结果。
关键词:旋流板;分离器;压降;分离效率;流场中图分类号:T Q02814 文献标识码:AComparisons of Pressure Drop and Separation Perform anceB etw een Tw o R otating2Stream T ray SeparatorsS UN Wen2shou1,W ANG G ao2sheng2(1.School of Chem ical and Environmental Engineering,Qingdao University,Qingdao266071,Shandong Province,China;2.Department of Chem ical and Biochem ical Engineering,Zhejiang University,Hangzhou310027,Zhejiang Province,China)Abstract:The pressure drop and separation efficiencies were measured and analyzed in a<300mm single2path rotating2stream tray(RST)separator and a double2path RST separator.The pressure drop of the double2path RST separator decreased by1218%of that of the single2path RST separator.F or the double2path RST separator,the w orkable gas velocity range was greatly increased,and no significant effects of gas velocity and spray density on separation efficiency and entrainment were observed,and the separation efficiencies were above9919%within the experimental range.When the tray vane exit velocity varied from10mΠs to17mΠs, the am ount of mist escaped from the double2path RST separator decreased by7217%to9613%of that from the single2path RST separator.The advantages of double2path RST separator over single2path RST separator are the integrated effects of increased tangential velocity,elimination of the v ortex rings in m ost axial plane region, and the decreased separation distance.K ey w ords:rotating2stream tray;separator;pressure drop;separation efficiency;flow field 在工业生产过程中,气液分离效果的好坏对后续工序或设备的影响很大,对腐蚀性酸雾或碱雾,若不进行有效分离,将严重腐蚀后续设备管道,亦会使设备结垢问题加剧,所以气液分离是必不可少2007年1月Jan.2007 化 学 工 业 与 工 程CHE MIC A L I NDUSTRY AND E NGI NEERI NG第24卷 第1期 V ol.24 N o.1的[1～3]。
气液相反应器及其放大注意事项
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（2）有利于反应选择性的提高 平行副反应：如主反应快于副反应，则采用储液 量较少的反应设备 连串副反应：返混较少的反应器，或半间歇 （3）有利于降低能量消耗 反应热的回收，压力能的回收，分散液体所需要的动力。 （4）有利于反应温度的控制 降膜、板式塔、鼓泡塔：易；填料塔：难 （5）应能在较少流体流率下操作 填充床反应器、降膜反应器和喷射反应器有限制。 5
（2）板式反应器(tray column reactor)
G L
G 11 L
பைடு நூலகம் 板式塔
• 工作原理：操作时液 体在重力作用下，自 上而下依次流过各层 塔板，至塔底排出， 气体在压力差推动下 ，自下而上穿过各层 塔板，至塔顶排出。 每块塔板上保持着一 定高度的液层，气体 以气泡形式分散于液 层中。
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首先应根据气液反应中传质与反应过程各自的特点来进行选型,并确定相应的操作方 式(连 续 或 半 连续 操 作)。
1) 气/液比大的情况。当伴有快速反应,且过程阻力主要在气膜传质方面,则应选用气相为 连续相,湍动程度较高而相界面大的喷雾塔、填料塔型式。而在气相中被吸收组份的 浓 度很高,反应又快,过程属液膜控制时,液 体容量将显得重要,应选用液相为连续相, 湍动较大,利于液相传质而相界面大的板式塔、泡罩塔型式。 2 )液 /气比很大的情况。当反应速度慢,而过程属液膜控制,且液相中返混的影响可以不计 时,应选用液相为连续相,液体容量大而相界面小的鼓泡塔、鼓泡搅拌釜型式。
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（1）填料反应器（packed column reactor)
G L
用于气液反应时，也可以并流操作
G 8 L
填料塔
• 工作原理：逆流操作时，气体自塔底进 入，在填料间隙中向上流动；液体自塔 顶加入，通过液体分布器均匀喷洒于整 个塔截面上。液体在填料表面形成液膜 ，液膜向下流动时传质表面被不断更新 。 • 液体分布器：液体沿乱堆填料向下流动 时，沿塔壁流动的液体逐渐增多，称为 壁流现象。当填料层较高时，宜隔一定 距离重新设置液体再分布器，使液体重 新均匀分布，改善气液接触。 9
cyclone gas-liquid separator气液旋风分离器深度分析解读
VASPS,主要有三个分离阶段1.主要分离段在膨胀室中，入口喷嘴将动量传给气液混合物，并且将它们沿圆筒壁面切向方向喷出。
这时候，就有一些气体从液体中分离出来了，但是企业混合物还是存在的。
这种气液混合物开始在壁面上旋转，形成带有分散气泡的液膜。
在较强离心力场的作用下，气泡开始沿着径向移动，并最终到达液膜表面。
所以随着液膜的旋转，更多的气体被分离出来到达内部气流。
上述描述的现象可能发生在正常的操作条件下，如图4A所示。
图4B和4C顺序显示了由于较多的气液混合物流量而在膨胀室中产生的两个不正常的工作状态。
当前者产生时，液膜会攀上壁面到达连接膨胀室和气体排出管线的孔口和插槽，因此会在排气管线上产生液体携带。
当后者发生时，由于液膜在两侧壁面之间架桥，膨胀室被溢满。
为了保证足够的分离效果，这两种工作状态是必须避免的。
当液膜在膨胀室中旋转时，产生的离心力场会在径向形成压差使液膜攀上壁面。
如果液膜到达在膨胀室上部的孔口和插槽，气体出口管线就会出现液体携带。
这种情况的出现是由于喷嘴的混合物的速度太高或者是膨胀室的高度没有合理的设计。
图4C显示的溢满情况是由于液膜过厚堵塞了膨胀室内的环形空间的原因。
这时运转会变得非常不稳定：压力上升并波动；液体在膨胀室中聚集并且间歇地流入环形通道。
这种溢满现象的发生是因为液膜不能均匀地覆盖膨胀室的壁面，根本的原因是喷嘴的混合物流速过低或者瞬间的液体流量高于分离器的正常处理能力。
当喷嘴的排出速度过高时还会产生其他方面的问题：膨胀室里可能形成较小的液滴并且与气体一起流动形成雾状流。
如果膨胀室的尺寸决定产生的上升速度很低的话，那么雾状流中的液滴将不会产生较高的液体携带。
所以喷嘴和膨胀室的设计必须能够处理由入口管段间歇流和段塞流引起的气液流速瞬变的情况。
这些运行上的限制状况，可以通过合理的设计避免。
气液主要的分离发生在膨胀室内，实验数据表明，大约70%的气体在这一阶段被分离。
更重要的是，这一分离段减轻了气液两相入口的流量波动，从而使分离器的运行更加平稳。
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第3卷第5期过程工程学报 Vol.3 No.5 2003年10 月 The Chinese Journal of Process Engineering Oct. 2003收稿日期:2003–03–12, 修回日期:2003–05–06基金项目:中国石油化工股份有限公司科技开发资助项目(编号: 300023作者简介:魏伟胜(1962–, 男, 广东省五华县人, 硕士, 高级工程师, 主要研究催化反应工程, E-mail: weiws@.旋流板式气液分离器的放大规律魏伟胜,樊建华,鲍晓军, 石冈[石油大学(北京中国石油天然气集团公司催化重点实验室, 北京 102200]摘要:对旋流板式气液分离器在3种规模、18种旋流板结构下进行了模型实验研究,考察了旋流板结构参数(径向角、仰角和叶片数量对分离效率和压降的影响,并建立了预测分离器压降的关联式,为旋流板结构参数的确定提供了依据. 工业应用的标定结果表明分离器压降预测式是准确的,它可用于工业气液分离器的放大设计. 关键词:气液分离;旋流板;分离效率;压降中图分类号:TQ028.4 文献标识码:A 文章编号:1009–606X(200305–0390–061前言旋流板式气液分离器是一种典型的基于离心分离原理的气液分离器[1,2]. 分离器的主体为一圆柱形筒体,上部和下部均有一段锥体,见图1. 在筒体中部放置的锥形旋流板是除雾的关键部件,其结构如图2所示(详细结构可参考文献[3]. 旋流板由许多按一定仰角倾斜的叶片放置一圈,当气流穿过叶片间隙时就成为旋转气流,气流中夹带的液滴在惯性的作用下以一定的仰角射出而被甩向外侧,汇集流到溢流槽内,从而达到气液分离的目的. 叶片在竖直方向的倾斜程度用仰角α表示,在径向的排列方式用径向角β表示. 叶片数量、仰角α和径向角β是旋流板的3个重要参数.图1 气液分离器结构示意图图2 旋流板结构示意图Fig.1 Mist swirl separator Fig.2 The structure of the swirl vane目前工业上广泛应用的各类旋流板式气液分离器的设计和生产技术大多为一些公司的专有或专利技术,有关其结构和设计放大方法的报道很少[4,5]. 为深入了解旋流板式气液分离器的分离机InletSwirl vaneExit tube Gas outletCylinderLiquidoutlethαβ5期魏伟胜等:旋流板式气液分离器的放大规律391理,优化旋流板式气液分离器的结构和操作参数,本文以丙烯腈装置用的旋流板式气液分离器为对象,进行了较为系统的实验研究,以期为旋流板式分离器的开发和工业应用提供必要的基础.2模型实验装置实验流程如图3所示. 旋流板的叶片数量若无特别说明,则均为36片. 实验介质为空气–稀盐水体系. 雾滴由空气辅助双流体雾化喷嘴产生. 液流:盐水, 用一小水泵增压注入,注入的盐水量先通过转子流量计进行初步的调节控制,然后再用台秤进行更准确的计量;气流:雾化所需压缩空气,由V–3/10型空气压缩机产生,压缩空气量用LZB 型转子流量计计量. 实验所需的风量较大,在实验中空气压头不需要很大,因此实验采用罗茨风机供风即可,风量用QDF–6型数字式热线风速仪进行测量. 进水和接水的两个水箱都用台秤监测水的进出量.分离效率是单位时间内捕集的雾滴质量与进入分离器的雾滴质量之比. 由于在造粒时肯定会有部分水以蒸汽形式存在,因此进入喷嘴的液体质量需去除蒸发量后才是雾滴的真实质量. 在空气–盐水系统的实验中,可通过测量进出分离器的盐水浓度来准确测定液体的蒸发量. 气流出口直接进大气,压力降由分离器气体入口处的压力计(或U 型管测得.实验中,雾滴浓度一般控制在19 g/m 3, 雾滴平均粒径一般在30 µm(它由进入双流道喷嘴的气体和液体流量来控制.3实验结果与讨论3.1分离器的最佳空速空速是指气体通过分离器最大柱体截面时的表观速度,它直接关系到设备的处理量. 空速对分离效率和总压降有明显的影响,是评价分离器操作弹性的主要依据. 图4为不同空速下的分离图3 实验装置流程示意图Fig.3 Schematic diagram of experimental apparatusDual-flow nozzleDual–flow nozzle392 过程工程学报 3卷效率,表明对于结构一定的气液分离器有一最佳空速.表1是筒径D =340 mm 规模下分离器的最佳空速,其中括号内的数是气流通过叶片之间的理论平均速度. 不难发现,对于一定筒径的分离器,当其它条件不变时,径向角或仰角增大,将造成叶片间的通气面积减小,气流的穿过速度增大,动能因子的增大使得流体的湍流脉动更加剧烈,因此径向角或仰角较大的旋流板对应的最佳气速较小,但通过叶片时的速度却增加.在3种规模下所做的实验表明,随着筒径的增加, 最佳空速稍有减少,但通过叶片之间的气流速度却增加. 因此选定空速在5~9 m/s ,通过叶片时的速度在20 m/s 左右时较为合适.表1 D =340mm 时设备各结构最佳空速Table 1 Optimal superficial gas velocity at D =340 mm (m/sElevation αRadial angl e β20o30o 40o 40o 45o50o9.0(10.79.5(14.4 9.0(15.6 8.5(17.57.5(16.7Note: Values in brackets are calculated velocity through vanes.3.2旋流板结构旋流板是气液分离器的核心部件,它决定了分离器的分离效率和压降. (1 旋流板仰角对分离效率和压降的影响表2是φ700 mm 设备在径向角为55o 时,平均分离效率和压降随仰角变化的关系. 由表可见,随着仰角的增大,平均分离效率明显提高,但同时设备压降急剧增大. 综合考虑仰角在30o 为宜.表2平均分离效率和压降随仰角的变化Table 2 Effect of elevation on separation efficiency and pressure drop (U =6.36 m/s Elevation α20o 30 o 40 o Separation efficiency (% 93.9 96.0 98.1 Pressure drop (Pa7609901580(2 旋流板径向角对分离效率和压降的影响表3是φ700 mm 设备在仰角为30o 时,平均分离效率和压降随径向角变化的关系. 由表可见,随着径向角的增大,平均分离效率明显提高. 考虑到分离器的允许压降,规模较小的分离器径向角应小一些,规模较大的气液分离器应大一些. 因此旋流板径向角可选范围为50o ~60o .表3平均分离效率和压降随径向角的变化Table 3 Effect of radial angle on separation efficiency and pressure drop (U =6.36 m/sRadi al angle β50o 55o 60o Separation efficiency (% 94.6 96.0 99.0 Pressure drop (Pa81099017004567891011121314η (%U (m/s图4 气速–效率关系图Fig.4 Influence of superficial gas velocity onseparation efficiency5期魏伟胜等:旋流板式气液分离器的放大规律393(3 旋流板叶片数对分离效率和压降的影响表4是φ700 mm 设备在仰角、径向角和空速固定时,平均分离效率和压降随叶片数变化的关系. 由表可见,随着叶片数的增大,平均分离效率和压降明显提高.表4平均分离效率和压降随叶片数的变化Table 4 Effect of vane number on separation efficiency and pressure drop (U =6.36 m/sVane number36 40 45 Separation efficiency (% 89.3 96.8 98.8 Pressure drop (Pa3805606803.3高径比气液分离器柱体直径一定时,高径比就反映了分离器的高度. 在轴向方向上,最重要的参数是出气筒与旋流板的距离h (见图1. 在D=340 mm 规模的分离器上考察了出气筒与旋流板之间距离对分离效率的影响,实验结果如图5所示. 雾滴受旋转气流的夹带,在离心力的作用下被甩向器壁,其运动可分解为向下的轴向运动和向外的径向运动. 由临界粒径关联式知,只要雾滴在分离器内的停留时间大于移动到壁面所需时间,该雾滴就可以被捕集,因此在其它条件不变的情况下,分离效率将随出气筒高度降低而升高,但事实上并非如此,出气筒高度过低时,二次夹带的负面作用将占主要地位,造成分离效率的下降,因此出气筒高度应有一最佳值. 从图5可见,在108~248 mm(32%~73%D 范围内,分离效率较高. 4分离器压降的预测从上述实验可知分离器叶片的仰角和径向角越大或者叶片越多都有利于提高分离效率,但压降也随之增加. 由于工业上对分离器压降有一限制,一般要求小于2 kPa ,因此旋流板的选用原则应该是在保证分离器压降小于2 kPa 的条件下,使分离器具有较高的分离效率.气液分离器的压降可表达为3部分之和:入口、出口的局部阻力损失(∆P i 和∆P e 和分离器内的阻力损失(∆P plate . 前两者主要是克服进气和排气的各种损失,对分离过程基本上不起任何积极作用,应尽量克服;后者主要是造成气体的旋转,给离心力提供能量,对分离过程起积极作用. 实验表明,旋流板的结构变化对压降的影响最大. 图6是D=340 mm 气液分离器在5种旋流板结构下,压降随空速变化的关系. 另一方面,气液分离器的流场特性与旋风分离器类似,参考前人对旋风分离器压降建立的关联式,因此分离器的总压降可表示为(2i e plate i e plate1(1.2P P P P u ζζζρε∆=∆+∆+∆=+++ (1 实验所用分离器进口和出口截面固定,所以ζi 和ζe 可视为定值. 由于进口是一锥形渐扩体,阻力损失可忽略不计,ζi 近似为0. 出气筒直径D e 与分离器筒径D 符合以下关系:22e 14.D D = (250100150200250300949596979899η (%h (mm图5 分离效率随出气筒与旋流板间距离的变化Fig.5 Change of separation efficiency with the distance between the swirl vane and the exit tube394 过程工程学报 3卷突然缩小的局部阻力系数为0.375(以小管径气速为准[6],若以大管气速计则ζe 为6.0. 数值计算表明出口阻力系数取6.0 是合适的.当改变旋流板的径向角、仰角和叶片数量时,叶片通气面积将相应发生显著变化. 从图6可知,径向角和仰角越大,叶片的总流通面积越小,设备的总压降越大;相反叶片的总流通面积越大,设备的总压降将越小. 引入一个板结构参数B ,它等于分离器柱体截面积与叶片的总流通面积之比,因此阻力系数ζplate 与B 成正比例关系. 再引入一个与分离器规模有关的准数Ar =D 3ρ2g /µ2,假定:plate (,,f B Ar ζ= (3 用3种规模条件下的实测压降,通过优化,得到旋流板阻力系数:1.0370.052plate 2248.13 6.0,(1PB Ar u ζρε−∆==−+ (4阻力系数计算值与实验的一致性如图7所示. 从式(4就可得到分离器压降的预测模型:(1.0370.052216.048.13(1.2P B A r u ρε−∆=++ (5 我们开发的气液分离器在齐鲁丙烯腈厂和安庆石化分公司得到工业应用,工业应用标定结果及由式(5计算的结果如表5所示. 对比结果表明用式(5预算的压降与实际一致,预测压降关联式可用于放大设计.表5分离器压降的工业标定结果与计算结果的对比Table 5 Comparison between tested pressure drop and prediction by Eq.(5FactoryD (mm Temp. (o C Mass flow rate (kg/h Test ∆P (Pa Prediction ∆P (Pa η (% Qilu Acrylonitrile factory Anqing branch1520 190086 8246543 949311100 20321031 2023>96 >95Note: P =20 kPa, ε=0.0155.5结论通过对旋流板式气液分离器的模拟实验研究,得到了如下的结论: (1 气液分离器有一最佳的操作范围,最佳空速宜选取在5~9 m/s.100020003000400050006000∆P (P aU (m/s0.40.60.81.01.210203040506070ζp l a t eB1.037Ar-0.052图6 D=340 mm 分离器压降随空速的变化 Fig.6 Change of pressure drop with superficial gasvelocity at D =340 mm图7 不同结构下的旋流板阻力系数Fig.7 Drag coefficient at different swirl vanes5期魏伟胜等：旋流板式气液分离器的放大规律395 (2 旋流板与出气口之间的距离宜选取在 32%~73%D. (3 分离器叶片的仰角和径向角越大或叶片越多都有利于提高分离效率，但压降也随之增加. (4 压降预测模型：∆P = ( 6.0 + 48.13 B 1.037 A r −0.052 1 ρ (1 + ε u 2 的压降预测结果与工业应用标定 2 结果一致，它可用于气液分离器的放大设计. 符号表：Ar B g h K u α 准数, Ar=D3ρ2g/µ2 分离器柱体截面积与叶片的总流通面积之比重力加速度 (m/s2 旋流板与出气口之间的距离 (m 系数分离器的操作空速 (m/s 仰角(o β ε η µ ρ ζ 径向角 (o 气流中液气质量比分离效率 (% 气体粘度 (Pa.s 气体密度 (kg/m3 阻力系数参考文献： [1] [2] [3] [4] [5] [6] 浙江大学化工原理组. 旋流板除雾器 [J]. 化学工程, 1972,1(4: 79–84. 浙江大学化工原理组. 旋流板技术及其应用 [J]. 化学工程, 1978, 7(2: 21–23. 李樟三, 魏伟胜, 邵国华, 等. 丙烯腈装置用气液分离器 [P]. 中国专利: 01221773.5, 2002–01–23. 陈建孟, 谭天恩. 旋流板上流场的 LDA 实验研究 [J]. 化学工程, 1996, 24(3: 59–64. 陈建孟, 谭天恩, 史小农. 旋流塔板上局部处的液滴粒径分布 [J]. 高校化学工程学报, 1995, 9(4: 319–325. 时钧, 汪家鼎, 余国琮, 等. 化学工程手册, 第二版, 上卷 [M]. 北京: 化学工业出版社, 1996. 19–32. Scale-up of Mist Swirl Separators WEI Wei-sheng, FAN Jian-hua, BAO Xiao-jun, SHI Gang (The Key Laboratory of Catalysis, China National Petroleum Co., University of Petroleum, Beijing 102200, China Abstract: Experiments were conducted in three swirl mist separators, with the internal diameters being 340, 480, and 700 mm, respectively. The separators were equipped with 18 sets of swirl vanes. The effects of superficial gas velocity and geometrical parameters, such as the elevation and the radial angle of the swirl vane, vane number, the ratio of separator body height to diameter on mist separation efficiency and pressure drop w tested. Results ere showed that the separation efficiency and pressure drop increased as elevation, radial angle and vane number were increased. An optimal superficial gas velocity exists in the range from 5 to 9 m/s and it decreases slightly with scale-up. The optimal distancebetween the swirl vane and inner exiting tube is 32%~73% of the separator diameter. The mist separator should be designed to make the separation efficiency as high as possible, with the pressure drop less than 2 kPa. The structure of the swirl vane is one of the most important parameters by which pressure drop is determined. A pressure drop correlation was established based on experimental data and theoretic analysis. A scale-up procedure was suggested for the design of industrial mist separators. Pressure drops measured from two industrial scale separators (φ1.52 m and φ1.90 m were found in good agreement with the predicted values, and the separation efficiency of greater than 95% was achieved. Key words: mist separator; swirl vane; separation efficiency; pressure drop。