新型、高效折板分离器产品 

                                 成都密度喷雾技术有限公司 

                            一、新型、高效折板分离器产品 

1. 前言   
    在工业生产和环保产业中气－液相的分离是一个非常重要的工艺过程，许多工艺生产必须将夹带在气体中的液相和固体分离出来才能使生产顺利进行。
气液分离的主要目的为：
(1) 工艺生产过程中为了保证产品的质量要求，必须将夹带的液相物质控制在规定量以下； 
(2) 防止传质设备雾沫的夹带导致传质效率的下降，使生产条件恶化； 
(3) 防止某些组份的雾沫随气流夹带造成贵重产品和原料的浪费及能耗的增加； 

(4) 防止尾气中的雾沫经烟囱排入大气，造成环境的污染和设备的腐蚀、损坏； 
(5) 防止气体中的液相对下游设备的操作产生不利影响或造成设备损坏。 
    为了减少气体中的雾沫和夹带的液相，人们很早就发明了分离器，简单的撞击型分离器早在1939年就已经有文字记录了。分离器根据其用途和结构分为许多种类：有的分离器结构比较简单，如重力沉降型和旋风分离器，但其分离效率不高，且对较小雾沫的分离作用不大；有的分离器虽然能分离一般的雾沫，如丝网除沫器，但要求介质清洁，且其分离器的阻力降大，分离器允许的气流速度较小；还有本文推荐使用的一种新型、高效折板分离器，该分离器具有结构紧凑，分离效率高，阻力降小，可分离较小的雾沫(3μm以上的液滴)，允许的气流速度大，不易堵塞等特点。
   成都密度喷雾技术有限公司在研究国外先进技术的基础上，创建了一套科学的折板分离器试验装置（见图1），通过大量的试验和数据积累，开发出多种型式的新型、高效折板（S型，人字型）分离器，并应用于工业生产中。除沫（分离）效率试验结果见图2。

图1 折板分离器试验装置 

 


 

 

 
图2 除沫（分离）效率试验曲线 

 


 

 

 

2.  折板分离器的工作原理 
    折板分离器是根据物理惯性原理进行分离的，当夹带液滴或固体粒子的气流以一定的速度通过特殊设计成形的折板时,在折板的转弯处,液沫或固体粒子在惯性力作用下，运动方向与气体的运动方向发生改变,使得液沫或固体粒子与气体产生分离。图3（S型），图4（人字型），分别表述了这两种折板分离器的工作原理，其分离过程可分为以下三个步骤：

(1)         气体被分隔为许多单股的流道。

(2)         惯性力将液滴碰撞在折板上。

(3)         液滴薄膜向前运动到倒钩处并被分离下来。

           图3（S型）                                   图4（人字型） 

 


 

3. 折板分离器结构特点 

成都密度公司开发的多种用途折板分离器，其中S型是一种主要应用于气流呈水平方向流动的冲击型高效分离器，在低阻力降和高效分离的情况下允许较高的表面速度，根据雾沫的极限液滴直径的大小、雾滴负荷及气流中是否含尘，可设计成带二个倒钩S2型（图5）；带三个倒钩S3型（图6）；带四个倒钩S4型（图7）。而人字型是一种主要应用于垂直方向流动的冲击型高效分离器（图8），根据雾沫的极限液滴直径的大小、雾滴负荷及气流中是否含尘，人字型分离器也有多种型式。 
    由于折板分离器可采用不同的材料来制造，因而可适用于各种腐蚀介质。 


图5 带二个倒钩的S2型 

 


 


图6 带三个倒钩的S3型 

 


 


图7 带四个倒钩的S4型 

 


 

 

 

图8 垂直方向流动的折板分离器 

4.           折板分离器的防结垢问题 

当液滴分离器用于污垢场合时（如在一个湿的烟道废气脱硫系统的下游），分离器的防堵塞性能显得非常重要。在这种情况下如采用其他形式的分离器，如丝网除沫器，将导致分离器完全失效。但折板分离器因其气流通道较宽，流速较大，如含尘量较少时，一般情况下污垢不易在折板上堆积；如气体含尘量较多时，由于湿尘以污垢的形式在折板叶片上的堆积，将导致流通面积的减少，从而使其表面流速增加。表面速度的增加的直接结果将引起压力降增大，同时也可能导致已凝聚的液滴过早地重新产生夹带现象，影响分离器的效果。在这种场合下，折板分离器可以采用喷嘴洗涤来防止结垢和堵塞的产生。 

5.           折板分离器的气体动力学特性 

(1)         压力降 

现在有几种理论模型可以用来预测折板的阻力降的大小，从理论上来说阻力降的大小与流道的宽窄、折板的叶片角度、气流方向改变的次数、气流速度、气体的密度、折板的材料、几何形状特征有关。 

       对于给定的折板，在无液体负荷的情况下， 


 

 

 

△P 

 


 

 

 

 

（mbar） 

 
 

式中△P为压力降，K为常数，ρg为气体密度，Vg为气体速度，K与折板的几何形状和操作压力有关，即不同的折板有不同的K值，从理论上进行预测K值是比较困难的，一般采用试验来确定。图9为成都密度公司从S3型折板（在常压下，21℃时）试验测得的阻力曲线。 

 


 

 

 

 

 

 

图9  阻力曲线 

 


 

 

 

(2)          分离效率 

折板分离器的效率与设计的折板形状、折板的间隔及折板的材料有关，从分析和实验表明：对于成都密度公司设计制造的折板分离器其分离效率在雾沫尺寸大于20μm时，其分离效率可达97％以上；对于液滴尺寸小于20μm时，其分离效率不仅与液滴的尺寸有关，而且与折板的倒钩数量和气体的表面速度有关，通常情况下，液滴的尺寸越大、倒钩数量越多、表面速度越大其分离效率也越高。当液滴尺寸大于3μm小于20μm时，为使分离器的分离效率达到97％以上，可在折板前设置凝聚丝网。因此对于液滴尺寸大于3μm的气体，折板分离器都具有很高分离效率。

(3)          流量（能力） 

折板分离器的能力是通过气流产生重新夹带现象来判断的，当气流速度达到某一临界速度时，已经凝聚的液滴就会产生再夹带现象，此时作用在液滴上的拉力、重力和表面张力的合力使得液滴从叶片上脱离并被高速的气流带到下游，降低和影响了分离的效果。 

通常情况下，在折板进口形成的液滴在它们到达出口之前就被除去，但是在折板出口区域形成的液滴在向下运动过程中不可能完全被除去而是在出口处形成夹带。为了防止重新夹带液体，在设计上折板分离器必须使设计气速低于临界速度。

成都密度公司通过大量的试验和计算，积累了丰富的设计经验，其开发的折板分离器系列产品均具有较高的临界速度，且有较宽的高效工作区域和很好的操作弹性。

6.           折板分离器常用的安装型式 

      折板分离器根据工艺要求可设计成水平流动方向的安装方式、垂直流动方向的安装方式、倾斜流动方向的安装方式，同时成都密度的工程师

可按操作工况将折板分离器设计成整体式和组合式，图10~图14所示的为折板分离器的常用的安装型式： 

图10 塔设备整体式折板分离器（水平流向） 

 


 

 

  

 
图11塔设备组合式折板分离器（水平流向） 

 


 

 

 

  

图12塔设备带凝聚丝网折板分离器（水平流向） 

 


 

 


图13 冷却器后折板分离器（水平流向）




折板（垂直流向）

 
图14 尾气折板分离器（垂直流向）

7.           折板分离器的应用范围 

 


 

折板分离器可广泛地应用于经各种冷却器、洗涤器、蒸发器、筛板塔、填料塔、喷嘴雾化器等设备之后的气液分离，其主要用途如下： 

――         消除液膜或固粒夹带对设备的腐蚀、磨损或堵塞；

－－         控制冷却塔或烟囱排向大气的排放物；

――         压缩气体经冷却后冷凝液的分离；

――         回收吸收装置中高价值的吸收液；

――         气体净化装置中雾粒的分离；

――         脱硫装置中硫的脱除；

――         洗涤器后的洗涤液的分离；

――         提高工艺流程的蒸汽和气体的纯度；

――         提高整个工艺流程的经济性；

――         除去有害液体以提高操作的安全性；

――         回收蒸发器（釜）气流中的夹带液等。

成都密度公司拥有折板分离器试验装置和多种结构型式的模型，其产品已成功地用于工业装置中，只要您按后附的折板分离器订货说明的要求提供有关分离器的分离介质特性和操作参数，成都密度公司经验丰富的工程师将通过计算机进行优化设计，为您提供合理组合、精心设计制作的分离元件和产品。

8.           订货说明 

(1)          折板分离器的订货程序 

a.     在主体设备开始设计阶段，负责主体设备设计的单位应向成都密度公司提供下列内容的分离器设计条件： 

         ——   按附表A要求填写设计条件表；