專利名稱：高效液液分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化工領(lǐng)域的分離設(shè)備，具體的說(shuō)是一種高效液液分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
由兩種互不相溶的液體形成的分散體系在化工領(lǐng)域經(jīng)?？梢?jiàn)，這種分散體系是由一種液體的小液滴分散在另一種與其互不相溶的液體中所致。在化工生產(chǎn)中經(jīng)常需要對(duì)這種分散體系進(jìn)行液液分離，“重力分離”是液液分散體系分離首選且普遍使用的方法。但是，單一的重力分離只有在提供了足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間時(shí)才有較好的效果，而多數(shù)化工過(guò)程中對(duì)單位時(shí)間的處理能力要求高，所以重力分離已經(jīng)不能滿足大部分化工生產(chǎn)的需要。為了滿足生產(chǎn)需求，借助于其他分離元件的各種液液分離技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。目前，應(yīng)用較為普遍的液液分離技術(shù)主要有以下兩種一種是水力旋流器，是利用兩種液體密度的差異所引起的在旋流狀態(tài)下所受的離心力不同而進(jìn)行液液分離的。典型的水力旋流器由圓筒和圓錐筒連結(jié)而成，包括溢流管、底流管、進(jìn)料管等主要組成部件。水力旋流器的缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，設(shè)備磨損快，而且給料壓力和混合液的組成等對(duì)旋流器的工作指標(biāo)影響較敏感。另一種是斜板分離器，是為了合理減小設(shè)備尺寸以及提高沉降效率，在分離器中加入一定角度和間隔的斜板，其目的是增加底面沉降面積，從而高效利用有效的空間，實(shí)現(xiàn)最大程度的沉降分離。斜板分離器的缺點(diǎn)是最小液滴的分離直徑越小則設(shè)備的體積越大，投資越高，而最小液滴的分離直徑太大則分離效率又不高。而對(duì)于乳化液的分離，還需要在斜板分離器之前設(shè)置混合器和預(yù)熱器，以破壞乳化液的穩(wěn)定性，促使小液滴聚結(jié)形成大液滴，使液液分離工藝變得更為復(fù)雜，提高了設(shè)備投資規(guī)模、降低了生產(chǎn)效率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、液液分離效率高、設(shè)備投資低、動(dòng)力消耗低、應(yīng)用廣泛的高效液液分離設(shè)備。技術(shù)方案包括殼體、進(jìn)液管以及位于殼體頂部的上排液口和底部的下排液口，所述殼體中段設(shè)有分布器、所述分布器上方設(shè)有孔板節(jié)流器，其中，所述分布器為蜘蛛分布器，包括與進(jìn)液管連通的主分布管、以及沿主分布管的圓周均勻布置的多根弧形支管，所述弧形支管一端為封閉端，另一端與主分布管連通，其內(nèi)弧面均勻開(kāi)有多個(gè)分布小孔。所述分布小孔為多邊形孔。所述分布小孔水平向下的傾斜角度為15° -60°。所述孔板節(jié)流器包括上部的圓形孔板結(jié)構(gòu)和下部的錐形孔板結(jié)構(gòu)。所述孔板節(jié)流器上的小孔為多邊形孔。所述殼體下段由上部的錐形段及下部的直筒段構(gòu)成，所述直筒段下端連接下排液□。進(jìn)液管與蜘蛛分布器的主分布管及多根弧形支管連通，混合液可沿進(jìn)液管依次進(jìn)入蜘蛛分布器的主分布管及弧形支管，并由弧形支管上的分布小孔中噴出，由于分布小孔設(shè)置在多根弧形支管的內(nèi)弧面上，因此，可使噴出的液體在設(shè)備截面均勻分布且可沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛐纬尚?，促進(jìn)混合液的分層；進(jìn)一步的，優(yōu)選將分布小孔設(shè)計(jì)成多邊形(如四邊形、五邊形或六邊形)，經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，多邊形孔較圓形孔對(duì)混合液剪切效果更好，配合控制分布小孔的水平向下的傾斜度為15° -60°，可有效剪切破壞混合液體中間介質(zhì)形成的部分親和鍵，有助于提高分離效率。所述孔板節(jié)流器可以采用現(xiàn)有用于液液分離的常用孔板節(jié)流器，用于提高液體流速，優(yōu)選使用上部圓形孔板結(jié)構(gòu)和下部錐形孔板結(jié)構(gòu)構(gòu)成的孔板節(jié)流器，由于上部的圓形孔板結(jié)構(gòu)的過(guò)流面積小于下部錐形孔板結(jié)構(gòu)的過(guò)流面積，這種結(jié)構(gòu)形式能夠在最小動(dòng)力消耗的情況下，最大程度的提高液體流速；同樣將孔板上的小孔也設(shè)計(jì)成多邊形，通過(guò)提高液體流速和多邊形小孔的剪切作用，進(jìn)一步破壞混合液體中間介質(zhì)形成的親和鍵，同時(shí)攪動(dòng)流體加速分層，提高分離效率。進(jìn)一步的，通過(guò)對(duì)殼體下段的形狀設(shè)計(jì)，由錐形段過(guò)渡至直筒段，通過(guò)截面變化加速液體沉降分層，下部采用與錐形段最小截面連接的直圓筒更利于更高純度的下層液體由下排液口排出。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)混合液體經(jīng)進(jìn)液管通過(guò)蜘蛛分布器排出，使混合液在設(shè)備截面內(nèi)均勻分布且形成旋流，有利于混合液體的預(yù)分離，且依靠分布小孔的剪切作用破壞了混合液體中間介質(zhì)形成的親和鍵，可提高后續(xù)的沉降分離效率。(2)孔板節(jié)流器提高了液體向上流動(dòng)的流速，而且多邊形小孔的剪切作用進(jìn)一步破壞混合液體中間介質(zhì)形成的親和鍵，同時(shí)攪動(dòng)流體加速分層，提高了分離效率。(3)設(shè)備下段采用錐形段連接直筒段的變截面形式，加速了下層液體的沉降，利于更高純度的下層液體的排出。(4)本實(shí)用新型設(shè)備適用于各種液液分離工況，特別是對(duì)富氧液體的分離具有突出優(yōu)勢(shì)。(5)本實(shí)用新型設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、制造和維護(hù)成本低、液液分離效率高、設(shè)備投資低、動(dòng)力消耗低、具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

圖1為本實(shí)用新型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A-A剖視圖。圖3為圖2中C一C剖視圖，即蜘蛛分布器中分布小孔示意圖。圖4為分布小孔展開(kāi)示意圖。圖5為圖1中B-B剖視圖。其中，1-蜘蛛分布器、1.1-分布小孔、1. 2-主分布管、1. 3-弧形支管、2_孔板節(jié)流器、2.1-圓形孔板結(jié)構(gòu)、2. 2-錐形孔板結(jié)構(gòu)、2. 3-小孔、3-進(jìn)液管、4-殼體、5-下排液口、6-上排液口、7-錐形段、8-直筒段。
具體實(shí)施方式
[0028]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋說(shuō)明參照?qǐng)D1，殼體4頂部設(shè)上排液口 6、底部設(shè)下排液口 5,進(jìn)液管3穿過(guò)殼體4與設(shè)于殼體4內(nèi)中段的蜘蛛分布器I連接，所述蜘蛛分布器I的上方設(shè)有孔板節(jié)流器2，所述殼體4下段由上部的錐形段7及下部的直筒段8構(gòu)成，所述直筒段8下端連接下排液口 5。參照?qǐng)D2，所述蜘蛛分布器I由位于殼體4軸心線上主分布管1. 2、沿主分布管1. 2的圓周均勻布置的多根弧形支管1. 3構(gòu)成，所述弧形支管1. 3 一端為封閉端，另一端與主分布管1. 2連通，沿其內(nèi)弧面均勻開(kāi)有多個(gè)分布小孔1.1。參照?qǐng)D3及圖4，所述分布小孔1.1為多邊形孔(本實(shí)施例中為五邊形)，沿弧形支管1. 3的管壁水平向下的傾斜角度α為15。-60。。參照?qǐng)D1及圖5，所述孔板節(jié)流器2包括上部的圓形孔板結(jié)構(gòu)2.1和下部的錐形孔板結(jié)構(gòu)2. 2，其上均勻分布的小孔2. 3也為多邊形孔(本實(shí)施例中為五邊形)。所述蜘蛛分布器I及孔板節(jié)流器2均可通過(guò)相應(yīng)的連接件和/或支撐件與殼體連接，其為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳述。工作原理混合液由 進(jìn)液管3進(jìn)入蜘蛛分布器1，經(jīng)依次連通的主分布管1. 2、多根弧形支管1. 3由分布小孔1.1中噴出，通過(guò)控制進(jìn)液壓力和分布小孔1.1的孔徑大小及傾斜度，可以控制混合液噴出的速度及角度，多個(gè)弧形支管1. 3同時(shí)噴出混合液，使進(jìn)入殼體4內(nèi)的混合液均勻分布且在蜘蛛分布器I周圍形成形成旋流，有利于混合液的預(yù)分離，且依靠分布小孔的剪切作用破壞了混合液體中間介質(zhì)形成的親和鍵，可提高后續(xù)的沉降分離效率。進(jìn)一步的，經(jīng)蜘蛛分布器I均勻分布且初步分離的液體向上流經(jīng)孔板節(jié)流器2，流經(jīng)圓形孔板結(jié)構(gòu)2.1和錐形孔板結(jié)構(gòu)2. 2時(shí)由于減小了流通面積，因而提高了液體流速，而且使液體產(chǎn)生攪動(dòng)加速分層，孔板上多邊形的小孔2. 3的剪切作用進(jìn)一步破壞混合液中間介質(zhì)形成的親和鍵，提高分離效率。通過(guò)孔板節(jié)流器2的低密度液體在殼體4上部繼續(xù)沉降分離后經(jīng)設(shè)備頂部的上排液口 6溢流排出，高密度液體持續(xù)沉降至殼體4下段，依次經(jīng)過(guò)錐形段7和直筒段8，由于錐形段7截面逐漸縮小，截面變化能夠有效加速液體沉降分層，而直筒段8更利于高密度的液體依重力排出。
權(quán)利要求1.一種高效液液分離設(shè)備，包括殼體、進(jìn)液管以及位于殼體頂部的上排液口和底部的下排液ロ，其特征在于，所述殼體中段設(shè)有分布器、所述分布器上方設(shè)有孔板節(jié)流器，其中，所述分布器為蜘蛛分布器，包括與進(jìn)液管連通的主分布管、以及沿主分布管的圓周均勻布置的多根弧形支管，所述弧形支管一端為封閉端，另一端與主分布管連通，其內(nèi)弧面均勻開(kāi)有多個(gè)分布小孔。
2.如權(quán)利要求1所述的高效液液分離設(shè)備，其特征在于，所述分布小孔為多邊形孔。
3.如權(quán)利要求1所述的高效液液分離設(shè)備，其特征在于，所述分布小孔水平向下的傾斜角度為15° -60°。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的高效液液分離設(shè)備，其特征在于，所述孔板節(jié)流器包括上部的圓形孔板結(jié)構(gòu)和下部的錐形孔板結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的高效液液分離設(shè)備，其特征在于，所述孔板節(jié)流器上的小孔為多邊形孔。
6.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的高效液液分離設(shè)備，其特征在于，所述殼體下段由上部的錐形段及下部的直筒段構(gòu)成，所述直筒段下端連接下排液ロ。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高效液液分離設(shè)備，解決了現(xiàn)有液液分離設(shè)備體積龐大、分離效率較差、生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，技術(shù)方案包括殼體、進(jìn)液管以及位于殼體頂部的上排液口和底部的下排液口，所述殼體中段設(shè)有分布器、所述分布器上方設(shè)有孔板節(jié)流器，其中，所述分布器為蜘蛛分布器，包括與進(jìn)液管連通的主分布管、以及沿主分布管的圓周均勻布置的多根弧形支管，所述弧形支管一端為封閉端，另一端與主分布管連通，其內(nèi)弧面均勻開(kāi)有多個(gè)分布小孔。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、液液分離效率高、設(shè)備投資低、動(dòng)力消耗低、應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)B01D17/02GK202860179SQ20122045589
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者王明國(guó), 楊曉新, 陳臘山, 徐淑檜, 盧燕, 蔡分野 申請(qǐng)人:中國(guó)五環(huán)工程有限公司