本實(shí)用新型涉及水性粘合劑生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種用于制膠廢氣的氣液分離器。

背景技術(shù)：

在水性粘合劑生產(chǎn)工藝中，廢氣中夾帶有大量液態(tài)水汽并含有大量的水蒸氣和有機(jī)殘單，通常的處理方式是首先將液態(tài)水汽分離出來(lái)，再通過(guò)真空深冷將有機(jī)殘單冷凝回收。

現(xiàn)有技術(shù)中通常采用如圖1所示的旋風(fēng)式氣液分離器對(duì)廢氣中的水分進(jìn)行分離，旋風(fēng)式氣液分離器通常包括外殼體和內(nèi)筒體，在外殼體和內(nèi)筒體之間形成旋風(fēng)分離通道，內(nèi)筒體內(nèi)部形成內(nèi)部氣流通道，內(nèi)部氣流通道底部與外部的旋風(fēng)分離通道的底部相連通，在上部?jī)蓚?cè)分設(shè)氣體入口和氣體出口，底部設(shè)置液體出口，在旋風(fēng)分離通道頂部設(shè)置換向隔板，將氣體入口和氣體出口分割開(kāi)來(lái)。高速流動(dòng)的廢氣從氣體入口切向進(jìn)入分離器，在旋風(fēng)分離通道中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，由于廢氣中夾帶的液態(tài)水汽呈微小液滴的形式存在，這些微小液滴質(zhì)量相對(duì)較大，在離心力的作用下撞向外殼體的內(nèi)壁，累積形成大液滴下流至液體出口排出。廢氣首先從旋風(fēng)分離通道沿外殼體內(nèi)壁下降，再?gòu)膬?nèi)筒體中自下而上進(jìn)入外殼體頂部空間，最終從氣體出口排出，氣體流動(dòng)過(guò)程中分離出的液態(tài)水下落至底部的液體出口排出，排入設(shè)置于分離器下方的收集器中，而去除液態(tài)水汽后的廢氣則從分離器的氣體出口排出。

此種冷卻分離裝置主要通過(guò)離心作用將液態(tài)的水汽分離，基本不具備冷卻作用，處理后的廢氣中雖然去除了液態(tài)水汽，但是由于廢氣溫度仍然較高，廢氣中實(shí)際并未將呈氣態(tài)的水蒸氣分離出來(lái)，導(dǎo)致后續(xù)深冷條件下過(guò)量水蒸氣冷凝結(jié)霜堵塞管道，影響有機(jī)殘單的回收甚至造成真空機(jī)組損壞

圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中典型的流體換熱器的結(jié)構(gòu)圖，該流體換熱器中冷媒和所要冷卻的氣體從不同入口進(jìn)入換熱器，并分別在U型列管和外殼體內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)換熱，該裝置可以取得較好的冷卻效果，但是水蒸氣冷卻形成的液態(tài)水滯留于分離器內(nèi)，極易發(fā)生二次蒸發(fā)，而且其無(wú)法很好地實(shí)現(xiàn)氣液分離，處理后的廢氣雖然水蒸氣含量有所降低，但是廢氣中還夾帶有大量的液態(tài)水汽，因此，采用此種氣液換熱器并不能很好地去除制膠廢氣中的水蒸氣，同樣容易出現(xiàn)與上述旋風(fēng)式氣液分離器相同的不良后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于制膠廢氣的氣液分離器，其可以通過(guò)對(duì)于冷卻溫度的調(diào)控實(shí)現(xiàn)同時(shí)分離去除水蒸氣和液態(tài)水汽。

本實(shí)用新型公開(kāi)的用于制膠廢氣的氣液分離器，包括外殼體、內(nèi)筒體、氣體入口、氣體出口和液體出口，所述內(nèi)筒體設(shè)置于外殼體內(nèi)，所述內(nèi)筒體與外殼體之間形成旋風(fēng)分離通道，所述內(nèi)筒體內(nèi)部中空形成內(nèi)部氣流通道，所述內(nèi)部氣流通道頂部與旋風(fēng)分離通道頂部相隔離，所述內(nèi)部氣流通道底部與旋風(fēng)分離通道底部相連通，所述氣體入口與旋風(fēng)分離通道的頂部相連通，所述氣體出口與內(nèi)部氣流通道的頂部相連通，所述液體出口設(shè)置于外殼體底部，所述外殼體的內(nèi)側(cè)壁上布置有外冷媒換熱結(jié)構(gòu)，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與冷媒通道相連通的外殼冷媒入口和外殼冷媒出口，所述氣體入口設(shè)置于外殼體頂部中心位置，所述氣體出口通過(guò)密閉彎管與內(nèi)筒體頂端相連接，所述旋風(fēng)分離通道內(nèi)設(shè)置有使氣體螺旋向下流動(dòng)的螺旋板。

優(yōu)選地，所述用于制膠廢氣的氣液分離器設(shè)置有內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)設(shè)置于內(nèi)筒體外側(cè)壁上，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與冷媒通道連通的內(nèi)筒冷媒入口和內(nèi)筒冷媒出口。

優(yōu)選地，所述外殼冷媒入口設(shè)置于外冷媒換熱結(jié)構(gòu)底部，所述外殼冷媒出口設(shè)置于外冷媒換熱結(jié)構(gòu)頂部，所述內(nèi)筒冷媒入口設(shè)置于內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)底部，所述內(nèi)筒冷媒出口設(shè)置于內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)頂部。

優(yōu)選地，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)和內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)的冷媒通道均為腔體結(jié)構(gòu)，所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)分別均勻排列設(shè)置有多層橫向擋板，所述各層擋板上均設(shè)置有冷媒流通口，且相鄰擋板上的冷媒流通口交錯(cuò)設(shè)置。

優(yōu)選地，所述內(nèi)筒體內(nèi)設(shè)置有冷媒換熱管，所述冷媒換熱管底端與內(nèi)筒冷媒入口相連接，頂端延伸出內(nèi)筒體頂部。

優(yōu)選地，所述冷媒換熱管為盤(pán)管形狀。

優(yōu)選地，所述內(nèi)筒冷媒出口與外殼冷媒入口通過(guò)管道相連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：該氣液分離器通過(guò)冷媒溫度和流速的控制對(duì)流過(guò)的多組分氣體進(jìn)行分離，同一般的空冷氣液分離器相比，由于冷媒溫度可以調(diào)控，本分離器可以對(duì)沸點(diǎn)有足夠差距溶劑的混合氣體實(shí)行在線分離，本分離器用于水性粘合劑生產(chǎn)工藝過(guò)程中尾氣處理的第一級(jí)分離，配合控溫收集器的二次蒸發(fā)作用，可以大大的減少?gòu)奈矚馐占乃葜杏袡C(jī)物的濃度，同時(shí)，尾氣水份排除后的有機(jī)氣體，在后續(xù)尾氣凈化的深冷回收時(shí)，避免了水汽在深冷條件下結(jié)霜堵塞管道的可能性，可保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的旋風(fēng)式氣液分離器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的氣液換熱器的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本實(shí)用新型的氣液分離器的結(jié)構(gòu)圖；

附圖標(biāo)記：外殼體1，內(nèi)筒體2，氣體入口3，氣體出口4，旋風(fēng)分離通道5，內(nèi)部氣流通道6，外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7，外殼冷媒入口8，外殼冷媒出口9，內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10，內(nèi)筒冷媒入口11，內(nèi)筒冷媒出口12，冷媒換熱管13，密閉彎管14，液體出口15。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖3所示，本實(shí)用新型的用于制膠廢氣的氣液分離器，包括外殼體1、內(nèi)筒體2、氣體入口3、氣體出口4和液體出口15，所述內(nèi)筒體2設(shè)置于外殼體1內(nèi)，所述內(nèi)筒體2與外殼體1之間形成旋風(fēng)分離通道5，所述內(nèi)筒體2內(nèi)部中空形成內(nèi)部氣流通道6，所述內(nèi)部氣流通道6頂部與旋風(fēng)分離通道5頂部相隔離，所述內(nèi)部氣流通道6底部與旋風(fēng)分離通道5底部相連通，所述氣體入口3與旋風(fēng)分離通道5的頂部相連通，所述氣體出口4與內(nèi)部氣流通道6的頂部相連通，所述液體出口15設(shè)置于外殼體1底部，所述外殼體1的內(nèi)側(cè)壁上布置有外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與冷媒通道相連通的外殼冷媒入口8和外殼冷媒出口9，所述氣體入口3設(shè)置于外殼體1頂部中心位置，所述氣體出口4通過(guò)密閉彎管14與內(nèi)筒體2頂端相連接，所述旋風(fēng)分離通道5內(nèi)設(shè)置有使氣體螺旋向下流動(dòng)的螺旋板。具體而言，螺旋板可連接于外殼體1的內(nèi)側(cè)壁或者內(nèi)筒體2的外側(cè)壁上，但是為了便于加工，所述螺旋板優(yōu)選焊接于內(nèi)筒體2的外側(cè)壁上。

使用時(shí)，首先向外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7中通入冷媒，通常為恒定40℃的溫水，并使之實(shí)現(xiàn)循環(huán)，氣液分離器通常連通水循環(huán)真空泵，使分離器內(nèi)壓力保持10kPa～16kPa，對(duì)應(yīng)水的沸點(diǎn)為46℃～55℃，控溫40℃可以保證水蒸氣冷凝為液態(tài)，而在此溫度下，有機(jī)殘單基本不凝結(jié)。

在現(xiàn)有的旋風(fēng)分離器中，主要靠離心力將氣體夾帶的液體分離出來(lái)，因此，需要?dú)怏w高速?gòu)那邢蜻M(jìn)入分離器，從而在分離器內(nèi)形成旋風(fēng)運(yùn)動(dòng)，若氣體進(jìn)入速度不足，則無(wú)法形成旋風(fēng)運(yùn)動(dòng)。但是本實(shí)用新型中由于設(shè)置有外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7對(duì)氣體進(jìn)行換熱降低氣體溫度，因而要求進(jìn)入的氣體速度不能過(guò)大，否則無(wú)法到達(dá)冷卻效果。對(duì)此，本實(shí)用新型將氣體入口3設(shè)置于外殼體1頂部中心位置，并在外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7朝向旋風(fēng)分離通道5的側(cè)面上設(shè)置有使氣體螺旋向下流動(dòng)的螺旋板。氣體以相對(duì)較低的速度從頂部進(jìn)入分離器，分離器內(nèi)中心位置設(shè)置有內(nèi)筒體2，迫使氣體向四周運(yùn)動(dòng)至外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7側(cè)面上并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，而外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7上設(shè)置有螺旋板，使得氣體以相對(duì)較低的速度螺旋向下運(yùn)動(dòng)，如此不但能夠達(dá)到氣液分離的目的，還能使氣體與外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7有充足的接觸時(shí)間進(jìn)行換熱。而由于氣體入口3設(shè)置在了頂部中心，因此無(wú)法采用與現(xiàn)有技術(shù)相似的換向隔板將氣體入口3與氣體出口4相隔離，為此，本實(shí)用新型在內(nèi)筒體2頂端連接密閉彎管14，通過(guò)密閉彎管14將內(nèi)筒體2頂端與氣體出口4連通，并使得氣體入口3與氣體出口4相分隔。

氣體經(jīng)外部旋風(fēng)分離通道5冷卻并分離液體后，再?gòu)膬?nèi)筒體2底部進(jìn)入內(nèi)部氣流通道6，在流通至密閉彎管14時(shí)，由于新進(jìn)入分離器的氣體溫度較高，彎管溫度較高，對(duì)內(nèi)部廢氣起到二次加熱的作用，可以有效防止氣體在進(jìn)入下一處理單元之前的管道內(nèi)由于溫度降低而冷凝出液態(tài)水，同時(shí)有利于下一工序能夠有較寬泛的溫度調(diào)節(jié)幅度。而冷卻分離形成的液態(tài)水下落至底部液體出口15排出，在液體出口15通?？稍O(shè)置疏水閥在自動(dòng)排水的同時(shí)防止氣體泄漏。

該氣液分離器可以通過(guò)調(diào)控冷媒的溫度及流速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于冷卻溫度的調(diào)控，進(jìn)而更徹底地去除廢氣中的水蒸氣并最大程度的減少冷凝水中的有機(jī)殘單的含量，而為了在內(nèi)部氣流通道6同樣實(shí)現(xiàn)溫度控制，分離器內(nèi)設(shè)置有內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10設(shè)置于內(nèi)筒體2外側(cè)壁上，所述內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10包括設(shè)置于其內(nèi)部的冷媒通道以及與冷媒通道連通的內(nèi)筒冷媒入口11和內(nèi)筒冷媒出口12。如此，氣體在沿內(nèi)部氣流通道6上升過(guò)程中，與內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10相接觸換熱，溫度降低的同時(shí)，在內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10的側(cè)壁上冷凝出液態(tài)水，液態(tài)水聚集以后并下流至分離器底部排出。為實(shí)現(xiàn)全面控溫，外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7通常需要覆蓋整個(gè)外殼體1側(cè)壁，而內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10則形成了整個(gè)內(nèi)筒體2側(cè)壁結(jié)構(gòu)。

要使冷媒充分發(fā)揮其效果，冷媒需要充滿內(nèi)外冷媒換熱結(jié)構(gòu)，為了更容易實(shí)現(xiàn)這一目的，所述外殼冷媒入口8設(shè)置于外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7底部，所述外殼冷媒出口9設(shè)置于外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7頂部，所述內(nèi)筒冷媒入口11設(shè)置于內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10底部，所述內(nèi)筒冷媒出口12設(shè)置于內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10頂部。如此只需直接向外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7或者內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10內(nèi)通入冷媒就能將其中的空氣排出，使冷媒充滿整個(gè)腔體。同時(shí)，使氣體低溫段對(duì)應(yīng)冷媒的低溫段，氣體高溫段對(duì)應(yīng)冷媒的高溫段，從而實(shí)現(xiàn)逆向換熱。

冷卻溫度的控制不止取決于輸入的冷媒溫度，同樣受冷媒流速的影響，若內(nèi)外冷媒換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的冷媒通道設(shè)置不當(dāng)，易造成腔體部分區(qū)域冷媒走短路，流動(dòng)很快，而部分區(qū)域冷媒流速又較慢，甚至形成流動(dòng)死區(qū)，不利于冷卻溫度的整體調(diào)控，為避免這一現(xiàn)象，所述外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7和內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10內(nèi)的冷媒通道均為腔體結(jié)構(gòu)，所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)分別均勻排列設(shè)置有多層橫向擋板，所述各層擋板上均設(shè)置有冷媒流通口，且相鄰擋板上的冷媒流通口交錯(cuò)設(shè)置。如此可以較大限度地使冷媒分別在內(nèi)外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7內(nèi)各區(qū)域保持較為恒定的流動(dòng)速度，以保證周向上冷媒溫度的一致性，方便對(duì)冷卻溫度的進(jìn)行調(diào)控。此外，還可將內(nèi)外冷媒換熱結(jié)構(gòu)7設(shè)置為緊密排列的盤(pán)管形式，亦可以達(dá)到這一效果。

內(nèi)部氣流通道6作為后一道換熱場(chǎng)所，其需要更好的換熱效果，因此，所述內(nèi)筒體2內(nèi)設(shè)置有冷媒換熱管13，所述冷媒換熱管13底端與內(nèi)筒冷媒入口11相連接，頂端延伸出內(nèi)筒體2頂部。所述冷媒換熱管13優(yōu)選為盤(pán)管形狀，進(jìn)一步加強(qiáng)氣流與冷媒的熱交換，在內(nèi)冷媒換熱結(jié)構(gòu)10側(cè)壁和冷媒換熱管13壁上均會(huì)冷凝出液態(tài)水，液態(tài)水聚集后向下流動(dòng)排出。

隨著氣流在分離器中的流動(dòng)，其溫度越來(lái)越低，為了在簡(jiǎn)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更好地冷卻分離效果，所述內(nèi)筒冷媒出口12與外殼冷媒入口8通過(guò)管道相連接。如此，從旋風(fēng)分離通道5到內(nèi)部氣流通道6整體上冷卻溫度逐漸降低，氣流溫度同樣逐漸降低，從而在整體上實(shí)現(xiàn)逆向換熱，換熱效率更高，而且也更有利于熱交換的調(diào)控。