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丝网除沫器及其在液环泵机组中的应用
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丝网除沫器及其在液环泵机组中的应用

罗姣娥

(广东省佛山水泵厂有限公司技术部)

提要:本文主要介绍丝网除沫器的工作原理、特点、结构型式及工艺计算;介绍丝网除沫器与重力分离相结合的分离罐结构及其在液环泵机组中的应用。

关键词:丝网除沫器、重力沉降分离、压力降、效率、运行成本

丝网分离是一种过滤方法,主要是把液滴从气流中分离出来。不仅结构简单,价格便宜,而且分离效率高。气液分离罐是液环泵机组的必要设备,主要有两个作用:一是储存工作液,为液环泵提供循环工作液;二是作为一个气液分离净化的设备,将液环泵排出气体所携带的液滴在此分开,气体经分离罐的排出口排放到指定地方,分离后的液滴继续留在分离罐内,作为下一次循环之用。可见气液分离效果的好坏直接影响到排出气体的纯度和工作液的损耗。如果分离不好,可能会影响系统下一步工艺并造成工作液浪费,直接影响用户的运行成本。

一、丝网除沫器工作原理及特点

图1 丝网除沫器原理
 
1、丝网除沫器的工作原理

如图1示,当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时,由于雾沫上升的惯性作用,雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降,使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用,使得液滴越来越大,直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时,液滴就从细丝上分离下落。气体通过丝网后,基本上不含雾沫。

2、丝网除沫器的特点

丝网除沫器具有结构简单体积小,除沫效率高,阻力小,重量轻,安装、操作、维修方便等特点。丝网对粒径≥ 3~5μm的雾沫,捕集效率达98%-99.8%,而气体通过的压力降却很小,只有250-500Pa,有利于提高设备的生产效率。

二、丝网的工艺计算

1、操作气速的确定

①丝网的液泛气速

丝网的液泛气速(即丝网操作中的极限气速)可由下式确定:

,( )

式中:  、 —液滴和进口气体的密度,( )

K—气液过滤器网常数,按表1规定:

表1 过滤器网常数K值

②丝网的操作气速

通过丝网的速度过低将会使液体滑移通过丝网,并被离开的蒸汽夹带出去;而过高的流速也会携带液体至丝网的顶部,然后由丝网表面再次夹带液体。大多数情况下,当速度为最适宜允许设计速度的30%~100%,可得到较好的除雾性能,一般按 ,( )进行计算。

2、丝网直径 的确定

处理气体所需的流通直径 计算: ,( )

式中: ­—气体处理量,( /s)

—操作气速,( )

—处理气体所需要的流通直径,( )

三、带丝网除沫器的分离罐设计要点

图2  带丝网的分离罐结构
 
分离罐有卧式与立式两种结构:卧式与立式相比,卧式分离罐有一个较大的气液界面,对液滴沉降较为有利,因此一般推荐卧式结构。图2为装有丝网除抹器的卧式分离罐的典型结构。在分离罐内部设有挡板,当具有一定流速的气液混合进入分离罐时,这时运动速度和方向突然发生改变,依靠重力沉降

达到气液的初步分离,气体出口设在容器顶部,并在其出口处设置了丝网,将气体带走的液滴进一步进行分离。在排出口有设备法兰,拆掉法兰即可取出丝网,定期对丝网进行清洗,防止丝网堵塞,增加阻力。

设计带丝网的分离罐需掌握以下几个要点:

1、丝网需水平放置

丝网是卷成圆形的扁平元件放置在分离罐内,分离罐无论是卧式还是立式,丝网必定是平放,以获得最佳的排液条件。

2、丝网型式选用

丝网的型式分为上装式和下装式两种,当人孔设在上方或无人孔但设有设备法兰时选用上装式丝网。考虑到装拆及维修方便,一般推荐用上装式的丝网。

3、确定丝网材质

丝网材料可选用304、304L、316、316L、Q235A等材质,根据实际工艺要求来选用合适的材质。

4、丝网厚度H的确定

根据除沫效率要求确定丝网厚度,一般选用H=150mm的丝网,如果除沫要求不高,也可选用H=100mm的丝网。通过丝网的压力降比较低,一个厚度为H=100mm与150mm的丝网除抹器的压力降约为2.5 ,对于工艺操作来说,基本可忽略不计。

5、H1、H2的确定

带液蒸汽的进口接管上方或容器内液面上方的空间H1应至少为150 mm ~300 mm,在蒸汽进入分离罐的排气接管之前, 丝网上方的分离空间H2应该至少留有300 mm左右。

6、装设栅条

由于在系统中,当蒸汽产生突然波动或脉冲时候,丝网趋于被向上吹起,因此需设横穿丝网顶部的固定栅条;当丝网尺寸超过300mm直径时,因丝网材料本身不能支撑其重力,故需在丝网下部装设支撑栅条。

7、方便拆装

分离罐需要设计成丝网容易拆装,清洗方便的结构。如果工作液不洁净,时间长了,丝网容易堵,堵后会严重影响分离效率,需定期对丝网进行清洗与维护。 

四、结束语

本文介绍的丝网分离器罐将重力分离与丝网分离相结合,实现了优势互补,扬长避短,在较大分离负荷范围内保证了高的分离效率,可成为液环泵机组中气液分离罐的标准配置,可在石化、制药、酮苯脱蜡等行业中推广应用。

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