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《旋流塔盘式气液分离器的设计计算及应用_汪瑛玲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《》2007年第4期工程科技旋流塔盘式气液分离器的设计计算及应用汪瑛玲(铜化集团化工研究设计院有限责任公司,安徽铜陵244000)摘要:本文介绍了旋流塔盘式气液分离器的结构、作用、工作原理、设计计算过程及应用,认为此种气液分离器能较好满足合成氨生产装置工艺需求,确保工艺系统的操作稳定性。关键词:气液分离器;旋流塔盘;改造;设计中图分类号:TQ113.25+1文献标识码:A文章编号:1672-0547(2007)04-0086-03铜陵顺华合成氨有限公司合成氨生产装置变脱工段原脱气为多种成份组成的混合气体,处理气量较大、除雾效率有一台气液分离器因处理气量小、分离效率低造成系统不要求较高,
2、通过比较分析,决定选用结构复杂、分离及除雾稳定、带液现象严重。为使含湿混合气体有效分离,确保变性能优越的旋流塔盘作为气液分离器除沫器内件。脱、脱碳等系统操作稳定性,决定对其进行改造。本着节约设计的气液分离器主要结构有支柱1、椭圆封头2、进投资、经济适用的原则,结合现场设备布置及安装情况,设气管3、筒体4、降液管5、支承板6、出气管12、人孔13、排计了一台带旋流塔盘式气液分离器设备,于2005年底投入污管14和旋流塔盘内件组成。带旋流塔盘式气液分离器结使用。构见图1所示。气液分离器主要用于分离带压输送的气体或混合气体旋流塔盘是一种喷射型塔盘,其形状犹如风车叶轮,由中的夹带的液体及少量的
3、冷凝液,也可用于分离或去除气体中的液体杂质,使气体成份得以净化,确保工艺系统操作稳定性。合成氨变脱工段原有气液分离器,筒体直径为DN1000,无内件,为空塔式,混合气体切向进入沿螺旋上升,依靠其离心惯力和液滴自身重力而使气液分离。究其处理气量小、分离效率低及带液现象进行分析、计算,认为主要存在以下几方面原因:一是设备老化、结构简单,筒内无除雾设施易带液;其二是结构尺寸偏小,导致处理能力低,气液分离效果差。为此,针对以上不足之处,重新进行计算、改造设计。一、设备结构和工作原理为减少液体的夹带损失,一般气液分离器内部均设置除沫器内件。常见的除沫器内件有折板除沫器、不锈钢丝网除沫器和旋流塔盘
4、式除沫器。相比而言,折板除沫器,结构简单,但耗用金属多、造价高、除雾效率较低,已逐渐被丝8-底板9-罩筒10-叶片11-盲板网除沫器取代;丝网除沫器具有比表面积大、重量轻、空隙率大、除雾效率较高以及使用方便等优点,但其只适用于洁净的气体,不适用于液滴1-支柱2-椭圆封头3-进气管4-筒体中含有或易析出固体物质的场合(如碱液、碳酸5-降液管6-支承板7-内筒8-底板氢铵溶液等),以免堵塞金属丝网,降低除沫效9-罩筒10-叶片11-盲板12-出气管率;旋流塔盘是一种喷射型塔盘,其旋流叶片强13-人孔14-排污管化了气液分离作用,其除雾效率高达90～99%。图1气液分离器设备结构示意图由于合
5、成氨生产装置所需分离及净化的变收稿日期:2007-06-09作者简介:汪瑛玲(1967-),女,四川筠莲人,铜化集团设计院机械工程师。-86-《》2007年第4期内筒7、底板8、罩筒9、旋流叶片10及盲板11组成一整(1)开孔率φ体。其形状参见A-A剖视图。旋流板的开孔率,是指气流通道截面积与塔盘面积的此设备的工作原理是利用离心分离原理和破沫捕雾原比值,对于除尘或除雾作用的外向板而言,开孔率取值为理,将变脱工段含有N2、H2、CO2和微Na2CO3混合带液气体φ=40%。从进气口切向进入,气流在筒体内螺旋上升,通过旋流塔盘(2)盲板直径DM叶片间隙时产生旋转和离心运动;在急剧改变方向和
6、离心旋流塔盘中央的盲板,起着分配液体和支承叶片的作力作用下,气体与液体分离。液体受到离心力的作用被甩向用。盲板直径将直接影响塔盘的开孔面积,一般按叶片外径器壁聚成液膜,并因重力作用沿壁汇集至集液槽,集液槽与11取值,可简化计算取DM==(～)DX。降液管相连,顺降液管流至器底外排。塔盘的开孔率大,可43允许的气体负荷高,并因液层薄,故而压力降较低,操作弹(3)旋流叶片性大,分离、除雾效率高、效果好。叶片外径DX由气体负荷而定,气流通道截面积也即各叶片间通道的法向截面积之和,忽略叶片厚度时,气流通道二、设计计算截面积为塔盘开孔区面积在通道截面方向上的投影,即:(一)设计参数和符号说明气液
7、分离器主要设计参数和符号说明见下表:(式-2)主要设计参数和符号说明一览表当计入叶片厚度时,须减去板片厚度所占的开孔面积:一、设计参数即工作压力P0.8MPa工作温度T常温℃工作介质N、H、CO和微Na正常处理气量Vs=4700m3/h(式-3)2222CO3(标)气体进出口径400mm式中,α为叶片仰角,即塔盘水平放置时,叶片与水平二、符号说明面的夹角,为保证塔盘效率和适当的压力降,一般取α=α叶片仰角,取25°Dx叶片直径,mm25°。β叶
