周文水

（棗莊職業(yè)學院，山東 棗莊 277800）

一、概述

氣液分離存在于很多化工過程中，分離效率的高低是直接關系到企業(yè)生產(chǎn)過程能否長周期安全穩(wěn)定運行的重要因素之一。多年以來，人們對反應器、塔器、冷熱交換器以及新工藝和新技術的開發(fā)創(chuàng)新極為重視這促進了我國化工工業(yè)的飛速發(fā)展。但仍有一些企業(yè)存在著設備管道長期腐蝕，交換器列管腐蝕堵塞，催化劑結皮，檢修頻繁，生產(chǎn)不穩(wěn)定，消耗高效益低等問題，危及企業(yè)的生存和發(fā)展。原因是不僅是企業(yè)在管理方面的問題，很多的情況下都與沒有解決好工藝過程中氣液分離的問題有關。例如:在聯(lián)醇工藝半水煤氣生產(chǎn)中，入爐蒸汽帶水，影響發(fā)氣量，造成上行管道內襯碎裂脫落，導致管道燒穿，必須停爐修理；洗氣塔出口氣水分離不好，極易被人們忽視，致使含硫化氫的廢水存留從而加速對管道和氣柜的腐蝕；壓縮機出口氣體油水分離度低，將液體帶入下一工段，可逐步加劇使塔器、反應器及熱交換器列管腐蝕堵塞，阻力增加，造成檢修頻繁，類似這樣的問題還有很多，不一一列舉。

二、經(jīng)典式氣液分離器性能粗析

1重力沉降式分離器。它是一種利用液滴在重力場中的重度差，使之達到氣液分離的目的設備。這類分離設備結構簡單，體積大，占地面積多，分離效率低，分離物易受氣流干擾而產(chǎn)生二次夾帶，除少數(shù)特殊場合外，一般已很少采用。

2旋風分離器。這種設備需要較高的氣體進口速度，以使氣流中液滴在其慣性力的作用下沖向器壁富集，超過液滴自身重力時流動到到器底，達到氣液分離目的。分離效率較高，體積較小，有一定的阻力損失，目前被廣泛采用，但是該設備在氣量大幅度波動時容易發(fā)生分離物二次夾帶損失。

3填料類分離器。這類分離器的處理能力隨填料類別不同而有較大差異。一般的規(guī)律是；塊形填料<矩鞍形陶瓷填料<波紋填料<絲網(wǎng)填料。絲網(wǎng)填料有較大的比表面積，空隙率高，可容許較高空速的氣流通過，分離效率高，處理能力大，價格貴。采用塊形填料，使用時受到液泛速度的限制。工廠產(chǎn)能擴大后，應對原有氣液分離器進行核算，并作相應改造。

4.靜電除塵器。在高電壓的作用下，塵粒帶電荷，向異性極沉積而分離，要在一定條件下方可采用，是一種除塵效率較高的設備。

三、高效自清式氣液分離器設計初探與應用

1.高效自清式氣液分離器應具有應以下性能：

a適應性好，在相同尺寸的情況下應有處理能力大，分離效率高的性能；b采用不銹鋼絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)帶形填料為分離介質，氣液接觸面積大，氣流阻力小；c在操作條件下，有很好的自清作用，使用周期長，維修處理方法簡單，費用低；d采用‘上進上出’的氣體流動方式，縮短氣流路線，減少阻力；e液體分離后沒有二次夾帶現(xiàn)象發(fā)生；f構造簡單，制造安裝方便，造價低，效益高。

2.高效自清式氣液分離器設計初探

a進口管徑的確定。在操作條件下，遵照填料類分離器進口管氣速設計規(guī)范。使氣流中的液滴具有足夠的慣性到達分離介質表面。為確保管內氣流直線運動，在出口管端裝有柵形氣體分布器；

b容器尺寸的確定。在操作條件下，選用小于所采用填料允許操作的空速。容器下部應留有一定空間，以使氣體有緩沖停留時間，液體有儲存容積，便于定期排放。

c氣體進口管端與分離介質表面的距離取等于入口管徑的1-3倍。

d氣體進口管端面與出口管中心距設為入口管徑的2-3倍。

3.高效自清式氣液分離器的應用實例

首先我們以某聯(lián)醇廠精脫硫槽進口氣液分離器的改進為例。經(jīng)計算，原有容器尺寸適合工藝要求，繼續(xù)采用。首先將氣體進口改從容器頂部插入，上側部出口，在容器內出口處設一擋板，防出口氣體走近路，原進出口按規(guī)定要求封閉。同時，取消原塊形填料，設二層不銹鋼絲網(wǎng)帶形（h=100mm）填料，每層高100mm，用該規(guī)格的帶形不銹鋼絲網(wǎng)適度盤繞而成，二層間距400mm，用角鋼圈固定于器壁，以50x5mm扁鋼作柵條，間隔50-100mm，固定于角鋼圈上。二層填料表面各鋪一層網(wǎng)孔為4x6mm不銹鋼絲網(wǎng)用50x5mm扁鋼加固。對于進口管端設柵形分布器的設置，選擇與出口管中心距取2倍進口管徑，器外下部設與容器壓力等級相同的液位計L=800mm一處，容器下一步應留存一定的空間，作為氣體緩，分離液的儲存，一邊定期排放。投入運行后效果良好，不僅將精脫硫劑的使用期限延長了一年多，同時也延長了分離器的清理周期，大大減少修理費用和時間，生產(chǎn)安全穩(wěn)定，每年可為企業(yè)帶來近百萬元的節(jié)能經(jīng)濟效益。

其次我們對某企業(yè)壓縮機油分離器進行了改造。原有油分離器使用矩鞍形填料，開始效果很好，使用一年后發(fā)現(xiàn)該器阻力明顯增大，帶油嚴重，甚至無法維持生產(chǎn)。停機檢查后發(fā)現(xiàn)，塔器內填料由于油泥黏結成塊致使催化劑表層板結。原因是該企業(yè)擴大生產(chǎn)能力后，原有氣液分離器沒有改造，容器內氣體空速提高，存于填料的油污不能順利流下排出所致，由于檢修填料時裝卸清洗費工費力費時，而且每年都要定期或不定期清理，給生產(chǎn)造成很大影響。我們使用不銹鋼絲網(wǎng)填料作為分離介質。經(jīng)計算，容器可正常使用，采用網(wǎng)孔為4-6mm不銹鋼絲網(wǎng)兩層，每層兩塊，以角鋼圈和柵形鋼條固定于容器內壁，層間距600mm，每層分別用扁鋼加以固定防止被吹翻，與容器器壁應密封好。容器外下部設液位計l600-800mm一處。投入運行近兩年來，下工序工藝指標正常，催化劑活性良好，生產(chǎn)穩(wěn)定，解決了催化劑頻繁更換熱交換器列管腐蝕堵塞這個引響生產(chǎn)的關鍵，減少了檢修時間和勞動強度，每年節(jié)省購置催化劑費用及開停車費用數(shù)十萬元，生產(chǎn)周期長而穩(wěn)定，企業(yè)面貌煥然一新，經(jīng)濟效益顯著。設備大修時，對分離器進行檢查，發(fā)現(xiàn)器內干凈，絲網(wǎng)上除有極少的管路鐵銹皮外別無他物，無需撤出清理，節(jié)省工時。工藝流程。

此外，脫碳塔出口氣液分離器的脫碳液的回收；甲醛吸收塔出口氣液分離器的甲醛回收降低消耗，液體粗脫硫塔出口氣中脫硫劑的回收等，如都改用此類結構的氣液分離器，將會對工廠效益有較大的提升。

綜上所述，高效自清式氣液分離器的廣泛采用，將為化工生產(chǎn)的長周期安全穩(wěn)定運行，降低消耗，提高效益打下良好基礎。

[1]侯建龍.高壓系統(tǒng)旋風分離器的研究[D].天津大學，2012.