气液分离器选型

7.8气液分离器 7.8.1概述 气液分离器的作用是将气液两相通过重力的作用进行气液的分离。 7.8.2设计步骤 (1) 立式丝网分离器的尺寸设计 1) 气体流速( )的确定 气体流速对分离效率是一个重要因素。如果流速太大，气体在丝网的上部将把液滴破碎，并带出丝网，形成“液泛”状态，如果气速太低，由于达不到湍流状态，使许多液滴穿过丝网而没有与网接触，降低了丝网的效率。气速对分离效率的影响见下图： 图7-69 分离效率与气速的关系图 2) 计算方法 式中 为与丝网自由横截面积相关的气体流速， 、 为分别为液体和气体的密度， 为常数，通常 3) 尺寸设计 丝网的直径为 式中 为丝网自由截面积上的气体流速， 为丝网直径， 其余符号意义同前。 由于安装的原因(如支承环约为 )，容器直径须比丝网直径至少大l00mm,由图2.5.1-2可以快速求出丝网直径 4) 高度 容器高度分为气体空间高度和液体高度(指设备的圆柱体部分)。低液位( )和高液位( )之间的距离由下式计算： 式中 —容器直径, ； —液体流量, ； —停留时间， ； —低液位和高液位之间的距离, ； 液体的停留时间(以分计)是用邻近控制点之间的停留时间来示的，停留时间应根据工艺操作要求确定。 气体空间高度的尺寸见下图所示。丝网直径与容器直径有很大差别时，尺寸数据要从分离的角度来确定。 图7-70 立式丝网分离器 5) 接管直径 1　入口管径 两相混合物的人口接管的直径应符合下式要求 式中 ——接管内两相流速， ； ——气相密度， ； 由此导出 式中 ——接管直径， ; ——液体体积流量， ； ——气体体积流量， ； 其余符号意义同前。 由接管直径的确定图可以快速求出接管直径 ，图如下 图7-71 接管直径确定图 2　出口管径 液体、气体的出口接管的直径，不得小于连接管道的直径。液体出口接管可以用小于等于lm/s的流速来设计。气体出口流速取决于气体密度，密度小时，最大出口流速 。密度大时，选用较小的气体出口流速。任何情况下，较小的气体出口流速有利于分离。 6) 丝网装配 除考虑经济因素外，还应考虑工作温度、容器材料以及丝网本身的耐久性。采用聚丙烯或聚乙烯丝网时，应注意产生碳氢化合物的影响；采用聚四氟乙烯或不锈钢丝网时应考虑其受温度的限制；铝制容器内不能采用蒙乃尔丝网；在有水滴存在的条件下，钢制容器内不能采用铝制丝网。 7.8.3设计示例 —— 加氢产物气液分离罐 加氢产物气液分离罐的进料物流信息为： ， 计算可得 则  故选择直径 立式丝网分离器的总长度为：    代入数据可得 选择标准椭圆封头，曲面高度为250 ，直边高度为25 计算可知： 由图可读出 根据 的数据计算可知 由此导出 故入口管的直径为 7.8.4 加氢分离罐筒体与封头的校核 这里采用SW6-1998进行分离罐的强度计算，封头采用标准椭圆封头，校核数据如下： 表7-20 内筒体内压计算 内筒体内压计算 计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件 椭圆封头简图 计算压力 Pc 2.00 MPa 设计温度 t 45.00 ℃ 内径 Di 1000.00 mm 曲面高度 hi 550.00 mm 材料 0Cr19Ni9 (板材) 设计温度许用应力t 137.00 MPa 试验温度许用应力t 137.00 MPa 试验温度下屈服点 205.00 MPa   钢板负偏差 C1 0.80 mm   腐蚀裕量 C2 3.00 mm   焊接接头系数 1.00   厚度及重量计算 计算厚度 mm 有效厚度 e = n - C1- C2=8.20 mm 最小厚度 min = 3.30 mm 名义厚度 n = 12.00 mm 重量 524.09 Kg 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 试验压力值 PT = 1.25P =1.0000(或由用户输入) MPa 压力试验允许通过 的应力水平 t MPa 试验压力下 圆筒的应力 t = = 61.48 MPa 校核条件 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力 MPa 设计温度下计算应力 MPa t 137.00 MPa 校核条件 t ≥t 结论 合格             表7-21 内压椭圆上封头校核 上封头校核计算 计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件 椭圆封头简图 计算压力 Pc 2.00 MPa 设计温度 t 45.00 ℃ 内径 Di 1000.00 mm 曲面高度 hi 250.00 mm 材料 0Cr19Ni9 (板材) 设计温度许用应力t 137.00 MPa   试验温度许用应力t 137.00 MPa   钢板负偏差 C1 0.80 mm   腐蚀裕量 C2 3.00 mm   焊接接头系数 1.00   厚度及重量计算 形状系数 计算厚度 mm 有效厚度 e = n - C1- C2= 8.20 mm 最小厚度 min =2.00 mm 名义厚度 n = 12.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量 109.12 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 MPa 结论 合格             表7-22 内压椭圆下封头校核 下封头校核计算 计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件 椭圆封头简图 计算压力 Pc 2.00 MPa 设计温度 t 45.00 ℃ 内径 Di 1000.00 mm 曲面高度 hi 250.00 mm 材料 0Cr19Ni9 (板材) 设计温度许用应力 t 137.00 MPa   试验温度许用应力 t 137.00 MPa   钢板负偏差 C1 0.80 mm   腐蚀裕量 C2 3.00 mm   焊接接头系数 1.00   厚度及重量计算 形状系数 计算厚度 mm 有效厚度 e = n - C1- C2= 8.20 mm 最小厚度 min =7.33 mm 名义厚度 n = 12.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量 109.12 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 MPa 结论 合格             7.8.5 设计结果