[发明专利]导流式气液分离单元、气液分离装置及多相流反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气液分离部件，具体地，涉及一种导流式气液分离单元，其用于从气液混合物中分离液体。进一步地，本发明涉及一种包括所述导流式气液分离单元的气液分离装置。此外，本发明还涉及一种包括所述气液分离装置的气液分离单元。

背景技术

由于在工作时对于气体的干燥度等存在要求，流体处理系统（例如多相流反应器等）中的一些环节需要采用气液分离装置将气液混合物中的液体或浆态液体分离出来。现有技术中的气液分离器普遍采用重力沉降或碰撞聚结液滴等气液分离手段来进行气液分离，但是其气体出口排出的净化气体中的含液量达1200～20000mg/m³，其粒径约为1～250μm，即净化气体普遍带液过量，常常难以满足使用要求。

美国专利US6176900B1公开了一种气液处理装置，其通过高速旋转进入装置的气液混合物，而依靠离心力分离液体。该气液处理装置包括柱状筒体，该柱状筒体的下端为气液混合物进口，中部设有旋转导流装置，上端为纯净气体排出口。但是，这种气液分离装置存在明显的结构缺陷，其液体排出口B为筒体侧壁上的多个槽形开口，这些槽形开口邻近于旋转导流装置。即在气液混合物形成旋流后，直接通过槽形开口进行液体的分离排出，实际上，气体中的液体在旋流场中聚集需要一定的时间。这种现有技术的气液分离装置在气液分离过程中，由于旋流气液混合物的旋转流动，其需要大量损失气体，通过槽形开口排出的绝大多数仍然为气液混合物而不是液体，其并不能有效地形成气液分离功能，并且其净化气体排出口中排出的净化气体仍然普遍带液过量。

有鉴于现有技术的上述缺陷，需要设计一种新型的气液分离装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种导流式气液分离单元，该导流式气液分离单元能够相对有效地提高气液分离精度，从而改善现有技术净化气体普遍带液过量的问题。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种气液分离装置及多相流反应器，其能够相对有效地提高气液分离精度，从而改善现有技术净化气体普遍带液过量的问题。并且，优选地，所述气液分离装置还能够提高分离效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种导流式气液分离单元，包括中空的单元主体，该单元主体具有进口区、净化气体出口区以及位于该进口区与净化气体出口区之间的液体出口区，其中，所述单元主体的内部空间依次包括用于接收所述进口区输入的气液混合物的流动引导区、液体粒径增大聚集区和气液分离区，其中所述流动引导区设有用于使得气液混合物形成旋流的导流机构；所述液体粒径增大聚集区接收形成旋流的所述气液混合物，并具有预设通流长度以能够通过形成旋流的所述气液混合物产生的离心力而在该液体粒径增大聚集区的内壁面上形成液膜；所述气液分离区分别与所述净化气体出口区和液体出口区流体连通，以能够通过该净化气体出口区和液体出口区从该气液分离区分别输出净化气体和分离出的液体。

具体地，所述单元主体包括各自具有第一端口和第二端口的输入管和输出管，其中所述输入管的第一端口形成为所述进口区，第二端口用于向所述输出管的第一端口输送气体，并且所述输出管的第二端口形成为所述净化气体出口区，所述输入管的内部空间依次包括安装有所述导流机构的流动引导区和液体粒径增大聚集区，并且所述输入管的第二端口和所述输出管的第一端口相邻的区域形成为所述气液分离区。

优选地，所述输入管的直径大于所述输出管的直径。

优选地，所述输入管的第二端口与所述输出管的第一端口彼此相对或者在与所述输入管的第二端口所处的平面相垂直的方向上部分重叠。

更优选地，所述导流式气液分离单元还包括导液件，该导液件的至少一部分设置在所述气液分离区的上方，且该导液件沿竖直方向至少覆盖所述气液分离区，所述导液件与所述输入管的外壁面之间的间隔形成为所述液体出口区。

尤其优选地，所述流动引导区的通流长度为第一通流长度H1，所述液体粒径增大聚集区的所述预设通流长度为第二通流长度H2，其中0.6≤H2/H1≤2.3。

更优选地，所述第一通流长度H1与所述第二通流长度H2的比值H2/H1为1.2≤H2/H1≤1.7。

在上述导流式气液分离单元的技术方案基础上，本发明提供一种气液分离装置，其中，所述气液分离装置中安装有至少一个上述的导流式气液分离单元。