[发明专利]气液分离装置及其应用

说明书

本发明提供了一种气液分离装置，包括至少两个并联排列的内筒，在所述内筒的周向侧壁上布置有排液孔；以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在所述外筒上设有排液端口；设置在所述内筒入口端的旋流部件和导流结构；以及在内筒侧壁与外筒之间设置具有气体抽吸功能的抽吸管。本发明提供的气液分离装置结构简单紧凑，便于安装和使用，能耗较低。在气液法工艺中采用本发明提供的气液分离装置后，液滴运动路径缩短，动能增大，易于排液，气液分离效率得到显著提升，压降未明显增加。

技术领域

本发明涉及一种气液分离装置及其应用。

背景技术

聚乙烯，是一种热塑性合成树脂，具有热稳定性高、无毒无害、抗冲击性能优异等优点，广泛应用于包装、制造、吹膜等领域。近年来，学者们致力于自主研发新型聚乙烯生产工艺技术，气相法冷凝态工艺通过冷凝液的高效分离和可控注入，在流化床中设置差异化的温度区域和反应氛围，从而实现了在单一反应器中生产高性能聚乙烯树脂，极大地推动了工业生产的进步。在该工艺中，循环气与冷凝液混合物的快速分离是实现冷凝液可控注入以及反应器内温度、组分浓度分布精确调控的基础。因此，开发高分离性能的气液分离器是气相法冷凝态工艺的操作优化和产品改进的关键所在。

气液分离技术是利用一定装置从气流中分离出雾滴或液滴的技术。基于不同分离原理，气液分离器可分为重力分离器、惯性分离器和离心分离器。其中，离心分离器是研究较为广泛的气液分离器，具有操作灵活、设备运行稳定及维护方便等优点。离心分离主要指气液旋流分离，是利用离心力来分离气流中的液滴。螺旋片、分布器、导流锥、旋流板等是实现气液混合物作旋流运动的核心部件。气液混合物进入分离器后作旋流运动，在于侧壁进行碰撞过程中液块破碎，夹带的气体被释放，在离心力的作用下沿内外筒的不同路径排出装置外，实现气液分离。

专利CN 201811229809.6提供了一种气化降温-旋流聚结组合式气液分离器，采用气化降温-凝结分离-旋流分离和聚结分离串联组合的技术，包括壳体、气化降温段、集液室和强化分离段，分层次、分梯度分离气体中不同粒径的液滴颗粒。其中，强化分离段是由多个旋流分离器并联组成，聚结分离的核心内件是双层或多层的纤维聚结材料。本技术结合了气化降温、离心分离和聚结分离等优点，可以较高精度地分离出气体中夹带的液滴，但操作较为复杂，精度要求颇高，难以在工业上广泛使用。

浙江大学的专利CN 103301958 B和CN 102532359 B提出了一种气相法聚乙烯工艺中采用的气液分离器和旋流板的使用方法和装置，通过改进冷凝液的引入方式、旋流板的优化设计等方法，提高其气液分离效率，但装置仍存在一些不足：其一是气体可能会滞留与外筒中，导致外筒流体压力过高而影响排液，其二是由于旋流板直径、液滴分离路径、流体气速等因素影响，部分液滴向侧壁运动过程中动能不足，难以冲破液膜，导致分离效率的下降。

综上所述，现有的气液分离器存在分离效率低、制造难度大、能耗高等缺点。因此，有必要设计一种高性能的气液分离器，提高气液分离效果，使其更具备工业实用性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种分离效率高、结构紧凑、操作简单、便于灵活调节的并联式气液分离器。本发明提供的气液分离器包括旋流部件、布置多孔区的内筒以及外筒，外筒内并联排列有两个及以上的内筒。气液两相在旋流部件的导流作用下发生旋转，液体通过内筒周向侧壁设置的排液孔排出，进入外筒后通过排液端口排出，由此实现气液分离。

本发明的第一方面提供了一种气液分离装置，其包括至少两个并联排列的内筒，在所述内筒的周向侧壁上布置有排液孔；

以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在所述外筒上设有排液端口；

设置在所述内筒入口端的旋流部件和导流结构；以及

设置在内筒与外筒之间的抽吸管。

根据本发明，设置在内筒与外筒之间的抽吸管具有气体抽吸功能，其利用内外筒压差实现对外筒气体的抽吸，降低外筒压力，提高气液分离效率。