过滤型气液分离器及使用方法与流程

1.本发明涉及液体中气泡的分离技术领域，尤其涉及一种过滤型气液分离器及使用方法。


背景技术：

2.传统的液相中气体分离常用重力法，即依靠气泡密度较低，在液体中靠浮力自然上浮，该方法需要的分离器体积较大，当系统压力增加时，气泡变小，受到的浮力变小，分离效率变低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种过滤型气液分离器及使用方法，用以解决现有气液分离器体积大、分离效率低的问题。
4.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
5.本发明提供了一种过滤型气液分离器，包括：
6.筒体，顶端具有气相出口，底端具有液相出口，且在所述筒体的侧壁上设置有气液混合物进口；
7.过滤隔板，设置在所述筒体的内腔中以将所述内腔切分为上腔体和下腔体；
8.第一液位监测装置，设置在所述下腔体中，所述第一液位监测装置的上限取样点靠近所述过滤隔板设置，所述第一液位监测装置的下限取样点位于所述上限取样点的下方；
9.液相均压管路，两端分别插入所述上腔体的液相和所述下腔体的液相中以能将两者连通，沿重力方向所述液相均压管路的下端位于所述上限取样点和所述下限取样点之间；
10.气相均压管路，两端分别插入所述上腔体和所述下腔体中以能将两者连通，所述气相均压管路的上端位于所述气液混合物进口的上方，所述气相均压管路的下端具有靠近所述过滤隔板的下表面设置的至少一个端口。
11.优选的，其中，所述过滤隔板的等效孔径不大于气液混合物中90％以上气泡中的最小气泡直径。
12.优选的，其中，所述上腔体中气液相界面与所述气液混合物进口位于同一高度。
13.优选的，其中，所述液相均压管路的下端与所述第一液位监测装置的下限联动阈值位于同一平面内。
14.优选的，其中，所述过滤隔板水平设置在所述筒体内部；或
15.所述过滤隔板倾斜设置在所述筒体内部，且所述气相均压管路的下端位于所述过滤隔板的下表面最高点。
16.优选的，其中，所述过滤隔板为平板；或
17.所述过滤隔板为弯折板，且所述弯折板具有至少一个弯折部。
18.优选的，其中，还包括用于监测所述上腔体中液位的第二液位监测装置，所述第二液位监测装置设置有上下限液位报警值以能在所述上腔体中的液位超限时进行报警。
19.优选的，其中，所述第二液位监测装置还设置有连锁值以能在所述第二液位监测装置监测的液位值超过所述连锁值时令所述过滤型气液分离器停止工作。
20.优选的，其中，所述过滤型气液分离器中的各部件采用工程塑料或由碳钢与不锈钢形成的复合材料制成。
21.本发明还提供了一种过滤型气液分离器的使用方法，利用任一项前述的过滤型气液分离器执行以下步骤以进行气液分离：
22.将气液混合物从所述气液混合物进口送入所述上腔体中进行第一次气液分离；
23.利用气液混合物的压力使其在向下透过所述过滤隔板进入所述下腔体时进行第二次气液分离；
24.基于所述第一液位监测装置的数值低于下限联动阈值，打开所述液相均压管路以使所述上腔体和所述下腔体中的压力均衡，当差压监测装置数值小于等于设定值时，打开气相均压管路，并将积聚在所述过滤隔板下表面的气相通过所述气相均压管路排往所述上腔体中的气相部分；
25.基于所述第一液位监测装置的数值高于上限联动阈值，依次关闭所述气相均压管路和所述液相均压管路以继续进行气液分离；
26.利用所述气相出口和所述液相出口分别将所述上腔体中的气相和所述下腔体中的液相排出。
27.本发明至少具有以下特点及优点：
28.本发明能节约设备体积、占地面积，设备投资及提高分离效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明过滤型气液分离器的结构示意图；
31.图2为本发明过滤型气液分离器的结构示意图；
32.图3为本发明过滤隔板的结构示意图；
33.图4为本发明使用方法的流程框图。
34.附图标记与说明：
35.1、筒体；2、气液混合物进口；3、气相出口；4、气相均压阀；5、气相均压管；6、过滤隔板；7、液相均压阀；8、液相均压管；9、第一液位监测装置；10、液相出口；11、第二液位监测装置；12、差压监测装置。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下文所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施方式一
38.本发明提供了一种过滤型气液分离器，请参见图1至图3，包括筒体1、过滤隔板6、第一液位监测装置9、液相均压管路、气相均压管路。
39.具体的，筒体1顶端具有气相出口3，底端具有液相出口10，且在筒体1的侧壁上设置有气液混合物进口2；过滤隔板6设置在筒体1的内腔中以将内腔切分为上腔体和下腔体；第一液位监测装置9设置在下腔体中，第一液位监测装置9的上限取样点靠近过滤隔板6设置，第一液位监测装置9的下限取样点位于上限取样点的下方；液相均压管路的两端分别插入上腔体的液相和下腔体的液相中以能将两者连通，沿重力方向液相均压管路的下端位于上限取样点和下限取样点之间；气相均压管路的两端分别插入上腔体和下腔体中以能将两者连通，气相均压管路的上端位于气液混合物进口2的上方，气相均压管路的下端具有靠近过滤隔板6的下表面设置的至少一个端口。在一些实施例中，第一液位监测装置9为差压变送器或磁翻板液位计。
40.在一些具体实施例中，气相均压管路包括气相均压管5和接入该管路中的气相均压阀4，气相均压管路的两端分别插入上腔体和下腔体中以能利用气相均压阀4将两者连通；在另一些具体实施例中，液相均压管路包括液相均压管8及接入该管路中的液相均压阀7，液相均压管8的两端分别插入上腔体的液相和下腔体的液相中以能利用液相均压阀7将两者连通。
41.在一些实施例中，过滤隔板6的等效孔径不大于气液混合物中90％以上气泡中的最小气泡直径。本领域的技术人员应当明白，过滤隔板6可以是开孔板也可以是能透过液相的板体结构(比如金属粉末烧结板，或者多层筛网烧结板，或者孔板与筛网的烧结板，或者过滤棉、过滤膜配合支撑孔板)，只要其具有等效孔就应当在本发明的保护范围之内。
42.在一些实施例中，请参见图1和图2，上腔体中气液相界面与气液混合物进口2位于同一高度。进一步的，液相均压管路的下端与第一液位监测装置9的下限联动阈值位于同一平面内。
43.在一些实施例中，请参见图1和图2，过滤隔板6水平设置在筒体1内部；在另一些实施例中，请参见图3，过滤隔板6倾斜设置在筒体1内部，且气相均压管路的下端位于过滤隔板6的下表面最高点。
44.在一些实施例中，过滤隔板6为平板。在另一些实施例中，过滤隔板6为弯折板，且弯折板具有至少一个弯折部，即形成具有一个弯折部的类似屋顶的结构，或形成具有多个弯折部的波浪板。
45.在一些实施例中，请参见图2，还包括用于监测上腔体中液位的第二液位监测装置11，第二液位监测装置11设置有上下限液位报警值以能在上腔体中的液位超限时进行报警。进一步的，第二液位监测装置11还设置有连锁值以能在第二液位监测装置11监测的液位值超过连锁值时令过滤型气液分离器停止工作。
46.在一些实施例中，请参见图2，还包括用于监测上腔体气相和下腔体隔板下方气相的差压监测装置12，当差压监测装置数值小于等于设定值时，打开气相均压管路，防止气体倒流。在一些实施例中，过滤型气液分离器中的各部件采用工程塑料(如缠绕树脂)或由碳
钢与不锈钢形成的复合材料制成(即在一些具体实施例中，过滤型气液分离器中的各部件均采用工程塑料(如缠绕树脂)制成，在一些具体实施例中，过滤型气液分离器中的各部件均采用由碳钢与不锈钢形成的复合材料制成，在另一些具体实施例中，部分部件采用工程塑料(如缠绕树脂)制成，部分部件采用由碳钢与不锈钢形成的复合材料制成)过滤型气液分离器中的各部件采用碳钢、不锈钢、复合板材或非金属材料制成。本领域的技术人员应当明白，过滤型气液分离器中各部件采用何种材料应当根据其能处理的介质温度、压力和物化特性等进行选型。
47.本发明能节约设备体积、占地面积，设备投资及提高分离效率。
48.实施方式二
49.本发明还提供了一种过滤型气液分离器的使用方法，请参见图4，利用实施方式一中任一种过滤型气液分离器执行以下步骤以进行气液分离：
50.s1、将气液混合物从气液混合物进口2送入上腔体中进行第一次气液分离；
51.s2、利用气液混合物的压力使其在向下透过过滤隔板6进入下腔体时进行第二次气液分离；
52.s3、基于第一液位监测装置9的数值低于下限联动阈值，依次打开液相均压管路和气相均压管路以使上腔体和下腔体中的压力均衡，并将积聚在过滤隔板6下表面的气相通过气相均压管路排往上腔体中；
53.s4、基于第一液位监测装置9的数值高于上限联动阈值，依次关闭气相均压管路和液相均压管路以继续进行气液分离；
54.s5、利用气相出口3和液相出口10分别将上腔体中的气相和下腔体中的液相排出。
55.下面通过几个具体实施例来对本发明做进一步的说明，请参见图1至图4，具体包括如下步骤：
56.本发明包括有筒体1、筒体1的内部中间部位设置有过滤隔板6。过滤隔板6的等效孔径小于液相中90％以上的气泡直径。过滤隔板6的下方(即下腔体中)为过滤后的液体，过滤隔板6上方空间(即上腔体)中的下半部分为气液混合物(即含有气泡的液体)，过滤隔板6上方空间中的上部为气相。气相和液相间装有第二液位监测装置11，第二液位监测装置11设置有液位上下限报警值，当液位高于上限值或低于下限值时能进行报警，进一步的，第二液位监测装置11还设置有连锁值，超越相应连锁值时过滤型气液分离器能停止工作。在一些实施例中，气液相界面与气液混合物进口2在同一个水平面上。
57.混合有气泡的液体从气液混合物进口2进入上腔体之后，较大的气泡自然上浮破裂进入气相。气液混合物中液相在压力的驱动下通过过滤隔板6，由液相出口10离开筒体1，液体中的气泡被过滤隔板6阻隔，富集后汇聚为大气泡，在浮力作用下上浮至液面破裂进入气相并由气相出口3离开筒体1，完成气液分离。
58.在一些实施例中，请参见图1和图2，在过滤隔板6下方装有第一液位监测装置9，其中上限取样点位于过滤隔板6下缘，下限取样点位于上限取样点的下方。当设备刚开始运行时，第一液位监测装置9显示数值为500mm，随着运行时间的增长，当过滤隔板6下缘集聚气体之后，第一液位监测装置9测得数值变小为399mm(即低于下限联动阈值400mm)，提示过滤隔板6下方集聚气体，此时可打开液相均压阀7，高压液体通过液相均压管8进入过滤隔板6下方，在一些实施例中，液相均压管8的下缘和第一液位监测装置9的下限联动阈值位于同
一水平面上。
59.由于液相均压管8的开启，差压监测装置12数值开始变小，当该检测值小于等于设定值时，打开气相均压阀4，过滤隔板6下方集聚的气体通过气相均压管5进入筒体1上部气相，在一些实施例中，气相均压管5的下端紧贴过滤隔板6的下缘，使得积聚气体尽可能的全部排出，进一步的，气相均压管5的数量设置为多个以应对积聚气体不同部位的排出。
60.在一些实施例中，请参见图3，过滤隔板6可设计成非水平且可以积聚气体的形式，而气相均压管5的下端位于气体积聚的最高点以保证积聚气体的尽快尽多的排出。
61.当第一液位监测装置9测得数值为491mm(即高于上限联动阈值490mm)时，关闭气相均压阀4和液相均压阀7。本领域的技术人员应当明白，上限联动阈值和下限联动阈值均能根据实际情况进行自定义与调整。
62.本领域的技术人员应当明白，该实施方式至少具有和实施方式一同样的有益效果，在此不对其进行赘述。
63.以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种过滤型气液分离器，其特征在于，包括：筒体，顶端具有气相出口，底端具有液相出口，且在所述筒体的侧壁上设置有气液混合物进口；过滤隔板，设置在所述筒体的内腔中以将所述内腔切分为上腔体和下腔体；第一液位监测装置，设置在所述下腔体中，所述第一液位监测装置的上限取样点靠近所述过滤隔板设置，所述第一液位监测装置的下限取样点位于所述上限取样点的下方；液相均压管路，两端分别插入所述上腔体的液相和所述下腔体的液相中以能将两者连通，沿重力方向所述液相均压管路的下端位于所述上限取样点和所述下限取样点之间；气相均压管路，两端分别插入所述上腔体和所述下腔体中以能将两者连通，所述气相均压管路的上端位于所述气液混合物进口的上方，所述气相均压管路的下端具有靠近所述过滤隔板的下表面设置的至少一个端口。2.根据权利要求1所述的过滤型气液分离器，其特征在于，所述过滤隔板的等效孔径不大于气液混合物中90％以上气泡中的最小气泡直径。3.根据权利要求2所述的过滤型气液分离器，其特征在于，所述上腔体中气液相界面与所述气液混合物进口位于同一高度。4.根据权利要求3所述的过滤型气液分离器，其特征在于，所述液相均压管路的下端与所述第一液位监测装置的下限联动阈值位于同一平面内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤型气液分离器，其特征在于，所述过滤隔板水平设置在所述筒体内部；或所述过滤隔板倾斜设置在所述筒体内部，且所述气相均压管路的下端位于所述过滤隔板的下表面最高点。6.根据权利要求5所述的过滤型气液分离器，其特征在于，所述过滤隔板为平板；或所述过滤隔板为弯折板，且所述弯折板具有至少一个弯折部。7.根据权利要求6所述的过滤型气液分离器，其特征在于，还包括用于监测所述上腔体中液位的第二液位监测装置，所述第二液位监测装置设置有上下限液位报警值以能在所述上腔体中的液位超限时进行报警。8.根据权利要求5所述的过滤型气液分离器，其特征在于，所述第二液位监测装置还设置有连锁值以能在所述第二液位监测装置监测的液位值超过所述连锁值时令所述过滤型气液分离器停止工作。9.根据权利要求6所述的过滤型气液分离器，其特征在于，所述过滤型气液分离器中的各部件采用工程塑料或由碳钢与不锈钢形成的复合材料制成。10.一种过滤型气液分离器的使用方法，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的过滤型气液分离器执行以下步骤以进行气液分离：将气液混合物从所述气液混合物进口送入所述上腔体中进行第一次气液分离；利用气液混合物的压力使其在向下透过所述过滤隔板进入所述下腔体时进行第二次气液分离；基于所述第一液位监测装置的数值低于下限联动阈值，打开所述液相均压管路以使所述上腔体和所述下腔体中的压力均衡，当差压监测装置数值小于等于设定值时，打开气相
均压管路，并将积聚在所述过滤隔板下表面的气相通过所述气相均压管路排往所述上腔体中的气相部分；基于所述第一液位监测装置的数值高于上限联动阈值，依次关闭所述气相均压管路和所述液相均压管路以继续进行气液分离；利用所述气相出口和所述液相出口分别将所述上腔体中的气相和所述下腔体中的液相排出。

技术总结
本发明公开了一种过滤型气液分离器及使用方法，包括：筒体，顶端具有气相出口，底端具有液相出口，在筒体的侧壁上设置有气液混合物进口；过滤隔板，设置在筒体的内腔中以将内腔切分为上腔体和下腔体；第一液位监测装置，设置在下腔体中，第一液位监测装置的上限取样点靠近过滤隔板，第一液位监测装置的下限取样点位于上限取样点的下方；液相均压管路，两端分别插入上腔体的液相和下腔体的液相中以能将两者连通，沿重力方向液相均压管路的下端位于上限取样点和下限取样点之间；气相均压管路，两端分别插入上腔体和下腔体中以能将两者连通，气相均压管路的上端位于气液混合物进口的上方，气相均压管路的下端具有靠近过滤隔板的下表面设置的至少一个端口。下表面设置的至少一个端口。下表面设置的至少一个端口。


技术研发人员：王杰鹏 朱艳兵 宋时莉 郝珍 任航星 袁先明 杨泽鹏 李非凡 宫玮 焦文强
受保护的技术使用者：中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/20