??? (2) 臥式三相分離式

圖5-4為臥式的帶有界面控制器和堰板的典型臥式分離器的示意圖。流體進入分離器，并沖擊到進口擋板上。由于液流的動量突然變化，就產生液體和氣體的初始預分離，進口擋板包括一個降液器，將液流導向油氣界面的下邊，到達油水界面的附近。分離器的液體收集段提供足夠的時間，以便油和乳化形成的液層或油墊層位于上面，游離水沉降到底部。堰板保持水位。油則掠過堰板，堰板下游的油位則由液位控制器來控制。拍油閥又由液位控制器來操縱。

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??? 廢水經(jīng)過位于分離器油堰板上游的的噴嘴流出。界面控制器接受油水界面高度的訊號，然后控制器就將此訊號傳送到排水閥，這樣就使規(guī)定的水量從分離器內流走以保持油水界面穩(wěn)定在設計的高度。

??? 氣體成水平方向流經(jīng)除霧器而流出，通過壓力控制閥來保持分離器內的壓力不變。油氣界面則根據(jù)氣液分離的相對重要性可從直徑的一半變到直徑的75%。最為常見的情況是半滿狀態(tài)。

圖5-5表示“槽和堰”設計的代替結構，這種結構就不需要液體界面控制器，油和水二者流經(jīng)堰板；在堰板處液位的控制，是用簡單的變位浮子來實現(xiàn)的。油溢過堰板，進到油槽內。而油槽內的液位是由一個能操縱放油閥的液位控制器來控制。水從油槽下面流過，然后再流過水堰板，這個堰板下的液位是由一個能操縱放水閥的液位控制器來控制。

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旋風分離器又叫離心分離器，由筒體、錐形管、螺紋葉片、中心管和集液包等組成，如圖5-6所示。旋風分離器的主要特點是氣體和被分離液體沿分離器筒體壁切線方向以一定速度進入分離器，并沿簡體內壁作旋轉運動。由于被分離液滴的密度遠大于氣體，因而液滴在此旋轉運動中被拋向筒體壁，并附著在筒體壁上，聚集成較大液滴而沿筒體壁向下流動，最后流入分離器的集流段而被排放出去。

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旋風分離器體積小，效率高，但它的分離效果對流速很敏感，因而一般要求旋風分離器的處理負荷應相對穩(wěn)定，這就限制了旋風分離器的使用范圍。

常用的旋風分離器經(jīng)過改進后發(fā)展成循環(huán)分離器，如圖5-7所示。它分為兩個有效分離段。第一段，所有自由液滴即大部分夾帶在氣體中的液體靠離心力使其拋出。第二段，夾在氣體中的少量液體采用加大離心力的方法使其拋出。這種分離器也叫內流式循環(huán)分離器，此處內流即向心流，指的是全部氣流流向中央，如同在旋渦中心那樣。

流體通過切向接管進入分離器，氣流沿著入口室旋轉，然后它沿著光滑套筒與外殼之間下移進入旋流室。液體借離心作用被甩到旋流室壁上。仍在旋轉的氣體經(jīng)折流擋板向管中心匯聚，其速度增加并進入排氣管。此時殘存的快速氣旋中的液體拋向排氣管內壁，并沿著壁被氣體吹向氣體出口。然后此液體連同總氣量約10%的氣體支流，通過管壁上的空隙被吸出，進入循環(huán)管線后由擋板的中心孔返回進入旋流室。其吸力來自于旋渦中心的低壓區(qū)。從循環(huán)管線來的液體和測流氣體進入旋流室后，立即與快速旋轉著氣體相混合，液體再次被拋向管壁，此時已脫液的主氣流繼續(xù)向上，越過縫口從排氣管排出。

組合離心式分離器如圖5-8所示。帶液體的氣體進入分離器后首先進行一級分離，經(jīng)旋流發(fā)生器產生離心力，將液滴甩向器壁并在器壁處積聚。液滴在重力作用和氣體向下運動的帶動下，流入一級儲液室，然后氣體沿環(huán)形空間向上流，進入螺道進行一級分離。氣體經(jīng)螺道產生的高速旋流，將剩余的液沫有效地脫除。分離出的液沫在器壁處聚積并下流至二級儲液室。液體中挾帶的微量氣體經(jīng)文丘里-伯諾利管嘴返回氣體出口管。

這種分離器的分離效率可達99%，能在較寬的操作壓力和流量范圍內進行有效的分離。氣液兩相無反向流動，可防止液體的再飛散。一、二級分離出的液體分段聚集和排出，避免了因兩級的壓差而導致的液體串流飛濺，而且這種分離器體積較小。

它主要由圓筒形玻璃過濾元件和不銹鋼金屬絲除霧網(wǎng)組成，如圖5-9所示。

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過濾分離器是一分成兩級的壓力容器。第一級裝有一可換的玻璃纖維膜濾芯(管狀)，該濾芯安裝在幾根焊接在管板上的支座上，而管板則分隔一、二級分離室，設有一塊快開封頭，以便安裝與更換濾芯。第二級分離室裝有金屬絲網(wǎng)(或葉片式)的高效液體分離裝置。

在容器上設有三個測壓管嘴。一個設置在第一級上，另兩個設在第二級上，即在分離裝置之前和其后?；蛘咴谝?、二級分離室各設一個，在原料氣的進出管上各設一個測壓管嘴。壓力降是操作者唯一的指示，為了便于清洗或更換過濾元件，一般在容器上裝設一只精密差壓計。

要過濾的氣體進入一級分離室的容器內，大于或者等于10μm的固體與游離液滴，不能進入濾芯，而留在濾芯外，這些液滴聚集在一起排至容器的底部，并由排液管進入儲液罐。有些固體顆粒仍留在濾芯外邊形成一種濾餅。操作期間由于氣流的脈動，這種濾餅常堆積并碎落到容器底部。留在濾芯上的固體會堆積起來提高壓力降，故一級分離室需要放空(達到規(guī)定的壓力降時)進行清掃，以提高其效率。

??? 玻璃纖維過濾元件屬于深層過濾。氣體中的固體微粒和液滴在流過過濾層彎彎曲曲的通道時，不斷與玻璃纖維發(fā)生碰撞，每次碰撞都要降低其動能，當動能降低到一定值時，所有大于或者等于1μm的固體微粒就黏附在玻璃纖維的過濾層中，滯留在玻璃纖維中的固體微粒的粒徑隨著過濾層的深度逐漸減小。而氣體中的液滴也會逐漸聚集成較大的液滴，這是由于玻璃纖維和粘接劑(酚甲醛)之間存在有電化學相溶性，提供了微小液滴聚結成大液滴的有利條件。隨著更多的液滴被分離，液滴因其表面相互吸引而凝聚和結合成大的液滴，當這些聚集起來的液滴比進入過濾層前增大100～200倍時，重力與氣體通過過濾層摩擦阻力使這些液滴流出過濾層，進入濾芯的中心，而被帶進容器的第二級。由于液滴具有這樣大的尺寸，所以它們被二級分離裝置迅速地分離出，排至容器底部，通過排液管進入儲液罐。這種過濾元件不是根據(jù)一定的流量和流速來達到脫除微粒的目的，因此這種過濾分離器的操作彈性范圍大，在50%負荷時仍能達到滿意的分離效果。而且這種深層過濾所脫除的固體微粒和液滴的粒徑，要比離心式、重力式及表層過濾器小許多倍。只是玻璃纖維過濾元件尚需進行處理，使液滴不能浸潤纖維，而讓分離出的液體以液珠的形式附在過濾元件上。否則，當玻璃纖維浸濕之后，靜電力要下降。

?? ?氣體經(jīng)過過濾元件后，進入不銹鋼金屬絲網(wǎng)除霧器，進一步脫除微小液滴，來達到高的脫除效率。其作用是基于帶有霧沫或霧滴的氣體，以一定的流速所產生的慣性作用，不斷地與金屬表面碰撞，由于液體表面張力而在金屬絲網(wǎng)上聚結成較大的液滴，當聚集到其本身重力足以超過氣體上升的速度力與液體表面張力的合力時，液體就離開金屬網(wǎng)而沉降。因此當氣體速度顯著地降低時，就不能產生必要地慣性作用，其結果導致氣體中的霧沫漂浮在空間，而不撞擊金屬絲網(wǎng)，于是得不到分離。如果氣體速度過高，那么聚集在金屬網(wǎng)上的液滴不易脫落，液體便充滿金屬絲網(wǎng)，當氣體通過金屬絲網(wǎng)時又重新被帶入氣體中。由于除霧器是氣、液兩相以一定的流速流動而得到分離的方法，所以不管操作壓力多大，設計的除霧器元件均能保持一個相當穩(wěn)定的壓力降。在最大流速時，其壓力降約為1kPa。