氣液分離器

氣液分離器採用的分離結構很多，其分離方法也有：1、重力沉降；2、折流分離；3、離心力分離；4、絲網分離；5、超濾分離；6、填料分離等。

但綜合起來分離原理只有兩種：

一、利用組分質量（重量）不同對混合物進行分離（如分離方法1、2、3、6）。氣體與液體的密度不同，相同體積下氣體的質量比液體的質量小。

二、利用分散系粒子大小不同對混合物進行分離（如分離方法4、5）。液體的分子聚集狀態與氣體的分子聚集狀態不同，氣體分子距離較遠，而液體分子距離要近得多，所以氣體粒子比液體粒子小些。

一、重力沉降

1、重力沉降的原理簡述由於氣體與液體的密度不同，液體在與氣體一起流動時，液體會受到重力的作用，產生一個向下的速度，而氣體仍然朝著原來的方向流動，也就是說液體與氣體在重力場中有分離的傾向，向下的液體附著在壁面上彙集在一起通過排放管排出。

2、重力沉降的優缺點。

優點：1）設計簡單。2）設備製作簡單。3）阻力小。

缺點：1）分離效率最低。2）設備體積龐大。3）佔用空間多。

3、改進重力沉降的改進方法：1）設置內件，加入其它的分離方法。2）擴大體積。

4、由於氣液混合物總是處在重力場中，所以重力沉降也廣泛存在。由於重力沉降固有的缺陷，使科研人員不得不開發更高效的氣液分離器，於是折流分離與離心分離就出現了。

一個好的氣液分離器應具有如下特點：一、分離效率高。

一）分離效率的現狀

從氣液分離器的要求來看，就要求其能將氣體與液體儘可能分離，經過氣液分離器之後，液體就是液體，不含有氣體，而氣體就是氣體，不含有液體。當然一個分離器實際上其分離效率不可能100%，因種種原因實際的情況是根據不同分離要求來選擇氣液分離器。

1、分離要求比較低的，選擇重力沉降分離。

2、分離要求一般的，選擇普通的折流分離（擋板分離）或者普通的離心分離（旋流分離）。

3、要求較高的，選擇填料分離。

4、要求高的，選擇絲網分離。

5、要求很高的，選擇微孔過濾分離。

當然這樣選擇也不是絕對的，實際使用中氣液分離效率可能並不完全符合上述順序。其原因以後說明。

氣液分離器分離效率的選擇跟待分離的液體物性有關，如果液體粘度大，分子間作用力強，相對來說容易分離一些，所以油水分離器一般分離極數比水分離器低。同樣的分離要求，較粘液體的分離器的分離方式在上述順序中可以降低一檔。但較粘的液體存在的嚴重問題在於液體下流時間較長。

二）提高氣液分離器的分離效率的好處

上面說的是氣液分離器的現狀，那究竟這樣選擇是不是最合理的呢？

1、凈化分離器。

凈化分離器的作用是將氣體中無用或有害的液體分離出來，也就是說分離效率越高，氣體中無用或有害的液體越小，帶來的好處越多：如果是無用的液體少了，也就是使凈化氣體的使用效率高了，也就是氣體的使用成本低了；如果是有害的液體少了，就不光是凈化氣體使用成本低了，而且是降低了液體的危害程度，用戶的運行成本因此也明顯更降低了。典型的凈化分離器如：油水分離器。

油水分離器一般安裝在壓縮機的進口或者出口。

如果安裝在進口的油水分離器分離效率高，壓縮機的功效會提高，為什麼呢？因為壓縮機可以做有用功和無用功，如果進口氣體中間含有無用的油水越少，其有用功增加，其功效越高，那麼從長遠來看，降低的運行成本遠遠大於提高油水分離效率所用的成本。

如果分離效率提高了1%，也就是壓縮機電耗減少了1%，而一般提高分離效率1%所用的成本只相當於半年節省的電費。

如果安裝在壓縮機出口，可以凈化輸往用戶的氣體，從而使用戶的運行成本降低或者運行更加安全平穩，也明顯比提高氣液分離效率所用成本劃得來。

2、工藝介質分離器

工藝介質分離器的作用是工藝介質的氣液兩相分離，因為一般來說，系統就是利用工藝介質氣液兩相性質不同來循環運行的，如果氣液混合在一起，肯定會使整個系統的運行質量和效率下降。典型的工藝介質分離器如：製冷系統的蒸發器后氣液分離器。

製冷系統是利用製冷劑液體相變潛熱大來製冷的，工藝介質在蒸發器吸收了大量的被冷卻物質的熱量，從而由液相變成氣相，然後送往吸收器或壓縮機，然後是發生器或冷凝器，又從氣相變成液相。

如果蒸發器后氣液分離器的分離效率提高了1%，蒸發器的冷卻效率也提高了1%，冷劑泵或壓縮機電耗減少了1%，發生器或冷凝器的效率也提高了1%，而一般提高分離效率1%所用的成本只相當於壓縮機半年節省的電費。

3、產品分離器

產品分離器的作用是把混合在原料氣中液態產品分離下來，也就是說液體沒分離下來，產品就沒生產出來。典型的產品分離器如：合成氨系統中的氨分離器。

由於原料氣每次反應不可能完全，所以生成的氨和未反應完的原料氣是混在一起的，經過冷卻器后，大部分氣氨變成了液氨，經過分離器后，原料氣經壓縮機提壓後繼續進行反應。

如果分離效率提高1%，氨產量提高了1%，壓縮機的電耗降低了1%，氨塔反應的推動力提高了1%，而一般提高分離效率1%所用的成本只相當於壓縮機半年節省的電費。

從上面的分析來看，提高氣液分離器的分離效率是很必要的，很經濟的。

1、折流分離的原理簡述

由於氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到阻擋，氣體會折流而走，而液體由於慣性，繼續有一個向前的速度，向前的液體附著在阻擋壁面上由於重力的作用向下彙集到一起，通過排放管排出。

2、折流分離的優缺點

優點：1）分離效率比重力沉降高。2）體積比重力沉降減小很多，所以折流分離結構可以用在（高）壓力容器內。3）工作穩定。缺點：1）分離負荷範圍窄，超過氣液混合物規定流速后，分離效率急劇下降。2）阻力比重力沉降大。

3、改進　從折流分離的原理來說，氣液混合物流速越快，其慣性越大，也就是說氣液分離的傾向越大，應該是分離效率越高，而實際情況卻恰恰相反，為什麼呢？

究其原因：1）在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越大，說明單位時間內分離負荷越重，混合物在分離器內停留的時間越短。2）氣體在折流的同時也推動著已經著壁的液體向著氣體流動的方向流動，如果液體流到收集壁的邊緣時還沒有脫離氣體的這種推動力，那麼已經著壁的液體將被氣體重新帶走。在氣液比一定的情況下，氣液混合物流速越大，氣體這種繼續推動液體的力將越大，液體將會在更短的時間內流到收集壁的邊緣，而液體流到底部需要的時間不變，也就是說有更多已經著壁的液體被帶走而沒有分離下來。3）液體沒有固定的形狀，容易碎化，在著壁的同時，會產生更細的液滴重新返回氣相中，隨著流速的增大，液體收集壁的碰撞力越大，其碎化的傾向越大，而我們知道越細的液滴其慣性越小，越容易被氣體帶走。

原因分析清楚了，如何改進呢？從上述分析可以看出，第一點原因是沒有辦法解決的，只能從第二點、第三點原因著手。1）針對第二點，如果對已經著壁的液體進阻擋，使其不能流到收集壁的邊緣，或者讓氣體和已經著壁的液體分開，不產生或減弱推動作用，折流分離器的分離效率將大大提高。2）針對第三點，如果對鋼性收集壁進行改造，使液滴著壁的碰撞力減小，那麼折流分離器的分離效率也將大大提高。

折流分離原理簡述

由於氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到阻擋，氣體會折流而走，而液體由於慣性，繼續有一個向前的速度，向前的液體附著在獨擋壁面上由於重力的作用向下彙集到一起，通過排放管排出。

離心分離原理簡述

由於氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，液體受到的離心力大於氣體，所以液體有離心分離的傾向，液體附著在分離壁面上由於重力的作用向下彙集到一起，通過排放管排出。

填充分離原理簡述

由於氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到阻擋，氣體會折流而走，而液體由於慣性，繼續游一個向前的速度，向前的液體附著在獨擋填料表面上由於重力的作用向下彙集到一起，通過排放管排出。由於填料相對普通折流分類來說具有大得多的阻擋手機壁面積，而且多次反覆折流，液體很容易著壁，所以其分離效率有提高。

飽和氣體在降溫或者加壓過程中，一部分可凝氣體組分會形成小液滴·隨氣體一起流動。

氣液分離器作用就是處理含有少量凝液的氣體，實現凝液回收或者氣相凈化。

其結構一般就是一個壓力容器，內部有相關進氣構件、液滴捕集構件。

一般氣體由上部出口，液相由下部收集。

汽液分離罐是利用絲網除沫，或折流擋板之類的內部構件，將氣體中夾帶的液體進一步凝結，排放，以去除液體的效果。