文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持气一液分离器设计杨德华修改 标记简要说明修改 贞他编制校核审核审定日期2005-05-01 实施2005-04-15 发布文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持目次1 总则1.1 目的1.2 范围1.3 编制本标准的依据2 立式和卧式重力分离器设计2.1 应用范围2.2 立式重力分离器的尺寸设计2.3 卧式重力分离器的尺寸设计2.4 立式分离器（重力式）计算举例2.5 附图3 立式和卧式丝网分离器设计3.1 应用范围 3.2 立式丝网分离器的尺寸设计3.3 卧式丝网分离器的尺寸设计3.4 计算举例3.5 附图4 符号说明1总则1.1 目的本标准适用于工艺设计人员对两种类型的气一液分离器设计，即立式、卧式重力分离器设计和立式、卧式丝网分离器设计。并在填写石油化工装置的气一液分离器数据表时使用。1.2 范围本标准适用于国内所有化工和石油化工装置中的气一液分离器的工程设计。1.3 编制本标准的依据：化学工程学会工艺系统工程设计技术规定 HG/T20570.8-1995第8篇气一液分离 器设计。2立式和卧式重力分离器设计2.1 应用范围2.1.1 重力分离器适用于分离液滴直径大于200仙m勺气液分离。2.1.2 为提高分离效率，应尽量避免直接在重力分离器前设置阀件、加料及引起物料的转向。2.1.3 液体量较多，在高液面和低液面间的停留时间在69min,应采用卧式重力分离器。2.1.4 液体量较少，液面高度不是由停留时间来确定，而是通过各个调节点间的最小距离100mme加以限制的，应采用立式重力分离器。2.2 立式重力分离器的尺寸设计2.2.1 分离器内的气速2.2.1.1 近似估算法0.5Vt Ks GG(2.2.1-1)式中Vt浮动(沉降)流速，m/s；pl、pg液体密度和气体密度，kg/m3；Ks系数 .*d =200 nW, Ks=0.0512; .*d =350 m寸，Ks=0.0675。近似估算法是根据分离器内的物料流动过程，假设Re=130,由图2.5.1 1查得相应的文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持 阻力系数C=1,此系数包含在Ks系数内，Ks按式（2.2.1 1）选取。由式（2.2.1 1）计算出浮动（沉降） 流速（M）,再设定一个气体流速（Ue）,即作为分离器内的气速，但Ue值应小于M。真正的物料流动状态，可能与假设值有较大的出入，会造成计算结果不准确，因此近似估算法只能用于初步计算。2.2.1.2 精确算法从浮动液滴的平衡条件，可以得出：0.5(2.2.1、/ 4gd *（ L g）Vt3Cw G式中Vt浮动（沉降）流速，m/s；d* 液滴直径，m；PL、PG液体密度和气体密度，kg/m3;g重力加速度，9.81m/s 2;C阻力系数。首先由假设的R嗷，从图2.5.1 1查。，然后由所要求的浮动液滴直径（d*）以及plPGR式（2.2.1 2）来算出V；,再由此V；计算ReRe* dVt g(2.2.1式中ng气体粘度，Pa-S 其余符号意义同前。由计算求得Rea,查图2.5.1 1,查得新C,代入式（2.2.1 2）,反复计算，直到前 后两次迭代的R嗷相等，即Vt Vt为止。取Ue&Vt,即容器中的气体流速必须小于悬浮液滴的浮动（沉降）流速（ V2.2.2 尺寸设计尺寸图见图2.2.2所示2.2.2.1 直径0.5(2.2.2-1)D 0.0188 VGmaxUe式中d分离器直径，n3文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持Ue容器中气体流速， m/s。由图2.5.1 2可以快速求出直径（D） O2.2.2.2 高度容器高度分为气相空间高度和液相高度，此处所指的高度，是指设备的圆柱体部分，见 图2.2.2所示。低液位（LL）与高7位（HD之间的距离,采用式（2.2.2 2）计算HlMt47.1D2(2.2.2-2)式中H_液体高度，m；t停留时间，min；d容器直径，nVl液体体积流量，m/h。气、液图2.2.2立式重力分离器停留时间（t）以及釜底容积的确定，受许多因素影响。这些因素包括上、下游设备的工艺 要求以及停车时塔板上的持液量。当液体量较小时，规定各控制点之间的液体高度最小距离 为100mm表示为：LL （低7位）-100mmLA （低液位报警）-100mmNL （正常液位）-100mmHA （高液位报警）-100mmHL （高液位）。2.2.2.3 接管直径1）入口接管两相入口接管的直径应符合式（2.2.2 3）要求。2Gup 3.34X10-3(V3+ Vl)0.5 G25(2.2.24)式中文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.V Vl分别为气体与液体体积流量，m3/h;DP接管直径，m由图2.5.1 3可以快速求出接管直径。2）出口接管气体出口接管直径，必须不小于所连接的管道直径。液体出口接管的设计，应使液体流速 小于等于1m/s。任何情况下，较小的出口气速有利于分离。2.3 卧式重力分离器的尺寸设计2.3.1 计算方法及其主要尺寸设备尺寸计算的依据是液体流量及停留时间。按式（2.3.1）求出“试算直径” DT,在此基础 上，求得容器中液体表面上的气体空间，然后进行校核，验证是否满足液滴的分离。卧式重力 分离器的尺寸见图2.3.1所示。试算直径1dt2Vt（2.3.1）C A式中C=Lt/DT=24（推荐值是 2.5）;DT、Lt分别为圆柱部分的直径和长度，m；u液体的体积流量，m/h ；t停留时间，min；A可变的液体面积（以百分率计）即A=&OT （Aa+A）,均以百分率计其中ATOT总横截面积，Aa气体部分横截面积，外A液位最低时液体占的横截面积，%气气、液Lt图2.3.1卧央重力分离器通常开始计算时取A=80%并假设气体空间面积A为14%最小液体面积A为6%文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.选择C值时，须考虑容器的可焊性（壁厚）和可运输性（直径、长度）。由D和A=14%查图2.5.1-4，得出气体空间高度（a）,a值应不小于300mm如果a300mm 需用A 80%勺数值，再进行计算新的试算直径。2.3.2 接管距离两相流进口接管与气体出口接管之间的距离应尽可能大，即Ln=Lt及Lt=c- DTo式中Ln两相流进口到气体出口间的距离，m;Lt圆筒形部分的长度，R!根据气体空间（Aa）和一个时间比值（R）（即液滴通过气体空间高度所需沉降时间与气 体停留时间的比）来校核液滴的分离，计算进口和出口接管之间的距离（Ln）。(2.3.21),0.524 a VGL nD；Aa(L-)0.5 RG式中Ln、Dt、a分别为进出口接管间距离、卧式容器直径和气体空间高度，R1Vg-气体流量，R3/h；pl、pg分别为液体密度、气体密度，kg/m3;A气体部分横截面积，。%R寸于 d=350p m,使用 R=0.167对于 d=200p m,使用 R=0.127R= T s/ T T其中r s直径为d*的液滴，通过气体空间高度（a）所需要的时间，s；TT气体停留时间，So两相流进口到气体出口间的距离（Ln）不应小于Ln。接管设计见2.2.2.3规定。2.3.3 液位和液位报警点计算实例已知：V=120n3/h , t=6min, D=2000mm LT=5000mm 最低液位高度 hLL=150mm最低液位（LL）、低液位报警（LA）、正常液位（ND、高液位报警（HQ、最高液 位（HD之间的时间间隔分别是2、1、1、2min。要计算对应时间问距的各液位高度。解题：如图2.3.3所示。文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持最低液位，即液面起始高度（计算时间为 0）的液位高度（hLL）为150mm容器横截面积（At。:相当于液体在容器中停留时间为1min所占的横截面积为：_ . ., _、_2A=120X 1/ （60X5） =0.4m图2.3.3卧式重力分离器液位高度其它几个高度按下述方法求出：hLL/0=150/2000=0.075 ,由图 2.5.1 5查得-A0.034（hLL即是图中 h）。ATOT得 & a 2A10.107 2 0.4ATOTATOT3.140.2890.107 3 0.4374查图2.5.1 5得 M 0.333,从最低液位经2min后得到液面高度为 Dt0.416h查图2.5.1 5导 8=0.434,过 1min 后，放面图度为 hNL=0.434 X 2000=868m mhNL 即是 Dt图中h）得 & A 4A10.107 4 0.4 0.544AtotAtot3.14Dt查图2.5.1 5 得皿=0.535,再过 1min 液面高度为 hHA=0.535XDT=0.535X 2000=1070mm0.107 6 0.4 0.798（上唧是图中h）3.14得 AhlA 6AATOTATOT查图2.5.1 5得近 0 746,再过2min液面高度为 hHL=0.746XD=0.746X2000=1492mm Dt（hHL即是图中h） 02.4 立式分离器（重力式）计算举例2.4.1 数据VL=8.3m3/h文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.VG=521.7m7hP L=762kg/m33P G=4.9kg/mT=318KP=0.324MPaG=14.6X10-6Pa s.*d =350X 10-6mVma=135%Vmin=70%停留时间t=6min,要决定分离器尺寸。2.4.2 解题2.4.2.1浮动流速（V）由式（2.2.1 2）计算=4 X350X 10-6x(762-4.9)/( 3 x 1X4.9) 0.5=0.841 m/s由式(2.2.1 3)计算由图2.5.1 1查得G=1.25,由式(2.2.1 2)计算，得Vt=0.75 ,再由式(2.2.1 3)计算,得Re=88.4,由图2.5.1 1查得2.4.2.2尺寸直径Dmin0.0188(VGmx)0.5Vt=0.576m取 D=0.