絲網(wǎng)除沫器及其在液環(huán)泵機(jī)組中的應(yīng)用

羅姣娥

（廣東省佛山水泵廠有限公司技術(shù)部）

提要：本文主要介紹絲網(wǎng)除沫器的工作原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)型式及工藝計(jì)算；介紹絲網(wǎng)除沫器與重力分離相結(jié)合的分離罐結(jié)構(gòu)及其在液環(huán)泵機(jī)組中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：絲網(wǎng)除沫器、重力沉降分離、壓力降、效率、運(yùn)行成本

絲網(wǎng)分離是一種過濾方法，主要是把液滴從氣流中分離出來。不僅結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，而且分離效率高。氣液分離罐是液環(huán)泵機(jī)組的必要設(shè)備，主要有兩個(gè)作用：一是儲存工作液，為液環(huán)泵提供循環(huán)工作液；二是作為一個(gè)氣液分離凈化的設(shè)備，將液環(huán)泵排出氣體所攜帶的液滴在此分開，氣體經(jīng)分離罐的排出口排放到指定地方，分離后的液滴繼續(xù)留在分離罐內(nèi)，作為下一次循環(huán)之用�？梢姎庖悍蛛x效果的好壞直接影響到排出氣體的純度和工作液的損耗。如果分離不好，可能會影響系統(tǒng)下一步工藝并造成工作液浪費(fèi)，直接影響用戶的運(yùn)行成本。

一、絲網(wǎng)除沫器工作原理及特點(diǎn)

圖1 絲網(wǎng)除沫器原理
 
1、絲網(wǎng)除沫器的工作原理

如圖1示，當(dāng)帶有霧沫的氣體以一定速度上升通過絲網(wǎng)時(shí)，由于霧沫上升的慣性作用，霧沫與絲網(wǎng)細(xì)絲相碰撞而被附著在細(xì)絲表面上。細(xì)絲表面上霧沫的擴(kuò)散、霧沫的重力沉降，使霧沫形成較大的液滴沿著細(xì)絲流至兩根絲的交接點(diǎn)。細(xì)絲的可潤濕性、液體的表面張力及細(xì)絲的毛細(xì)管作用，使得液滴越來越大，直到聚集的液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時(shí)，液滴就從細(xì)絲上分離下落。氣體通過絲網(wǎng)后，基本上不含霧沫。

2、絲網(wǎng)除沫器的特點(diǎn)

絲網(wǎng)除沫器具有結(jié)構(gòu)簡單體積小，除沫效率高，阻力小，重量輕，安裝、操作、維修方便等特點(diǎn)。絲網(wǎng)對粒徑≥ 3~5μm的霧沫，捕集效率達(dá)98%-99.8%，而氣體通過的壓力降卻很小，只有250-500Pa，有利于提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

二、絲網(wǎng)的工藝計(jì)算

1、操作氣速的確定

①絲網(wǎng)的液泛氣速

絲網(wǎng)的液泛氣速（即絲網(wǎng)操作中的極限氣速）可由下式確定：

，( ）

式中：  、 —液滴和進(jìn)口氣體的密度，（ ）

K—?dú)庖哼^濾器網(wǎng)常數(shù)，按表1規(guī)定：

表1 過濾器網(wǎng)常數(shù)K值

②絲網(wǎng)的操作氣速

通過絲網(wǎng)的速度過低將會使液體滑移通過絲網(wǎng)，并被離開的蒸汽夾帶出去；而過高的流速也會攜帶液體至絲網(wǎng)的頂部，然后由絲網(wǎng)表面再次夾帶液體。大多數(shù)情況下，當(dāng)速度為最適宜允許設(shè)計(jì)速度的30%~100%，可得到較好的除霧性能，一般按 ，（ ）進(jìn)行計(jì)算。

2、絲網(wǎng)直徑 的確定

處理氣體所需的流通直徑 計(jì)算： ，（ ）

式中： ­—?dú)怏w處理量，（ /s）

—操作氣速，（ ）

—處理氣體所需要的流通直徑，（ ）

三、帶絲網(wǎng)除沫器的分離罐設(shè)計(jì)要點(diǎn)

圖2  帶絲網(wǎng)的分離罐結(jié)構(gòu)
 
分離罐有臥式與立式兩種結(jié)構(gòu)：臥式與立式相比，臥式分離罐有一個(gè)較大的氣液界面，對液滴沉降較為有利，因此一般推薦臥式結(jié)構(gòu)。圖2為裝有絲網(wǎng)除抹器的臥式分離罐的典型結(jié)構(gòu)。在分離罐內(nèi)部設(shè)有擋板，當(dāng)具有一定流速的氣液混合進(jìn)入分離罐時(shí)，這時(shí)運(yùn)動速度和方向突然發(fā)生改變，依靠重力沉降

達(dá)到氣液的初步分離，氣體出口設(shè)在容器頂部，并在其出口處設(shè)置了絲網(wǎng)，將氣體帶走的液滴進(jìn)一步進(jìn)行分離。在排出口有設(shè)備法蘭，拆掉法蘭即可取出絲網(wǎng)，定期對絲網(wǎng)進(jìn)行清洗，防止絲網(wǎng)堵塞，增加阻力。

設(shè)計(jì)帶絲網(wǎng)的分離罐需掌握以下幾個(gè)要點(diǎn)：

1、絲網(wǎng)需水平放置

絲網(wǎng)是卷成圓形的扁平元件放置在分離罐內(nèi)，分離罐無論是臥式還是立式，絲網(wǎng)必定是平放，以獲得最佳的排液條件。

2、絲網(wǎng)型式選用

絲網(wǎng)的型式分為上裝式和下裝式兩種，當(dāng)人孔設(shè)在上方或無人孔但設(shè)有設(shè)備法蘭時(shí)選用上裝式絲網(wǎng)�？紤]到裝拆及維修方便，一般推薦用上裝式的絲網(wǎng)。

3、確定絲網(wǎng)材質(zhì)

絲網(wǎng)材料可選用304、304L、316、316L、Q235A等材質(zhì)，根據(jù)實(shí)際工藝要求來選用合適的材質(zhì)。

4、絲網(wǎng)厚度H的確定

根據(jù)除沫效率要求確定絲網(wǎng)厚度，一般選用H=150mm的絲網(wǎng)，如果除沫要求不高，也可選用H=100mm的絲網(wǎng)。通過絲網(wǎng)的壓力降比較低，一個(gè)厚度為H=100mm與150mm的絲網(wǎng)除抹器的壓力降約為2.5 ，對于工藝操作來說，基本可忽略不計(jì)。

5、H1、H2的確定

帶液蒸汽的進(jìn)口接管上方或容器內(nèi)液面上方的空間H1應(yīng)至少為150 mm ~300 mm，在蒸汽進(jìn)入分離罐的排氣接管之前， 絲網(wǎng)上方的分離空間H2應(yīng)該至少留有300 mm左右。

6、裝設(shè)柵條

由于在系統(tǒng)中，當(dāng)蒸汽產(chǎn)生突然波動或脈沖時(shí)候，絲網(wǎng)趨于被向上吹起，因此需設(shè)橫穿絲網(wǎng)頂部的固定柵條；當(dāng)絲網(wǎng)尺寸超過300mm直徑時(shí)，因絲網(wǎng)材料本身不能支撐其重力，故需在絲網(wǎng)下部裝設(shè)支撐柵條。

7、方便拆裝

分離罐需要設(shè)計(jì)成絲網(wǎng)容易拆裝，清洗方便的結(jié)構(gòu)。如果工作液不潔凈，時(shí)間長了，絲網(wǎng)容易堵，堵后會嚴(yán)重影響分離效率，需定期對絲網(wǎng)進(jìn)行清洗與維護(hù)。 

四、結(jié)束語

本文介紹的絲網(wǎng)分離器罐將重力分離與絲網(wǎng)分離相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)，揚(yáng)長避短，在較大分離負(fù)荷范圍內(nèi)保證了高的分離效率，可成為液環(huán)泵機(jī)組中氣液分離罐的標(biāo)準(zhǔn)配置，可在石化、制藥、酮苯脫蠟等行業(yè)中推廣應(yīng)用。