气液分离器设计计算_冯宇

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1、18CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2011，21(5)气液分离器设计计算冯宇*中国石油辽河工程有限公司盘锦124010摘要介绍气液分离器理论基础和设计方法，提出气液分离器计算方法的改进和对比实例。关键词气液分离器设计计算方法气液分离器依据重力沉降原理，采用《油气气液分离器可以配置丝网捕雾器、入口换向集输设计规范》GB50350－2005及《分离器规器、防冲击挡板或沉降内部构件。立式气液分离范》SY/T0515－2007进行计算和选取，并以以下器适用于从高气液比混合物中分离液体;卧式气假设为基础:①悬浮物的运动速率为常数;②分液分离器适用

2、于从低气液比混合物中分离气体。离器内不发生凝聚和分散作用;③液、固微粒均1.2基本原理［3，4］是球形。计算忽略微粒沉降的加速阶段，仅考虑气液分离通常分为三个阶段:第一个阶段为分离不小于50μm微粒的情况。此外，在计算中引预分离，即利用气体中所夹带液体的动量使大的入立式分离器修正系数K1，气体空间占有的空间液滴与入口挡板碰撞，然后利用液滴自重沉降下面积分率K2、气体空间占有的高度分率K3和长径［1］来，从而将气液分成以气体为主和以液体为主的比K4经验参数，这无疑增加分离器计算的不确两个部分;第二个阶段为二次分离，即使较小液定性。设计人员先依据标准规范进行计算，再根

3、滴利用重力分离;第三个阶段为除雾，小的液滴据经验及工程需要进行修正，有时最终所选设备在捕雾器处聚集成较大的液滴，然后靠重力实现会比计算结果大很多，造成不必要的浪费。基于气液的分离。以上考虑，综合多种计算方法得出分离器计算方对于第二阶段，必须计算允许的流速，用于法。该方法不仅满足工程需要，而且采用使设备重量最轻的优化过程使投资最低，可为气液分离确定气液分离面积。计算沉降过程中液滴力的平器选型提供参考。衡可以得到关系式。液滴的净重为:1计算的基本原理MP(ρL－ρV)gFG=［2］gcρV1.1选型平衡曳力为:气液分离器分立式和卧式两种型式，见图1。22(π/8)CD

4、DPUVρVFD=gc较重的液滴将以恒定的终端沉降速度UT运行:4gDP(ρL－ρV)UT=3CDρV因此，只要UV＜UT液滴便会被分离出来。一般允许的沉降速度UV=0.75UT，从而得到Saud-ers-Brown方程:(ρL－ρV)UT=K图1气液分离器示意图槡ρV*冯宇:助理工程师。2007年毕业于中国石油大学(华东)化学工程与工艺专业。主要从事石油天然气工程设计工作。联系电话:(0427)7824124，E－mail:fghik@sina．com。＊＊本文受到国家科技重大专项项目“煤层气田地面集输工艺及监测技术”(编号:2009ZX05039)的资助。20

5、11，21(5)冯宇气液分离器设计计算19其中:是段塞流。在没有特殊要求的情况下，缓冲时间4gD可以取停留时间的一半。pK=槡3CD1.4立式气液分离器的计算实际上较小的液滴只靠重力沉降是分离不出立式气液分离器的气体分离区域是分离器的来的，但这些较小液滴可以聚集成较大的液滴，整个横断面，所以气体的分离直径可以计算为:再通过重力沉降才能分离。在分离器中的液滴聚4QV集设备可以使气体通过曲折的通道，使液滴之间DVD=πU槡V或液滴与聚集设备间相互碰撞形成较大液滴。由DVD为捕雾器的直径，分离器的内径必须要大于聚集后的液滴直径很难预测，所以捕雾器的K一些，捕雾器才能安装

6、到分离器中。一般该DVD计值一般取经验值。K值的选取便是分离器设计中比算值要加上6in后作为最终确定的分离器内径D，较敏感的问题之一。对于设有捕雾器的分离器K然后采用该D值计算相应的分离器横截面积。立值可参照表1选取。对于没设捕雾器的分离器，推式分离器总高度可以分成两个部分，见图1。分离荐K值为有捕雾器分离器的一半或通过上述公式器的高度可按下式计算:计算出其理论K值。如果知道聚集液滴的尺寸，HT=HLLL+HH+HS+HLLN+HD选取曳力系数CD，见表1。如果分离器有捕雾器，那么高度还需要加上表1分离器K值选取表捕雾器及其构件的高度。项目条件K值1.5卧式气液分

7、离器的计算1≤P1≤15K=0.1821+0.0029P+带捕雾器0.0460ln(P)卧式气液分离器的横断面被气相和液相共同的分离器15≤P1≤40K=0.35占据，见图1。通常先设定分离器的直径，选择或40≤P1≤5500K=0.430－0.023ln(P)计算出低液位(LLL)，根据持液量得出正常液位0≤P2≤1500K=0.35－0.01(P－100/100)(NLL)，根据液体波动确定高液位(HLL)。在高真空下的气体K=0.20GPSA乙二醇和氨溶液K'=(0.6～0.8)K液位(HLL)和分离器顶部之间为用于气体分离的工程数据手册不带捕雾器的立式分离

8、器K'=K