層流重力沉降分離罐及其結(jié)構(gòu)尺寸安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液體分離裝置領(lǐng)域，具體涉及一種層流重力沉降分離罐及其結(jié)構(gòu)尺寸 安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在化學(xué)工業(yè)中分離罐也是一種常用的設(shè)備，重力沉降分離罐因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行 成本低等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用很廣泛。本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)分離罐的內(nèi)部結(jié)進(jìn)行創(chuàng)新改造，使其達(dá)到分離效 率大幅度提高，分離純度有明顯上升的效果。這種分離罐適于兩種或兩以上比重有明顯差 異的混合液體的分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種層流重力沉降分離罐及其結(jié)構(gòu)尺寸安裝方 法，設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)合理緊湊，通過結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)和精確的計(jì)算得出尺寸，大大提高了兩 種或兩以上比重有明顯差異的混合液體的分離速度。
[0004] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了以下技術(shù)方案： 層流重力沉降分離罐，它包括筒體、進(jìn)料管、第一均液板、第二均液板、層流器、溢流板、 重液出口、輕液出口、放凈口、人孔和支座，所述的筒體下端兩側(cè)各裝有支座，筒體左端一側(cè) 偏下位置裝有進(jìn)料管，筒體分為進(jìn)料區(qū)、分離區(qū)和出料區(qū)，筒體左端內(nèi)側(cè)是進(jìn)料區(qū)且進(jìn)料區(qū) 依次向右裝有第一均液板、第二均液板，分離區(qū)內(nèi)裝有層流器，出料區(qū)裝有溢流板，溢流板 左側(cè)筒體下端裝有重液出口，溢流板右側(cè)筒體下端裝有放凈口，筒體右端中間裝有輕料出 口，筒體進(jìn)料區(qū)上端裝有人孔，筒體出料區(qū)上端裝有人孔。
[0005] 所述的層流器是八角形筒體，它包括八角筒側(cè)板、流道隔板和支撐筋，八個(gè)八角筒 側(cè)板依次首尾相接形成八角形筒體，八角筒側(cè)板外側(cè)通過支撐筋固定連接在筒體內(nèi)側(cè)，八 角形筒體內(nèi)通過若干個(gè)流道隔板分割成若干個(gè)矩形截面流道。
[0006] 所述的第一均液板和第二均液板是篩板狀的均液擋板。
[0007] -種設(shè)計(jì)層流重力沉降分離罐的結(jié)構(gòu)尺寸安裝方法，具體在于： 1) 確定分離罐內(nèi)徑Di，該尺寸根據(jù)需要分離的流量Q來確定；用下面的公式計(jì)算后向 上圓整，每檔為100mm，
Q--體積流量m3/S ; 2) 層流器的八角形筒體，應(yīng)設(shè)計(jì)成正八角形；其尺寸根據(jù)分離罐內(nèi)徑Di來確定；八角 筒的邊長(zhǎng)確定以后，可以通計(jì)算得出中間部分長(zhǎng)條形流道的長(zhǎng)度A ;A確定以后按下式計(jì)算 得出中間部分長(zhǎng)條形截面的寬度Bo，
Di--分離罐內(nèi)徑m ; P--液體密度kg/m3; μ--液體粘度Pa. S ; Q--體積流量m3/S ; A--長(zhǎng)條截面長(zhǎng)度m ; 為了各流道的雷諾數(shù)相等，當(dāng)流道的長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，其寬度也應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整；因 此，兩邊梯形部分的流道寬度也應(yīng)通過計(jì)算得出；第i個(gè)流道的寬度為Bi，按下式計(jì)算：
A1 !--為前一流道的長(zhǎng)度mm ; 3) 層流器長(zhǎng)度與待分離的兩種液體的密度差有關(guān)，密度差大，所需流道就短，密度差 小，所需流道就長(zhǎng)；通過下面公式就可以得出L，公式為：
4) 進(jìn)料管內(nèi)伸長(zhǎng)度取0. 75Di~0. 8 Di，進(jìn)料管管徑按下計(jì)算：
計(jì)算所得數(shù)據(jù)向上圓整至標(biāo)準(zhǔn)管徑；進(jìn)料管下端設(shè)置90°彎頭，出口方向背向均液擋 板； 5) 均液擋板： 第一均液板為一個(gè)外圓直徑與Di-樣大的圓板，其上均勾布滿圓孔；開孔直徑在Φ1 0~Φ20范圍內(nèi)選擇；液體粘度大時(shí)選較大直徑，較小時(shí)選較小直徑；開孔面積與均液擋板 面積之比為20% ;第二均液板為弓形，高度H比操作液位氏高30~50mm ;開孔直徑與第一 級(jí)均液擋板相同，開孔面積為第一均液板開孔數(shù)量的2. 4倍； 由于第一均液板的孔小于第二級(jí)，因此過流能力小于第二級(jí)，所以在第一均液板前后 保持一定的液位差，對(duì)液位差的控制依靠設(shè)置在第二均液板后面液位傳感器來控制，液位 傳感器發(fā)出信號(hào)控制進(jìn)料管的流量，從而實(shí)現(xiàn)控制工作液位； 6) 溢流擋板的高度H2取為（0. 55~0. 65) Di ;工作液面控制高度為H ^4+20·!，或者 使溢流斷面面積為出口斷面的兩倍。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)合理緊湊，設(shè)計(jì)了層流器，可以加快流速，還能保 證分離效果，大大節(jié)省分離時(shí)間，通過結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)和精確的計(jì)算得出尺寸，大大提高了 兩種或兩以上比重有明顯差異的混合液體的分離速度。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0010] 圖2是本發(fā)明的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，下面結(jié)合說明書附圖來介紹： 參照附圖，層流重力沉降分離罐，它包括筒體1、進(jìn)料管2、第一均液板3、第二均液板4、 層流器5、溢流板6、重液出口 7、輕液出口 8、放凈口 9、人孔10和支座11，所述的筒體1下 端兩側(cè)各裝有支座11，筒體1左端一側(cè)偏下位置裝有進(jìn)料管2,筒體1分為進(jìn)料區(qū)、分離區(qū) 和出料區(qū)，筒體1左端內(nèi)側(cè)是進(jìn)料區(qū)且進(jìn)料區(qū)依次向右裝有第一均液板3、第二均液板4,分 離區(qū)內(nèi)裝有層流器5,出料區(qū)裝有溢流板6,溢流板6左側(cè)筒體1下端裝有重液出口 7,溢流 板6右側(cè)筒體1下端裝有放凈口 9,筒體1右端中間裝有輕料出口 8,筒體1進(jìn)料區(qū)上端裝 有人孔10,筒體1出料區(qū)上端裝有人孔10。
[0012] 所述的層流器5是八角形筒體，它包括八角筒側(cè)板51、流道隔板52和支撐筋53， 八個(gè)八角筒側(cè)板51依次首尾相接形成八角形筒體，八角筒側(cè)板51外側(cè)通過支撐筋53固定 連接在筒體1內(nèi)側(cè)，八角形筒體內(nèi)通過若干個(gè)流道隔板52分割成若干個(gè)矩形截面流道。
[0013] 待分離的液體從進(jìn)料管加入，經(jīng)過兩級(jí)篩板狀的均液擋板，料液平穩(wěn)均勻地進(jìn)入 層流器，層流器將罐內(nèi)的過流區(qū)域分隔成若干矩形截面流道；液體經(jīng)過流道為穩(wěn)定狀態(tài)的 層流，在重力的作用下輕相液體向上浮，重相液體向下沉；液體走完層流器的路程后，就完 全實(shí)現(xiàn)了輕、重液的分離；重相液體經(jīng)流出分離罐，輕相液體從溢流擋板頂部漫過進(jìn)入輕液 區(qū)（出料區(qū))，從出口流出。
[0014] 本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)就是設(shè)置層流器，層流器的結(jié)構(gòu)如"圖1和圖2所示"。層流 器將原來圓形過流截面分成若干垂直方向的長(zhǎng)條形矩形流道。每個(gè)流道的寬度都經(jīng)過計(jì)算 得出，必須滿足雷諾數(shù)ReS 1000,這樣就保證了在操作運(yùn)行時(shí)，流動(dòng)狀態(tài)始終為層流。雷諾 數(shù)的計(jì)算公式
式中P是液體密度，V是流速，d是流道斷面的當(dāng)量半徑，與V? 成正比例，S為流道截面積。μ是液體的粘度。從公式可以看出，對(duì)于一個(gè)很大的圓形截 面的流道，必須保持很低的流速才能使得Re < 1000,流速越低，對(duì)一定的流量而言，截面必 須做得更大，而截面加大又引起Re升高，這是一個(gè)正反饋循環(huán)。但是如果將流道分小，顯而 易見，對(duì)于降低Re效果將十分顯著。這樣就可以幾倍甚