В химической технологии парожидкостный сепаратор — это устройство, используемое для разделения парожидкостной смеси на составляющие ее фазы . Это может быть вертикальный или горизонтальный резервуар, который может действовать как 2-фазный или 3-фазный сепаратор.
Сепаратор парожидкости также может называться испарительным барабаном , разделительной емкостью , выбивным барабаном или выбивной емкостью , всасывающим барабаном компрессора, всасывающим скруббером или впускным барабаном компрессора или вентиляционным скруббером. Когда его используют для удаления взвешенных капель воды из потоков воздуха, его часто называют туманоуловителем .
В парожидкостных сепараторах используется сила тяжести , чтобы заставить более плотную жидкость (жидкость) оседать на дно резервуара, откуда она выводится, а менее плотная жидкость (пар) отводится из верхней части резервуара. [1] [2] [3] [4]
В средах с низкой гравитацией , таких как космическая станция , обычный сепаратор жидкости не будет работать, поскольку гравитация не может использоваться в качестве механизма разделения. В этом случае во вращающемся центробежном сепараторе необходимо использовать центробежную силу , чтобы направить жидкость к внешнему краю камеры для удаления. Газообразные компоненты мигрируют к центру.
Входной диффузор снижает скорость и распределяет поступающую смесь по всему поперечному сечению резервуара. [5] Сетчатая прокладка в верхней части сосуда способствует разделению и предотвращает унос жидкости вместе с паром. Подушка или коврик для тумана улавливают увлеченные капли жидкости и позволяют им сливаться до тех пор, пока они не станут достаточно большими, чтобы упасть через поднимающийся вверх пар на дно сосуда. [5] Лопастные блоки и циклонные сепараторы также используются для удаления жидкости из выходящего пара. [5]
Выход газа сам может быть окружен вращающимся сетчатым экраном или решеткой, так что любая жидкость, приближающаяся к выходу, ударяется о решетку, ускоряется и выбрасывается из выходного отверстия.
Пар проходит через выпускное отверстие для газа с расчетной скоростью, которая сводит к минимуму унос любых капель жидкости паром при выходе из резервуара.
Вихревой прерыватель на выпускном отверстии для жидкости предотвращает образование вихрей и попадание пара в выпускное отверстие для жидкости. [5]
Сепаратор эффективен только до тех пор, пока внутри камеры имеется паровое пространство. Сепаратор может выйти из строя, если либо вход смешанного материала перегружен подаваемым материалом, либо канал слива жидкости не способен справиться с объемом собираемой жидкости. Поэтому сепаратор можно комбинировать с каким-либо другим механизмом измерения уровня жидкости, например со смотровым стеклом или поплавковым датчиком . Таким образом, можно регулировать как подачу, так и сливной поток, чтобы предотвратить перегрузку сепаратора.
Вертикальные сепараторы обычно используются при высоком соотношении газ-жидкость или больших объемах газа. Горизонтальные сепараторы используются там, где задействованы большие объемы жидкости. [5]
Парожидкостный сепаратор может работать как трехфазный сепаратор с двумя несмешивающимися жидкими фазами разной плотности. Например, природный газ (пар), вода и нефть/конденсат. Две жидкости оседают на дне сосуда, а масло плавает в воде. Предусмотрены отдельные выпуски жидкости. [5]
Сырьем для парожидкостного сепаратора также может быть жидкость, которая частично или полностью превращается в пар и жидкость при входе в сепаратор.
Пробкоуловитель — это тип парожидкостного сепаратора, который способен принимать большой приток жидкости в произвольные моменты времени. Обычно он находится в конце газопровода, где конденсат может присутствовать в виде пробок жидкости. Обычно это горизонтальный сосуд или массив труб большого диаметра. [5]
Емкость сепаратора по жидкости обычно определяется временем пребывания жидкости в резервуаре. Некоторые типичные времена пребывания приведены на рисунке. [5]
Сепараторы пара и жидкости очень широко используются во многих отраслях промышленности и применениях, таких как:
В холодильных системах система обычно содержит смесь жидкости и газа, но механический газовый компрессор не переносит жидкость.
Некоторые типы компрессоров , такие как спиральный компрессор, используют постоянно уменьшающийся объем сжатия. Как только жидкость полностью заполнит этот объем, насос может либо остановиться и перегрузиться, либо камера насоса может быть деформирована или иным образом повреждена жидкостью, которая не может поместиться в меньшее пространство.