气液固分离技术的选型

气液分离技术气液分离技术是从气流中分离出雾滴或液滴的技术。

该技术广泛的应用于石油、化工、( 如合成氨、硝酸、甲醇生产中原料气的净化分离及加氢装置重复使用的循环氢气脱硫), 天然气的开采、储运及深加工, 柴油加氢尾气回收, 湿法脱硫, 烟气余热利用, 湿法除尘及发酵工程等工艺过程, 用于分离清除有害物质或高效回收有用物质。

气液分离技术的机理有重力沉降、惯性碰撞、离心分离、静电吸引、扩散等, 依据这些机理已经研制出许多实用的气液分离器, 如重力沉降器、惯性分离器、纤维过滤分离器、旋流分离器等。

一、重力沉降分离气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。

重力沉降分离器一般有立式和卧式两类，它结构简单、制造方便、操作弹性大，需要较长的停留时间，分离器体积大，笨重，投资高，分离效果差，只能分离较大液滴，其分离液滴的极限值通常为 100μm，主要用于地面天然气开采集输。

经过几十年的发展，该项技术已基本成熟。

当前研究的重点是研制高效的内部过滤介质以提高其分离效率。

此类分离器的设计关键在于确定液滴的沉降速度，然后确定分离器的直径。

气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。

二、惯性分离气液惯性分离是运用气流急速转向或冲向档板后再急速转向，使液滴运动轨迹与气流不同而达到分离。

此类分离器主要指波纹（折）板式除雾（沫）器，它结构简单、处理量大，气速度一般在 15～25 m/s，但阻力偏大，且在气体出口处有较大吸力造成二次夹带，对于粒径小于 25μm 的液滴分离效果较差，不适于一些要求较高的场合。

其除液元件是一组金属波纹板，其性能指标主要有：液滴去除率、压降和最大允许气流量（不发生再夹带时），还要考虑是否易发生污垢堵塞。

液滴去除的物理机理是惯性碰撞，液滴去除率主要受液滴自身惯性的影响。

气固分离的方法气固分离是指将气体和固体颗粒进行有效分离的工艺方法，广泛应用于化工、环保、粉体处理等领域。

气固分离的方法有很多种，包括重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等。

下面将逐一介绍这些方法的原理和应用。

首先，重力沉降是一种利用颗粒在气流中受到的重力作用而沉降下来的分离方法。

在重力沉降器中，气体与颗粒混合物进入设备后，颗粒受到重力作用逐渐沉降到设备底部，而清洁的气体则从设备顶部排出。

这种方法适用于颗粒粒径较大、密度较大的固体颗粒，但对于细小颗粒的分离效果较差。

其次，离心分离是一种利用离心力将气体和颗粒进行分离的方法。

在离心分离器中，气固混合物进入设备后，由于高速旋转的离心力作用，颗粒被甩到设备壁面上，而清洁的气体则从设备中心部分排出。

这种方法适用于颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。

另外，过滤是一种利用滤料对气固混合物进行过滤分离的方法。

在过滤器中，气固混合物通过滤料层时，固体颗粒被滤料截留下来，而清洁的气体则通过滤料层排出。

这种方法适用于颗粒粒径较小、形状不规则的固体颗粒，对于细小颗粒的分离效果较好。

最后，电除尘是一种利用电场力将气体中的固体颗粒进行分离的方法。

在电除尘器中，气固混合物通过电场区域时，固体颗粒受到电场力作用而被收集到电极上，而清洁的气体则从电场区域排出。

这种方法适用于细小颗粒的分离，对颗粒粒径较小、密度较小的固体颗粒分离效果较好。

综上所述，气固分离的方法有重力沉降、离心分离、过滤、电除尘等多种，每种方法都有其适用的颗粒特性和分离效果。

在实际应用中，需要根据具体的气固混合物特性和分离要求选择合适的分离方法，以实现高效、经济的气固分离过程。

气液色谱法（Gas-liquid chromatography, GLC）是一种重要的色谱分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域中。

在气液色谱法中，固定液的选择对色谱分离的效果至关重要。

固定液的种类和性质会直接影响到样品在色谱柱中的分离程度和分辨率。

选择适合的固定液是气液色谱法分析中的关键步骤。

1. 溶解性固定液的溶解性是选择的基本原则之一。

对于非极性物质，应选用非极性的固定液，例如聚二甲基硅氧烷。

对于极性物质，则需要选择相应极性的固定液，例如聚乙二醇等。

固定液与分析物的溶解性一致，有利于提高分离效果。

2. 热稳定性固定液在色谱分析过程中需要具有良好的热稳定性。

色谱柱在运行过程中会受到高温的影响，如果固定液不具备足够的热稳定性，就会导致固定液分解或挥发，从而影响分离过程，甚至损坏色谱柱。

3. 吸附性能固定液的吸附性能决定了其对样品分子的亲和力。

通常情况下，固定液的吸附性应该低于色谱柱填料，以避免固定液对样品的过度吸附，导致分离不完全或峰形变形。

4. 选择性固定液的选择性是指固定液对不同样品分子的选择亲和性。

固定液的选择性应该能够兼顾到需要分离的目标分子，既要有足够的与目标分子相亲和性，又要避免对其他杂质分子的吸附。

5. 粘度固定液的粘度对于色谱分析也是一个重要考虑因素。

固定液的粘度适中，可以确保在色谱柱中的均匀涂覆，并使得色谱柱内的流动速度均匀，有利于色谱分离的进行。

总结回顾：在气液色谱法中，选择合适的固定液是确保色谱分离效果的关键步骤。

固定液的选择应考虑溶解性、热稳定性、吸附性能、选择性和粘度等因素。

只有在这些基本原则的基础上，才能够进行有效的气液色谱分离。

个人观点：固定液的选择影响了气液色谱分析的结果，是非常重要的。

在实际的分析过程中，我们需要综合考虑样品的性质、分离的要求以及固定液的特性，谨慎选择合适的固定液，以达到最佳的色谱分离效果。

我建议在实际操作中，应充分了解固定液的性质和特点，以确保色谱分析的准确性和可靠性。

4．大的液滴在气流的推动下向聚结材料层的下游运动，继续重复上述过程，直到长成大液滴。

5．结器的最外层为排放层，当液滴到达最外层时，已长成的大液滴通过排放层时快速沉降，依靠本身的重力与气相分离。

6．气液聚结器过滤材料在径向方向上由内向外，其孔径由小变大。

三、过滤机理1．在外层设预过滤器拦截固体杂质流体从内向外流经聚结器，聚结器的内层是预过滤器，固体杂质在外层就被拦截阻挡在预过滤器层上，防止影响聚结过程。

2．三种拦截机理共同作用来捕捉雾滴对油、水和其它液体的雾滴，被聚结器内部的超细玻璃纤维捕捉，这些微米级纤维对气流形成了曲折的通道，迫使固体颗粒和液体雾滴在下述三个机理的作用下，碰撞到超细纤维上。

惯性碰撞，扩散拦截和直接拦截是气体过滤三个作用机理。

参见上面右图。

惯性碰撞是指在流体运动方向变化后，颗粒由于惯性作用而碰撞到滤材上。

对于2 um 和更大的颗粒，由于它们较大的质量和惯性而保持其原来的运动轨迹，从而撞击到纤维上。

扩散拦截在气体中对0.2 um 以下的颗粒是主要的拦截方式。

由于布朗运动，颗粒从气流中扩散到纤维表面，在静电作用下吸附到纤维上。

对从0.2 um 到2 um 的颗粒来说，只有依靠直接拦截才起作用。

直接拦截是指当颗粒直径大于纤维通道时不能通过而被拦截。

直接拦截作用是表示孔径分布的最基本的一个特征，孔径越小，直接拦截的效率越高，去除颗粒的效率越高。

在气体中，0.3 um 时的去除效率标志着过滤器性能高低。

3．优异的聚结材料对液体有良好的吸附能力超细硼硅盐玻璃纤维，由树酯固结在一起。

这种材料对液体有良好的浸润性能。

对聚结器来说，仅有细小的孔径是不够的，液体与固体颗粒不同，其形状是可变的。

雾滴只有吸附在纤维上，才有利于发生聚结等过程。

4．不破碎排放层气液聚结器在聚结介质的最外层，紧紧接着一层不破碎排放层，它使油和水从气流中分离出来，通过重力排放到聚结器底部，防止已聚结的液滴破碎，被气体重新带入气流。

7.8气液分离器7.8.1概述气液分离器的作用是将气液两相通过重力的作用进行气液的分离。

7.8.2设计步骤(1) 立式丝网分离器的尺寸设计 1) 气体流速(G u )的确定气体流速对分离效率是一个重要因素。

如果流速太大，气体在丝网的上部将把液滴破碎，并带出丝网，形成“液泛”状态，如果气速太低，由于达不到湍流状态，使许多液滴穿过丝网而没有与网接触，降低了丝网的效率。

气速对分离效率的影响见下图：图7-69 分离效率与气速的关系图2) 计算方法G u 5.0)(GG L G K ρρρ-= 式中G u 为与丝网自由横截面积相关的气体流速，s m / L ρ、G ρ为分别为液体和气体的密度，3/m kgG K 为常数，通常107.0=G K 3) 尺寸设计丝网的直径为5.0)(0188.0GG G u V D = 式中 G u 为丝网自由截面积上的气体流速，s m / G D 为丝网直径，m 其余符号意义同前。

由于安装的原因(如支承环约为mm 1070/50⨯)，容器直径须比丝网直径至少大l00mm,由图2.5.1-2可以快速求出丝网直径)(G D 4) 高度容器高度分为气体空间高度和液体高度(指设备的圆柱体部分)。

低液位(LL )和高液位(HL )之间的距离由下式计算：21.47DtV H L L = 式中D —容器直径,m ； L V —液体流量,h m /3； t —停留时间，min ；L H —低液位和高液位之间的距离,m ；液体的停留时间(以分计)是用邻近控制点之间的停留时间来表示的，停留时间应根据工艺操作要求确定。

气体空间高度的尺寸见下图所示。

丝网直径与容器直径有很大差别时，尺寸数据要从分离的角度来确定。

图7-70 立式丝网分离器5) 接管直径① 入口管径两相混合物的人口接管的直径应符合下式要求 Pa u GL G 15002<ρ 式中GL u ——接管内两相流速，s m /； G ρ——气相密度，3/m kg ； 由此导出25.05.03)(1002.3GG L p V V D ρ⨯+⨯⨯>-式中p D ——接管直径，m ;L V ——液体体积流量，h m /3； G V ——气体体积流量，h m /3； 其余符号意义同前。