层流重力沉降分离罐及其结构尺寸安装方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液体分离装置领域，具体涉及一种层流重力沉降分离罐及其结构尺寸 安装方法。
【背景技术】
[0002] 在化学工业中分离罐也是一种常用的设备，重力沉降分离罐因其结构简单、运行 成本低等优点应用很广泛。本发明对传统分离罐的内部结进行创新改造，使其达到分离效 率大幅度提高，分离纯度有明显上升的效果。这种分离罐适于两种或两以上比重有明显差 异的混合液体的分离。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述问题，本发明提出了一种层流重力沉降分离罐及其结构尺寸安装方 法，设计巧妙，结构合理紧凑，通过结构形状的设计和精确的计算得出尺寸，大大提高了两 种或两以上比重有明显差异的混合液体的分离速度。
[0004] 为了达到上述发明目的，本发明提出了以下技术方案： 层流重力沉降分离罐，它包括筒体、进料管、第一均液板、第二均液板、层流器、溢流板、 重液出口、轻液出口、放净口、人孔和支座，所述的筒体下端两侧各装有支座，筒体左端一侧 偏下位置装有进料管，筒体分为进料区、分离区和出料区，筒体左端内侧是进料区且进料区 依次向右装有第一均液板、第二均液板，分离区内装有层流器，出料区装有溢流板，溢流板 左侧筒体下端装有重液出口，溢流板右侧筒体下端装有放净口，筒体右端中间装有轻料出 口，筒体进料区上端装有人孔，筒体出料区上端装有人孔。
[0005] 所述的层流器是八角形筒体，它包括八角筒侧板、流道隔板和支撑筋，八个八角筒 侧板依次首尾相接形成八角形筒体，八角筒侧板外侧通过支撑筋固定连接在筒体内侧，八 角形筒体内通过若干个流道隔板分割成若干个矩形截面流道。
[0006] 所述的第一均液板和第二均液板是筛板状的均液挡板。
[0007] -种设计层流重力沉降分离罐的结构尺寸安装方法，具体在于： 1) 确定分离罐内径Di，该尺寸根据需要分离的流量Q来确定；用下面的公式计算后向 上圆整，每档为100mm，
Q--体积流量m3/S ; 2) 层流器的八角形筒体，应设计成正八角形；其尺寸根据分离罐内径Di来确定；八角 筒的边长确定以后，可以通计算得出中间部分长条形流道的长度A ;A确定以后按下式计算 得出中间部分长条形截面的宽度Bo，
Di--分离罐内径m ; P--液体密度kg/m3; μ--液体粘度Pa. S ; Q--体积流量m3/S ; A--长条截面长度m ; 为了各流道的雷诺数相等，当流道的长度发生变化时，其宽度也应作相应的调整；因 此，两边梯形部分的流道宽度也应通过计算得出；第i个流道的宽度为Bi，按下式计算：
A1 !--为前一流道的长度mm ; 3) 层流器长度与待分离的两种液体的密度差有关，密度差大，所需流道就短，密度差 小，所需流道就长；通过下面公式就可以得出L，公式为：
4) 进料管内伸长度取0. 75Di~0. 8 Di，进料管管径按下计算：
计算所得数据向上圆整至标准管径；进料管下端设置90°弯头，出口方向背向均液挡 板； 5) 均液挡板： 第一均液板为一个外圆直径与Di-样大的圆板，其上均勾布满圆孔；开孔直径在Φ1 0~Φ20范围内选择；液体粘度大时选较大直径，较小时选较小直径；开孔面积与均液挡板 面积之比为20% ;第二均液板为弓形，高度H比操作液位氏高30~50mm ;开孔直径与第一 级均液挡板相同，开孔面积为第一均液板开孔数量的2. 4倍； 由于第一均液板的孔小于第二级，因此过流能力小于第二级，所以在第一均液板前后 保持一定的液位差，对液位差的控制依靠设置在第二均液板后面液位传感器来控制，液位 传感器发出信号控制进料管的流量，从而实现控制工作液位； 6) 溢流挡板的高度H2取为（0. 55~0. 65) Di ;工作液面控制高度为H ^4+20·!，或者 使溢流断面面积为出口断面的两倍。
[0008] 本发明的优点是设计巧妙，结构合理紧凑，设计了层流器，可以加快流速，还能保 证分离效果，大大节省分离时间，通过结构形状的设计和精确的计算得出尺寸，大大提高了 两种或两以上比重有明显差异的混合液体的分离速度。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明的示意图。
[0010] 图2是本发明的剖视图。
【具体实施方式】
[0011] 为了对本发明进一步说明，下面结合说明书附图来介绍： 参照附图，层流重力沉降分离罐，它包括筒体1、进料管2、第一均液板3、第二均液板4、 层流器5、溢流板6、重液出口 7、轻液出口 8、放净口 9、人孔10和支座11，所述的筒体1下 端两侧各装有支座11，筒体1左端一侧偏下位置装有进料管2,筒体1分为进料区、分离区 和出料区，筒体1左端内侧是进料区且进料区依次向右装有第一均液板3、第二均液板4,分 离区内装有层流器5,出料区装有溢流板6,溢流板6左侧筒体1下端装有重液出口 7,溢流 板6右侧筒体1下端装有放净口 9,筒体1右端中间装有轻料出口 8,筒体1进料区上端装 有人孔10,筒体1出料区上端装有人孔10。
[0012] 所述的层流器5是八角形筒体，它包括八角筒侧板51、流道隔板52和支撑筋53， 八个八角筒侧板51依次首尾相接形成八角形筒体，八角筒侧板51外侧通过支撑筋53固定 连接在筒体1内侧，八角形筒体内通过若干个流道隔板52分割成若干个矩形截面流道。
[0013] 待分离的液体从进料管加入，经过两级筛板状的均液挡板，料液平稳均匀地进入 层流器，层流器将罐内的过流区域分隔成若干矩形截面流道；液体经过流道为稳定状态的 层流，在重力的作用下轻相液体向上浮，重相液体向下沉；液体走完层流器的路程后，就完 全实现了轻、重液的分离；重相液体经流出分离罐，轻相液体从溢流挡板顶部漫过进入轻液 区（出料区)，从出口流出。
[0014] 本发明的主要创新点就是设置层流器，层流器的结构如"图1和图2所示"。层流 器将原来圆形过流截面分成若干垂直方向的长条形矩形流道。每个流道的宽度都经过计算 得出，必须满足雷诺数ReS 1000,这样就保证了在操作运行时，流动状态始终为层流。雷诺 数的计算公式
式中P是液体密度，V是流速，d是流道断面的当量半径，与V? 成正比例，S为流道截面积。μ是液体的粘度。从公式可以看出，对于一个很大的圆形截 面的流道，必须保持很低的流速才能使得Re < 1000,流速越低，对一定的流量而言，截面必 须做得更大，而截面加大又引起Re升高，这是一个正反馈循环。但是如果将流道分小，显而 易见，对于降低Re效果将十分显著。这样就可以几倍甚