气液分离装置的分离方法与流程

本发明涉及化学气体发生系统，尤其涉及一种用于化学气体发生系统的气液分离装置的分离方法。

背景技术：

气液分离装置是工业设计和实验室仪器的重要组成部分。尤其在化学气体发生系统中，气液分离装置作为重要的反应仪器，是影响原子荧光光度计(afs)、原子吸收光度计(aas)以及电感耦合等离子体原子发射光谱(icp-aes)仪器性能的关键因素。

众所周知，在化学气体发生系统中，化学气体反应不完全会造成待测化合物信号低，灵敏度差；化学反应速率慢会造成检测信号峰行拖尾，积分不准，检测相对标准偏差较大；气体中水分太多，会造成信号降低、信号不稳定，甚至会造成火焰猝灭，严重影响仪器的分析性能。

现有技术的气液分离装置通常包括设于上端的气体出口、设于下端的废液出口以及设于中上位置的气液混合物入口，此类气液分离装置虽有良好的气体、液体分离效果，但是其分离方式并不能同时满足化学反应彻底、化学反应速度快，气体收集迅速以及除水效果佳的效果。

业界有采用采用气冷的方式去除水汽，虽然除水效果较好，但是收集到的气体含有较多载气，所以反应气浓度低，稀释倍数大，导致产生的气体信号峰形宽，检出限差。

现有技术中还有利用搅拌磁子可以实现化学反应快速彻底完成，但是需要额外的磁场设备，操作繁琐。

针对现有技术存在的技术缺陷，有必要提供一种新结构的用于化学气体发生系统的气液分离方法来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种反应彻底、气体收集迅速及除水效果佳的气液分离方法。

一种气液分离装置的分离方法，所述气液分离装置包括侧壁围成的反应腔，反应液入口、载气入口、散射器及反应气出口，所述分离方法包括如下步骤：自所述反应液入口提供反应液至所述反应腔；所述反应液经所述散射器处理后形成反应液滴；自所述载气入口提供载气至所述反应腔，于所述反应腔内形成飓风式旋涡分离所述反应液及反应气体；分离后的反应气体自所述飓风式旋涡的风眼上升至反应气出口溢出。

在本发明提供的气液分离方法的一种较佳实施例中，所述反应气自所述反应气出口溢出后经所述脱水管进行湿度差的置换脱水处理。

在本发明提供的气液分离方法的一种较佳实施例中，所述气液分离装置还包括吹扫风扇，所述吹散风扇设于所述脱水管外侧，对所述脱水管置换脱水后的膜壁做脱水处理。

在本发明提供的气液分离方法的一种较佳实施例中，所述气液分离装置还包括废液通道，所述反应腔反应后的废液经所述废液通道排出。

在本发明提供的气液分离方法的一种较佳实施例中，所述气液分离装置还包括多个曲流点，经所述散射器散射后的反应液经过所述多个曲流点，于所述曲流点周围形成小涡流反应环境。

在本发明提供的气液分离方法的一种较佳实施例中，所述载气入口与所述侧壁呈锐角设置，同时其沿所述侧壁切线方向延伸设置。

在本发明提供的气液分离方法的一种较佳实施例中，还包括脱水管，所述废液通道包括鹅颈管及废液出口，所述鹅颈管两端分别连接所述废液出口和所述反应腔一端，所述鹅颈管与所述反应气出口分别设于所述反应腔的二相对端。

在本发明提供的气液分离方法的一种较佳实施例中，所述散射器是形成于所述侧壁内侧表面的凸起，自所述反应液入口进入的反应液射向所述散射器做散射处理。

相较于现有技术，本发明提供的气液分离方法中，增加设置散射器、曲流点及载气入口，采用了集碰撞混合、曲流反应、反冲式运载于一体的化学发生及气液分离方式，实现针对化学气体发生系统的快速、彻底反应以及高效的气液分离功能。

另，在所述反应气出口增加设置吹扫风扇，将膜置换式除水配合吹扫风扇将膜外壁的水分快速排到环境空气中，实现达到较佳的脱水效果，获得干燥的反应气体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明提供的气液分离装置的侧面剖视图；

图2是图1所示气液分离装置的俯视图；及

图3是采用图1所示气液分离装置进行气液分离的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请结合参阅图1及图2，其中图1是本发明提供的气液分离装置的侧面剖视图，图2是图1所示气液分离装置的俯视图。所述气液分离装置2包括侧壁21、反应气出口22、脱水管23、吹扫风扇230、载气入口24、反应液入口25、散射器26、曲流点27及废液通道28。

所述侧壁21围成中空圆柱形收容空间，所述收容空间形成所述气液分离装置的反应腔20。

所述反应气出口22及所述废液通道28分设于所述反应腔20的二相对端。所述反应气出口22与所述反应腔20相贯通。所述脱水管23与所述反应气出口22相连接，所述吹扫风扇230设于所述脱水管23的外侧。当所述气体经所述反应气出口22后进入所述脱水管23，于所述脱水管23的内侧表面与外侧表面之间发生水分置换，气体中所含的液体附着在所述脱水管23的外侧表面。所述吹扫风扇230对应将周围空气中的液体带到周边环境中，干燥经所述反应气出口22后的气体。

所述载气入口24设于所述反应气出口22与所述反应液入口25之间的侧壁21上，且从俯视角度，所述载气入口24的延伸方向平行于所述侧壁21的切向方向；从侧面角度，所述载气入口24的延伸方向与所述侧壁21表面呈锐角夹角设置。当载气沿着所述载气入口24冲入所述反应腔20时，形成飓风式旋涡。当含有较多液滴的反应气与飓风式漩涡气流相遇后，飓风式漩涡气流从侧壁21的切线方向对反应气造成吹扫，反应气在飓风式漩涡气流的作用下，降温、垂落、脱水，最后飓风式漩涡气流带动反应气从飓风式漩涡的风眼中快速上升到达所述反应气出口22。其中，所述载气进入所述反应腔20后，形成的飓风式漩涡沿着所述侧壁21内侧表面朝向所述反应液入口25所在方向螺旋下移，进而使得所述反应气体在所述飓风式漩涡的中心区域迅速上升至反应气出口22。

所述反应液入口25同样设于所述侧壁21上，其贯穿所述侧壁21，并与所述反应腔20相贯通。从俯视角度，所述反应液入口25的延伸方向朝向所述侧壁21围成的圆柱中心区域延伸；从侧面角度，所述反应液入口25的延伸方向与所述侧壁21呈锐角夹角设置。反应液自所述反应液入口25进入所述反应腔20。

所述散射器26是设于所述侧壁21内侧表面的圆台形凸起，所述散射器26位于所述反应液入口25朝向所述反应腔20内侧表面延伸的方向上。当所述反应液经所述反应液入口25进入所述反应腔20时，所述反应液对应冲击所述散射器26，对应的，反应液四散飞溅至各个方向，最终沿所述侧壁21内侧表面下流。

在本实施方式中，所述散射器26不仅仅局限于采用圆台形结构，其还可以是半球型结构、具弧面的凸起等，凡是旨在提高所述反应液散射效果的结构均属于本创造的构思。所述散射器26的材料可以是玻璃、石英、塑料中的任意一种。

所述曲流点27收容于所述散射器26与所述废液出口29之间的反应腔20内。经所述散射器26散射后的液滴在重力作用下沿所述侧壁21的内侧表面向下滑动，当遇到所述曲流点27，在所述曲流点27的周围形成小涡流再一次进行混合反应，促进反应液进一步混合，最后达到彻底的反应完全。

所述废液通道28包括相接设置的鹅颈管281和废液出口283。所述鹅颈管281的两端分别连接所述反应腔20的一端及所述废液出口283。所述鹅颈管218及所述废液出口283位于所述反应腔20的一端，所述反应气出口22位于所述反应腔20的另一相对端。经所述曲流点27处理后的废液依次经过所述鹅颈管281及所述废液出口283排出所述气液分离装置2。

当所述气液分离装置2工作时，其包括如下步骤：

步骤s01，提供反应液自所述反应液入口25进入所述反应腔20；

步骤s02，所述反应液冲击所述散射器26形成四散的反应液滴；

步骤s03，提供载气自所述载气入口24进入所述反应腔20，并形成沿所述侧壁下移的飓风式漩涡气流，分离所述反应液和反应气；

步骤s04，经步骤s03后的反应液进入所述曲流点27，经所述曲流点27处理后的废液经过所述废液通道28排出所述反应腔20；

步骤s05，分离的气体自所述飓风式旋涡的风眼上升至反应气出口22溢出；

步骤s06，自所述反应气出口22溢出后的反应气依次经过所述脱水管23及所述吹扫风扇230干燥处理，获得干燥反应气；

至此，完成所述气液分离。

相较于现有技术，在本发明的气液分离方法中，增加设置散射器26、曲流点27及载气入口24，采用了集碰撞混合、曲流反应、反冲式运载于一体的化学发生及气液分离方式，实现针对化学气体发生系统的快速、彻底反应以及高效的气液分离功能。

另，在所述反应气出口22增加设置脱水管23和吹扫风扇230，将膜置换式除水配合吹扫风扇230将膜外壁的水分快速排到环境空气中，实现达到较佳的脱水效果，获得干燥的反应气体。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。