[发明专利]一种组合式气-液-固三相分离的方法和装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及化工反应设备技术领域，具体地说，是一种组合式气-液-固 三相分离的方法和装置，尤其是一种适用于淤浆床类反应器上气相中液-固夹 带物的分离方法和装置。

【背景技术】

众所周知，在化工反应设备技术领域，凡涉及气-液-固三相的化工单元 操作均会产生雾沫夹带的问题，因此，在这类单元操作的设备上部，或是设 备外围均附设有除沫装置，所以一提起除沫装置，人们一般都以为是化工领 域中比较成熟的技术。正因为如此，在早期的淤浆床这种“气-液-固”三相 物系化工单元操作反应器的上部亦借助现有技术所说的除沫装置，如折流板 式、离心式、丝网式除沫装置(参见《化工原理》296～297页“除沫器”，化 工工业出版社)来回收夹带的液体微粒，也收到了一定的效果。至于流失的 部分还可通过反应器外的气-液分离装置予以进一步回收，这是由于早期的淤 浆床中固体催化剂颗粒粒径在2～4毫米，不存在催化剂的夹带流失，仍然是 一种液体的雾沫夹带问题。

但是，随着催化研究的深入和催化工艺的发展，催化剂趋向于微粒化， 催化剂的粒径只有40～60微米(参见《化学反应工程(第三版)》311页，化 学工业出版社)。发展的淤浆床反应器对气-液-固三相分离方法提出了新的要 求，即：不仅能完全捕捉回收被气相夹带的微粒，尤其是固体催化剂微粒， 而且同时能将这些回收的“液-固微粒”返回到反应床层中。如果任随催化剂 不断流失，就意味着催化过程的工况将不断恶化，最终导致催化反应过程被 迫中断；对此要求，现有的除沫器已显然做不到。

此外，经实验发现，现有的除沫器的除沫效率不高，在一定条件下，折 流板式除沫器平均的除沫效率在70％左右，离心式除沫器平均的除沫效率在 75％左右，丝网式除沫器的除沫效率最高，平均也只有80％左右。这种除沫效 率以及不能分离粒径在40～60微米的固体催化剂使现有的除沫器无法满足现 代淤浆床反应器持续操作的要求。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，为符合现代淤浆床反应器的要 求，提供一种组合式气-液-固三相分离的方法；本发明的另一目的是，根据 上述方法，提供一种气-液-固三相分离的装置，其分离效率可达到99％以上， 能满足现代淤浆床类反应器持续运作的要求，至少能保证淤浆床反应器可持 续运作半年以上。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种组合式气-液-固三相分离的方法，采用集缩扩式、离心式、折流板 式、丝网式除沫器主要结构于一体的组合式气-液-固三相分离装置，在缩扩 式除沫器的基础上，在导流筒的外端设置螺旋式导流板，在两个锥形壳体构 成的环隙中设置螺旋式导流罩，使夹带液-固微粒的气相在环隙中增速的同 时，作旋流运动，提高分离效率，经缩扩-旋流后的气相再折流进入下一个旋 流通道，之后经再次折流，最后通过丝网式除沫层继续分离，通过组合式气- 液-固三相分离装置，气相中的液-固夹带物被回收，并返回反应器的液化层 中。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种组合式气-液-固三相分离的装置，含有反应器壳体、筒式折流罩、 丝网层、导流筒和若干根肋，反应器壳体的上端设有筒式折流罩，筒式折流 罩外侧的上部设置有数个上支撑肋，上支撑肋的外圆弧线则与反应器壳体内 表面的弧线相固接；在上支撑肋的上部，在筒式折流罩与反应器壳体形成的 环形通道的顶端设有丝网层；在筒式折流罩下端出口处设有数个下支撑肋， 通过下支撑肋将筒式折流罩与其下方的导流筒连接成一体，其特征是，导流 筒的下端面通过数个第二肋与上锥壳体的上端面固接，承载于上锥壳体上； 导流筒的外端设有螺旋式导流板，导流筒通过螺旋式导流板与筒式折流罩的 内表面连接；上锥壳体的下端面与环形挡板固接，环形挡板的外周与反应器 壳体的内表面密封固接；在与环形挡板同一水平面上设有数根第三肋，第三 肋与下锥壳体的上部固接，下锥壳体的下端通过第四肋固接在反应器壳体的 内表面和回流管的内壁上；上锥壳体与下锥壳体的几何尺寸相同，下端面和 锥角相等，但是，上锥壳体的上端面是开放式的，下锥壳体的上端面是封闭 式的，下锥壳体的上半部置于上锥壳体下端的空腔中，由上锥壳体和下锥壳 体的斜面构成具有环隙空间的增速构件。

所述下锥壳体的锥体高度大于上锥壳体的锥体高度，因此，下锥壳体的 上端面小于上锥壳体的上端面。