86- 羽叶分离器用于VOCs和除臭分子筛高温解吸气冷却气液分离和火炬分离罐

      最近两年，环保领域VOCs和废气除臭处理项目很多，尤其是油气行业、石化行业、医药食品、纺织印染等行业，按照环保排放要求都需要上VOCs处理装置。对于VOCs核心捕集回收环节，无论利用富余冷能进行VOCs冷却冷凝回收，还是如多数企业采用分子筛解吸气冷却凝液回收工艺，都涉及到对不凝驰放气中高效捕集回收有机凝液问题。请大家结合自身VOCs装置技术和实际运行情况，一起讨论羽叶分离器技术对不凝驰放气中高效捕集回收有机凝液设计。

      在VOCs处理装置中，除了分子筛高温解吸气冷却产生的有机凝液需要采用羽叶分离器，在火炬系统气液分离节点也会用到羽叶分离器。此外，有的企业对这些气液分离器捕集分离回收的有机凝液中污水除油节点，还使用G56型羽叶分离器进一步对污水进行脱轻烃处理。

      对于VOCs项目中分子筛解吸气凝液气液分离器，其主要作用是脱除高温解吸气冷却后的不凝气中携带的富含有机物的凝液，既可回收油机物料而避免收集的有机物再次排放到大气，又可避免凝液进入不凝气处理下游管线和设备而积聚形成液阻，影响下游设备尤其是加压设备运行故障。
      对于VOCs项目火炬气液分离器（分离罐），其主要作用之一是捕集回收火炬气中的可燃有机物而避免其被白白烧掉，作用之二是避免火炬点燃后燃烧的有机液滴形成“火雨”降落到地面造成极大的安全隐患。此外，对火炬气事先进行气液分离也可以提升火炬燃烧稳定性。
      对于VOCs项目分子筛解析气凝液污水进行脱油的液液两相分离器，其主要作用是脱除污水中的可燃轻烃，既可以回收可燃轻烃作为燃料，又可以**降低污水中可燃轻烃等有机物含量，不仅可以降低轻烃在后续工序挥发成可燃气造成安全风险，还可以**降低污水后续处理负荷，减小后续处理费用。

     关于VOCs项目分子筛解吸气液分离器和火炬气液分离罐，在目前国内已经建成运行的项目中，有的采用羽叶分离器，也有的采用纤维丝网式分离罐或重力沉降式分离罐，甚至有的早期项目没有设置分离罐。
      而关于VOCs项目凝液污水除油分离器，在目前国内已经建成运行的项目中，有的采用羽叶分离器，也有的采用纤维丝网式液液分离罐，甚至有的项目没有设置污水除油设备。
      

      羽叶分离器，也属于高效动力学分离技术设备，是目前性价比优势明显的第五代分离技术。从上世纪中叶开始应用的第一代雪弗龙叶片技术，经历长达半个多世纪发展、升级和技术更新，形成第五代羽叶分离技术。不同技术年代、技术层级的叶片，其内部结构以及结构决定的性能不相同。技术层级越高的叶片，综合性能和性价比越好。羽叶分离技术，无论在定量分离效率、运行稳定性、操作弹性空间、抗堵塞性能、运行压降等方面，有着本质飞跃。从而在真空、常压、低压、中压等宽范围工况下得到广泛应用。

       关于纤维丝网式分离罐，其属于传统简易分离技术和结构分离器。其主要通过内件中的纤维相互架桥形成的“孔格”完成对气流挟带质的阻挡和拦截分离。一方面，由于纤维相互架桥形成的“孔格”尺寸**小小不一样，其结构决定其性能不可能完成小尺寸液滴的定量分离；另一方面，纤维丝网内件拦截形成的长大的液滴落回到气流中，需要通过重力沉降方式最后完成与气流分离，分离效率不高。此外，如果气流中携带有粘性液滴液沫和固体粉尘颗粒物，易于堵塞纤维丝网内件表层、中层和深层过流流道，尤其是中层和深层堵塞物难以理想再生，必须定期更换内件，运行效率以及运行维护成本较高。
      近年来，业主、工艺包商和设计院，纷纷采用G50羽叶分离技术设备，技术升级取代传统的纤维丝网式分离罐，不仅可以提升分离运行效率，且可以降低运行维护成本，取得技术经济竞争优势。

      至于重力沉降式分离罐，则更属于传统简易低效分离设备。不仅分离效率低，通常设备尺寸大，占地和配管成本不低，尤其在平台面上布置时综合成本更高。近年来，业主、工艺包商和技术水准较高的设计方，基本上不在再采用重力沉降式分离罐设置方案。只有个别小型设计单位，限于本身综合技术能力和水平，还时有重力沉降式分离罐的身影出现。更有甚者，出于EDP模式经济利益考虑甚至删除分离罐。这就需要业主方技术人员自己把关了。

       在VOCs项目分子筛解吸气凝液污水除油设备中采用的羽叶分离器、丝网式液液两相分离器和重力沉降式液液两相分离器，均属于动力学液液分离技术设备。不同的是，三者对连续相中的分散相微滴的分离时间大不一样，因而三者对液液分离效率也不一样，分离效率由低到高的顺序是：重力沉降式液液两相分离器<丝网式液液两相分离器<羽叶分离器.
      重力沉降式液液两相分离器中，分散相微滴在分离器停留时间段内，液滴大小和物化性质几乎没有变化，分散相液滴能否从其所处连续相中分离出来，完全取决于斯托克斯定律计算得出的沉降时间是否小于其在分离器中的停留时间。
      丝网式液液两相分离器中，分散相微滴在分离器停留时间段内，由于受到丝网内件聚结作用而使分散相液滴聚结长大。虽然，分散相液滴能否从其所处连续相中分离出来，也完全取决于斯托克斯定律计算得出的沉降时间是否小于其在分离器中的停留时间；但是，由于原来分散相液滴经丝网内件聚结而长大，沉降速度加快，沉降分离需要的时间相对得以缩短，从而提高了液液分离效率。
      而G56型羽叶分离器中，分散相微滴在分离器停留时间段内，由于受到G56羽叶分离聚结作用而使分散相液滴聚结长大，液滴沉降速度加快；并且，由于羽叶分离内件结构改变了液液分离流程流道结构而将羽叶分离器的沉降分离行程，缩短到原来的几十分之一甚至几百分之一，进而大幅缩短沉降分离需要的时间，**提高了液液分离效率。

      关于VOCs项目火炬气液分离罐和分子筛解吸气凝液污水除油液液两相分离器，其情形与LNG项目对应节点相似，请在海川论坛中石化板块LNG专栏查找本人发表的相关技术专贴进行参考。

      关于VOCs项目分子筛高温解析气冷却后不凝气气液分离器，这里以某纺织企业布匹定型车间VOCs气为例，进行讨论。

       该纺织企业布匹定型车间采用直燃式热风机对布匹进行烘干，工序产生的气体中除却空气、水蒸气和燃烧气成分外，还含有苯同系物、卤代烃、丁同、二甲基甲酰胺、甲醛、氨、CS2、SO2和氮氧化物等。
      其VOCs项目分子筛解吸气降温后的气液分离器工况条件如下：

1、工况压力：200PaG；

2、工况温度：80℃；

3、气相流量：4300Nm^3/h;

4、气相粘度：0.02cp；

5、气相密度：1.249kg/m^3；

6、液相含量：269kg/h;

7、液相密度：968.7kg/m^3;

8、液相粘度：0.357cp；

9、液相表面张力：62dyne/cm.

     我方针对该工况，采用G50型羽叶分离器结构，在NOVEL专有精准动力学分离计算设计系统平台上完成的VOCs项目分子筛解吸气凝液气液分离器设计结果数据如下：

1、分离器型式：G50型羽叶分离器；

2、分离效率：4N级脱除7.4微米及以上尺寸液滴液沫。

3、总体运行压降：43Pa。

4、设备尺寸：ID540*TL/TL1130。

学习了！

最近，NOVEL公司官网www.novelenergytech.com上传了如下内容：
1、动力伞式分离器图纸；
2、流化床气固分离器图纸；

11、油水羽叶分离器图纸；
12、PVC装置排放气羽叶分离器图纸;

21、蒸馏塔塔顶不凝气预冷伞式分离器图纸；

此外，这里也罗列NOVEL在海川化工论坛上发布的如下专业讨论帖，供大家链接参与讨论：


16、关于天然气脱水装置低温分离器出口带液及露点超标问题，请链接http://bbs.hcbbs.com/thread-1596842-1-1.html参与讨论。

31、关于电厂脱硫洗涤塔除沫器系统选型设计、安装运行、维护管理经验交流，请链接http://bbs.hcbbs.com/thread-1587700-1-1.html参与讨论。
32、关于电厂蒸汽锅炉大幅扩能却利用原有烟气脱硫洗涤塔的解决办法，请链接http://bbs.hcbbs.com/thread-1587710-1-1.html参与讨论。

34、 关于凉水塔除沫器设置及防犯冬季塔周边地面大面积结冰，请链接http://bbs.hcbbs.com/thread-1593340-1-1.html参与讨论。         
35、关于关于环丁砜装置二氧化硫制备单元SO2中液态硫磺沫脱除，http://bbs.hcbbs.com/thread-1616252-1-1.html参与讨论。

       有的企业，由于收集的VOCs气体含有不少粉尘和需要回收的颗粒物，采用洗涤捕集回收VOCs气流中携带的颗粒物。颗粒物虽然得以有效捕集回收，但VOCs气流中又带入大量液滴液沫。VOCs气流在进入RTO带有陶瓷的焚烧炉前，需要采用专用羽叶分离器脱除气流携带液滴液沫，否则，液滴液沫进入焚烧炉会导致陶瓷管炸裂。

61、关于炼厂芳烃装置之燃气分离橇块采用立式燃气聚结分离器设计问题，请链接https://bbs.hcbbs.com/thread-1642959-1-1.html参与讨论。