在常压条件下，分离器通常是水平或垂直设计。本节讨论了卧式气液分离器和立式气液分离器的设计或选型。
图1显示了卧式气液分离器的原理图。气电解质混合物进入液体部分的气液分离器。在这里，气泡以上升的速度上升到表面，并在顶部离开分离器。电解液从气液分离器的底部排出。重要的是，液体的停留时间要足够长，以便在液体离开分离器之前，气泡可以上升到表面。
图1：卧式气液分离器示意图。气体-电解质混合物在液体中进入气液分离器。气泡上升到气相并在顶部离开，而电解质则在底部离开。
气泡上升速度可由上篇公式计算。最小必要液体停留时间(τl，必要停留时间(necessary))，单位为[s]的计算如公式1所示。
其中气泡的最大上升距离为相对液体高度(h *)乘以分离器直径D，单位[m]。此外，对于气泡的上升速度，必须确定最小气泡的直径。
液体的实际停留时间(τl，实际停留时间（actual）)，单位为[s]，可由的液体体积流量(Ql)[m3/s]、Al液体流动面积[m2]和的分离器长度L[m]来估计，如公式2所示。
对于液体体积流量，假设它不改变，等于入口液体体积流量。液体面积的计算方法为总流动面积(Aves) [m2]乘以相对液体面积(A*)。相对液体面积(A*)由相对液体高度(h*)计算得到。下图2解释了这一点。
图2 ：相关的相对高度和相对液体面积，在上图2中，液体高度(h)为[m]， φ为角度[◦]。
当必要停留时间等于实际停留时间时，可以找到气液分离器的最小尺寸。然而，当气泡到达液体表面时，它会打破液体膜，形成如下图3所示的喷射液滴。这样，一些液滴进入气相，又回落到液相。下面将解释这一现象。
为了将液滴从气相中去除，气体的停留时间必须足够长，以便液滴再次沉淀。根据公式3和4可估计出[s]内的必要停留时间(τg，必要停留时间(necessary))和[s]内的实际停留时间(τg，实际停留时间（actual）)。
当实际停留时间等于或大于必要停留时间时，得出气液分离器的可能的最小尺寸。对于卧式气液分离器，典型的L/D比在2.5到5之间。
在低气体量分离时，通常使用垂直气液分离器。在这段落中讨论这种垂直分离器的尺寸。垂直立式气液分离器原理图如下图4所示。与卧式气液分离器相同，重要的是液体的停留时间要足够长，以便在液体离开分离器之前气泡能够上升到表面。
气体-电解质混合物进入液相。气泡上升到顶部并离开，而电解质则在底部离开。
在这个例子中，入口刚好低于液位。液体必要的停留时间必须足够长，以便混合物中的气泡能够上升到液体表面。可由公式5计算。
其中hi为入口的相对高度，hl为液体的相对高度。对于气泡上升速度，可采用上章节的公式。液体的最小实际停留时间可由公式6计算。
对于气液分离器的最小尺寸，实际液体停留时间至少等于或高于必要的液体停留时间。液体高度和入口高度取决于液滴形成情况，如图4所示。对于垂直气液分离器，典型的L/D比在2和4之间。
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气液分离器入口为液相。对于垂直气液分离器，假设相对液高为0.4。
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液滴的大小尚不清楚，因此在本研究中没有考虑到这一行为。为了防止液滴离开系统，确定a h =0.5
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合适的L/D比值以减小分离器体积。因此，在卧式气液分离器中选择L/D比为5，而在立式气液分离器中选择L/D比为2。
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在图5中，气泡直径与气液分离器所需体积相关。由于卧式气液分离器的总容积总是小于立式气液分离器，所以假定气液分离器是水平的。
因此，在本文中，气液分离器采用水平设计。图6为气泡直径与气液分离器长度的对应关系。
原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）：碱性电解系统气液分离器的设计机理
