Газожидкостной сепаратор

 

ГАЗОЖИДКОСТНОЙ С ЕПАРАТОР , содержащий цилиндрический корпус . с трубчатым коллектором подвода газожидкостной смеси, коллекторы отвода жидlKufff OC/776 кости и газа, размещённую внутри корпуса спиральную лопасть, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и полноты разделения газожидкостной смеси, сепаратор снабжен прикрепленной под острым углом к стенкам коллектора отвода жидкости конической перфорированной перегородкой с лиофобным пористым покрытием , вершина которой направлена к коллектору подвода газожидкостной смеси, корпус снабжен цилиндрической перфорированной перегородкой с лиофильным пористым покрытием, а спиральная лопасть выполнена с переменным внутренним диаметром и : размещена между перегородками с лиофильным и лиофобным покрытием.i & (Л Oi со 00 ел

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) В 01 D 19 00

О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHO5Nf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3442890/23-26 (22) 25.05.82 (46) 15.11.83. Бюл. № 42 (72) В. А. Майоров и Л. Л. Васильев (71) Новополоцкий политехнический ин ститут им. Ленинского комсомола Белоруссии (53) 66.069.84 (088.8) (56) 1. Патент США № 38038.10, кл. В Ol D 19/00, 1974.

2. Патент США № 4199332, кл. В 01 D 19/00, 1980. (54) (57) ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СЕПАРАТОР, содержащий цилиндрический корпус с трубчатым коллектором подвода газожидкостной смеси, коллекторы отвода жид„SU„„1053851 А кости и газа, размещенную внутри корпуса спиральную лопасть, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и полноты разделения газожидкостной смеси, сепаратор снабжен прикрепленной под острым углом к стенкам коллектора отвода жидкости конической перфорированной перегородкой с лиофобным пористым покрытием, вершина которой направлена к коллектору подвода газожидкостной смеси, корпус снабжен цилиндрической перфорированной перегородкой с лиофильным пористым покрытием, а спиральная лопасть выполнена с переменным внутренним диаметром и размещена между перегородками с лиофильным и лиофобным покрытием.

1053851

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в различных областях техники для разделения потоков газо- и парожидкостных смесей.

Известен газожидкостной сепаратор, содержаший корпус с коллектором подвода газожидкостной смеси и коллекторы отвода жидкости и газа с установленными на их входах соответственно лиофильной и лиофобной тонкопористыми перегородками.

Таких перегородок три, они размещены последовательно на одной из стенок корпуса и установлены так, что две одинаковые из них находятся по обеим сторонам третьей. Другая стенка корпуса выполнена непроницаемой и расположена паралдельно первой. При движении газожидкостной смеси вдоль стенки с размещенными на ней последовательно лиофильной и лиофобной пористыми перегородками происходит последовательный отвод, жидкости и газа сквозь соответствуюшие проницаемые для них перегородки и удаление их по коллекторам (1).

Недостатками данного газожидкостного сепаратора являются низкая производительность. При движении газожидкостного потока последовательно вдоль лиофильной и лиофобной пористых перегородок не проходяшая через эти перегородки фаза смеси непрерывно накапливается на них и существенно блокирует их поверхность. Этот процесс усиливается по мере отвода одной из фаз и вызываемого этим увеличения содержания в потоке другой фазы и снижения продольной скорости потока, сносящего агрегаты не проходящей через эту перегородку фазы с ее поверхности за счет динамического воздействия. Кроме того, практически полностью блокируется последняя пористая перегородка не проходящей через нее фазой. из-за накопления этой фазы в тупиковом конце корпуса.

А также невозможность его использования для разделения парожидкостных потоков криогенных жидкостей. Известно, что криогенные жидкости хорошо смачивают все материалы и понятие лиофобный материал для них отсутствует.

Наиболее близким по технической суш,— ности и достигаемому результату к изобретению является газожидкостной сепаратор, содержащий цилиндрический корпус с трубчатым коллесором подвода газожидкостной смеси, коллекторы отвода жидкости и газа и размешенную внутри корпуса спиральную лопасть. Газожидкостная смесь через подводящий трубчатый коллектор подается в цилиндрический корпус в осевом направлении, где закручивается с помощью спиральной лопасти. Газовые пузырьки под действием центробежной силы перемешаются в открытый центральный проем спиральной лопасти и затем отсасываются через открытый плоскив входной торец трубчатого

4S

Размещение лиофильной и лиофобной пористых перегородок друг против друга на перегородках, которые выполнены перфорированными, и изготовление входного конца коллектора отвода газа в виде конуса соединенного со стенкой корпуса под острым углом, позволяет повысить производи1 тельность и полноту разделения газожидкостной смеси. Спиральная лопасть уменьшающегося внутреннего диаметра, внутренняя и внешняя спиральные кромки которой касаются соответственно лиофобной и лиофильной перегородок, образует спиральный канал с постепенно уменьшаюшимся расстоянием между боковыми пористыми лиофильной и лиофобной стенками, проницаемыми соответственно только для жидкости и газа.

На начальном участке этрго спирального канала происходит закручивание газожидкостного потока и полное расслоение фаз.

Жидкость отбрасывается на внешнюю пористую лиофильную стенку канала, а газ движется вблизи внутренней лиофобной пористой стенки. При этом жидкость постепенно проходит сквозь проницаемую для нее

2 коллектора отвода газа. Закрученный поток жидкости после спиральной лопасти поступает в осевом направлении в коллек, тор отвода жидкости (2).

Недостатком известного сепаратора является неполное разделение газожидкостного потока вследствие отсутствия элементов, осуществляющих полное отделение жидкости от пузырьков газа и газа от капель жидкости после спиральной лопасти перед

1О поступлением их соответственно в коллекторы отвода жидкости и газа. В результате в отводящий газ коллектора уносится значительная доля жидкости, а вместе с жидкостью отводится и большая часть газа. Особенно значительно .неполное разделение фаз происходит в неустановившемся и переменном режимах работы.

Цель изобретения — повышение производительности и полноты разделения газожидкостной смеси.

Поставленная цель:достигается тем, что газожидкостной сепаратор, содержащий цилиндрический корпус с трубчатым коллектором подвода газожидкос ной смеси, коллекторы отвода жидкости и газа, размещенную внутри корпуса спиральную лопасть, 25 снабжен прикрепленной под острым углом к стенкам коллектора отвода жидкости конической перфорированной перегородкой с лиофобным пористым покрытием, вершина которой направлена к коллектору подвода газожидкостной смеси, корпус снабжен цилиндрической перфорированной перегородкой с лиофильным пористым покрытием, а спиральная лопасть выполнена с переменным внутренним диаметром и размещена между перегородками с лиофильным и лиофобным покрытием.

1053851 дующим образом.

45 лиофильную пористую перегородку и через перфорированную стенку корпуса отводится в коллектор отвода жидкости. Газ проходит сквозь проницаемую для него лиофобную пористую перегородку и через перфорированную стенку входного конца коллектора отвода газа проникает в этот коллектор. Накапливающиеся в конечной части спирального сужающегося канала на непроницаемых для них пористых перегородках дисперсные агрегаты фаз (капли жидкости на лиофобной боковой стенке канала и пузырьки газа на лиофильной) постепенно увеличиваются в размерах за счет слияния и сносятся вдоль этих стенок за счет динамического :воздействия расслоемного потока в угол в конце канала. Как только эти дисперсные агрегаты каждой фазы достигают сечения канала, где их размер равен локальной ширине между лиофильной и лиофобной стенками сужающегося канала, эти агрегаты касаются поверхности проницаемой для них пористой стенки, растекаются по ней и проходят сквозь нее. Эта обуславливает полное разделение газожидкостной смеси.

Тонкопористая лиофобная перегородка может быть изготовлена из пористых фторопласта, полихлорвинила, полиэтилена, фторопластовых тканей или тканей, обработанных лиофобными составами. Наиболее подходящим материалом для лиофильной пористой перегородки является металлическая мелкоячеистая сетка, которая для уменьшения среднего размера отверстий может быть сложена в несколько слоев, спрессована и спечена.

На чертеже изображен схематически предлагаемый газожидкостной сепаратор.

Газожидкостной сепаратор содержит цилиндрический корпус с перфорированной перегородкой 1, трубчатый коллектор 2 подвода газожидкостной смеси, коллектор 3 отвода жидкости и трубчатый коллектор 4 отвода газа, входной конец которого выполнен в виде конуса с перфорированной перегородкой 5 и соединен с перфорированной перегородкой 1 корпуса под острым углом между их образующими. На перфорированной перегородке 1 корпуса и перфорированной перегородке 5 размещены друг против друга пористые лиофильная 6 и лиофобная 7 перегородки. Внутри корпуса размещена спиральная лопасть 8 уменьшающейся ширины, внутренняя и внешняя спиральные кромки которой касаются соответственно

Зо

4 лиофобной 7 H лиофильной 6 BopHcTblx перегородок. Газожидкостной сепаратор работает слеГазожидкостная смесь под давлением подается через входной коллектор 2 и поступает в спиральный канал постепенно уменьшающейся ширины, образованный спиральной лопастью 8 и боковыми пористыми лиофильной 6 и лиофобной 7 пористыми перегородками. На начальном участке этого спирального канала происходит закручивание газожидкостного потока и полное расслоение фаз. Жидкость отбрасывается на внешнюю пористую лиофильную перегородку 6, газ движется вблизи внутренней лиофобной пористой перегородки 7 канала. При движении жидкости вдоль проницаемой для нее лиофильной пористой перегородки 6 она постепенно проходит сквозь нее и через перфорированную перегородку

1 корпуса отводится в коллектор 3 отвода жидкости . При движении газа вдоль проницаемой для него лиофобной пористой перегородки 7 он постепенно проходит сквозь нее и через перфорированную перегородку 5 конуса поступает во входной ко нец коллектора 4 отвода газа. Накапливающиеся в конечной части спирального сужающегося канала на непроницаемых для них пористых перегородках дисперсные агрегаты фаз (капли жидкости на лиофобной внутренней стенке и пузырьки газа на лиофильной внешней стенке канала) увеличиваются в размерах и сносятся вдоль этих стенок за счет динамического воздействия расслоенного потока в угол в конце канала. В углу канала эти агрегаты касаются поверхности проницаемой для них пористой перегородки, растекаются по ней и проходят сквозь нее.

Производительность единицы поверхности пористой перегородки достигает предельной величины за счет устранения блокирую-. щего эффекта не проходящей через нее фазой при расслоении двухфазной смеси в спиральном канале. Кроме того, выполнение проницаемыми обеих стенок канала при прочих равныХ условиях удваивает производительность. Размещение лиофильной и лиофобной пористых перегородок на перфорированных перегородках позволяет предельно уменьшить толщину этих перегородок, а, следовательно, снизить их гидравлическое сопротивление, и тем самым, предельно увеличить производительность.

Редактор.Н. Воловик

Заказ Ì65/5

Составитель В. Берзин

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4