Сепаратор для разделения твердых частиц и газа и система отделения твердых частиц

 

1. Сепаратор для разделения твердых частиц и газа, содержащий камеру для отделения твердых частиц от газа, выполненную с входом для смешанного потока, выходом для газа и выходом для твердых.частиц, причем выход для твердых частиц расположен внизу камеры, а выход для газа под углом 180 к направлению потока, отличающийся тем, что, с целью быстрого отделения мелких твердых частиц от смешанного потока при минимальной эрозии, камера выполнена с прямоугольными или слегка изогнутыми продольными стенками, а i выход для твердых частиц расположен в противоположной стороне камеры относительно входа для смешанного CZ потока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц В 01 D 45/06

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕН Я

К ПАТЕНТУ потока.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3255244/23-26 (РСТ/US 80/00902) (22) 05.03 81 (03.07.80) (31) 055148 (32) 06.07.79 (33) США (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) Роберт Джон Гартсайд и Герман

Николас Воебке (США) (71) Стоун энд Вебстер Инджиниринг

Корпорейшн (США) (53) 697.942 (088.8) (56) 1. Патент США № 2878891, кл. 55-264, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 643174; кл. В 01 D 45/04, 1979. (54) СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И ГАЗА И СИСТЕМА ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ.

„„SU„„1085499 . А (57) 1. Сепаратор для разделения твердых частиц и газа, содержащий камеру для отделения твердых частиц от газа, выполненную с входом для смешанного потока., выходом для газа и выходом для твердых частиц, причем выход для твердых частиц расположен внизу камеры, а выход для газа— под углом 180 к направлению потока, отличающийся тем, что, с целью быстрого отделения мелких твердых частиц от смешанного потока при минимальной эрозии, камера выполнена с прямоугольными или слегка изогнутыми продольными стенками, а выход для твердых частиц расположен в противоположной стороне камеры относительно входа для смешанного

i085499

2. Сепаратор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что камера выполнена с высотой, по крайней мере

Di и шириной (0,75-1,25)Di,а выход для газа расположен между входом для смешанного потока и выходом для твердых частиц на расстоянии от входа, не превышающем 401, между их вертикальными осями, где D,. — внутренний диаметр входа для смешанного потока.

3. Сепаратор по п.2„ о т л ич а ю шийся тем, что выход для газа установлен относительно входа для смешанного потока .на расстоянии (1,5-2,5)В;,между их вертикальными осями.

4. Сепаратор по пп. 2 и 3, о т— л и ч а ю шийся тем, что высота камеры равна 2D-.

5. Сепаратор по п.4, о т л ич а ю шийся тем, что ширина камеры равна (0,9-1,1) D

6. Сепаратор.по п.2, о т л ич а ю шийся тем, что выход для твердых частиц выполнен иэ двух частей:первой,коллинеарной с камерой, и второй перпендикулярной к первой.

7. Сеааратор по п.6, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен средством ограничения потока, расположенным внутри коллинеарной части выхода для твердых частиц. .8. Сепаратор по п.7, о т л ич а ю шийся тем, что средство ограничения потока выполнено в виде отверстия.

9. Сепаратор по п.7, о т л ич а. ю шийся тем, что средство ограничения потока выполнено в виде трубки Вентури.

10. Сепаратор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что он снабжен переливным устройством,расположенным поперек камеры под или в выходе для газа и перед выходом для твердых частиц.

11. Сепаратор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что он снабжен средством для придания определенной формы каналу для смешан- ° ного потока, расположенным после камеры, выполненной с круглым поперечным сечением.

12. Сепаратор по п.11, о т л ич а ю шийся тем, что средство для придания определенной формы каналу для смешанного потока выполнено в виде керамической футеровки,расположенной на стенках камеры.

13. Сепаратор по п.il, о т л ич а ю шийся тем, что средство для придания определенной формы каналу для смешанного потока выполнено в виде перегородки, установленной в камере.

14. Сепаратор по п,.12, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен футеровкой, выполненной иэ эроэионнноустойчивого материала и расположенной на стенках камеры.

l5. Сепаратор по пп. 1,2,5 и 6, отличающийся тем, что он снабжен футеровкой, выполненной из термоиэоляционного материала и расположенной на стенках камеры.

16. Сепаратор по п.14, о т л ич а ю шийся тем, что он ""Hàáжен термоизолирующей футеровкой, расположенной между стенками камеры и эроэионноустойчивой футеронкой.

i7. Сепаратор по пп. 1,2,6 и 7, отличающийся тем,, что длина части камеры, расположенной после выхода для газа, равна или меньше 5D;.

18. Сепаратор по пп. 1,2 и З,о тл и ч а ю шийся тем, что он выполнен с проходами для ремонтных и очистных работ, расположенными на одном или обоих концах камеры.

19. Система отделения твердых частиц, отличающаяся тем, что она снабжена камерой для отделения твердых частиц от газа, вторичным сепаратором для разделения твердых частиц и газа, трубопроводом. соединяющим выход для газа в камере с вторичным сепаратором, емкостью для вывода твердых частиц, трубопроводом, соединяющим емкость и камеру, и средством для регулирования давления.

20. Система отделения по п.19, отличающаяся тем, что она с;-1абжена средством резкого охлаждения, расположенным в трубопроводе, соединяющем выход для газа в камере с вторичным сепаратором.

?1. Система отделения по п.20, отличающаяся тем, что средство для резкого охлажДения выполнено в виде сопла для инжекции охлаждающей жидкости.

?2. Система отделения по г::. 19, отличающаяся тем, что емкость для вывода твердых ча.стиц пана, установленного на выходном конце трубопровода, соединяющего емкость и камеру.

25. Система отделения по п.19, отличающаяся тем, что средство для регулирования давления выполнено в виде клапана регулирования давления, установленного на емкости для вывода твердых частиц.

1085499 выполнена в виде емкости для отпаривания.

23. Система отделения по п. 19, отличающаяся тем, что вторичный сепаратор выполнен в виде циклона.

24. Система отделения по п.19, отличающаяся тем, что средство для регулирования давления выполнено в виде контрольного кла1

Изобретение относится к устройствам и системам для отделения твердых веществ от газа и может найти применение в химической, металлургической и других отраслях промышлен5 ности.

Известен сепаратор, который содержит криволинейный трубопровод, причем разделение твердых частиц и газа осуществляется при повороте t0 от 180 до 240о. Центробежная сила направляет более тяжелые твердые вещества к внешней стенке трубопровода, позволяя при этом газам накапливаться на внутренней стенке для .последующего удаления через отвод 1 .

Недостатком устройства. является то, что оно обеспечивает отделение газа от твердых веществ путем изменения направления движения газа на

90 в месте его выделения, причем твердые вещества в этом случае продолжают перемещаться линейно к выходу из сепаратора. Поскольку твердые вещества не претерпевают изменения направления движения в точке разделения, значительные количества потока газа проходят мимо точки удаления газов к выходу для твердых веществ.

Известен сепаратор для разделения твердых частиц и газа, содержащий камеру для отделения твердых частиц от газа, вход для смешанной фазы, а также выход для газа и выход для твердых частиц, при этом вход расположен нормально по отношению к направлению потока, выход для твердых частиц расположен внизу камеры,,а выход для газа — под углом 180 к направлению потока 2).

Однако известному устройству присуще недостаточно эффективное отделение частиц от газа.

Целью изобретения является быстрое отделение мелких твердых частиц от смешанного потока при минимальной эрозии.

Поставленная цель достигается тем, что в сепараторе для разделения твердых частиц и газа, содержащем камеру для отделения твердых частиц от газа, выполненную со входом для смешанного потока, выходом для газа и выходом для твердых частиц, причем выход для твердых частиц расположен внизу камеры, а выход для газа — под углом

180 к направлению потока, камера выполнена с прямоугольными или слегка изогнутыми продольными стенками, а выход для твердых частиц расположен в противоположной стороне камеры относительно входа для смешанного потока.

Камера выполнена с высотой, по крайней. мере Р -, и шириной (0,751,25) D ° а выход для газа расположен,, между входом для смешанного потока и выходом для твердых частиц на расстоянии от входа, не превышающем

4D„, между их вертикальными осями, где D; — внутренний диаметр входа для смешанного потока.

Выход для газа установлен относительно входа для смешанного потока на расстоянии (1,5-2,5)D;, между их вертикальными осями.

Высота камеры равна 2D;.

Ширина камеры равна (0,9-1,1) D-, 1

Выход для твердых частиц выполi нен из двух частей: первой, колли

85499 4

4О

55 з 1О неарной с камерой, и второй, перпендикулярной к первой.

Сепаратор снабжен средством ограничения потока, расположенным внутри коллинеарной части выхода для твердых частиц.

Средство для ограничения потока выполнено в виде отверстия или в виде трубки Вентури.

Сепаратор снабжен переменным устройством, расположенным поперек камеры под или в выходе для газа и перед выходом для твердых частиц.

Сепаратор снабжен средством для придания определенной формы каналу для смешанного потока, расположенным после камеры, выполненной с круглым попере ным сечением.

Средство для придания определенной формы каналу для смешанного потока выполнено в виде керамической футеровки, расположенной на стенках камеры. или в виде перегородки, установленной в камере.

Сепаратор снабжен футеровкой, выполненной иэ эрозионноустойчивого или термоизоляционного материала и расположенной на. стенках камеры.

Сепаратор снабжен термоизолируюг,ей футеровкой, расположенной между стенками камеры и эрозионноустойчи;-ой футеровкой.

Длина части камеры, расположенной после выхода для газа равна или меньше 4 51у

Сепаратор выполнен с проходами для ремонтных и очистных работ, расположенными на одном или обеих концах камеры.

Система отделения твердых частиц снабжена камерой для отделения твердых частиц от газа, вторичным сепаратором для разделения твердых частиц и газа, трубопроводом, соединяющим выход для газа в камере со вторичным сепаратором, емкостью для вывода твердых частиц, трубопроводом соединяющим емкость и камеру, и сред ством для регулирования давления.

Система снабжена средством резкого охлаждения, расположенным в труба проводе, соединяющем выход для газа в камере с вторичным сепаратором

Срецство для резкого охлаждения выполнено в виде сопла для инжекции охлаждающей жидкости.

Емкость для вывода твердых частиц выполнена в виде емкости для отпаривания.

Вторичный сепаратор выполнен в виде циклона.

Средство для регулирования давления выполнено в виде контрольного ( клапана, установленного на выходном конце трубопровода, соединяющего емкость и камеру, или в виде клапана регулирования давления, установленного на емкости для вывода твердых частиц.

На фиг. 1 изображена схема сепаратора, разрез; на фиг.2 — сечение

А-A на фиг.1 ; на фиг.3 — вариант выполнения камеры с прямоугольными стенками, на фиг.4 — схема варианта сепаратора без переливного устройства, на фиг,5 — схема варианта сепаратора с переливным устройством и удлиненной разделительной камерой; на фиг.6 — схема варианта сепаратора со ступенчатым выходом для твердых частиц, выполненным из двух частей: первой, коллинеарной с камерой, и второй, перпендикулярной к первой на фиг.7 — схема варианта сепаратора с бесступенчатым выходом; на фиг.8 схема варианта сепаратора со средством ограничения потока в виде трубки Вентури на фиг.9 — схема варианта сепаратора по фиг.8, предназначенного для использования в реакторе подь-. емного типа; на фиг. 10 — схема системы отделения твердых частиц.

Сепаратор 1 снабжен оболочкой 2 и содержит камеру 3, предназначенную для отделения твердых частиц от газа, имеющую вход ч для введения потока смешанной фазы, выход 5 газовой фазы и выход 6 для твердой фазы (частиц).

Выход 4 и выход 6 твердой фазы размещаются на противоположных концах камеры 3, в то время, как выход 5 для газа расположен в месте, находящемся между ними. Проходы 7 и 8 для ремонтных и очистных работ могут быть предусмотрены в любом конце камеры 3.

Оболочка 2 сепаратора и проходы У и

8 для ремонта облицованы устойчивыми к эрозии футеровками 9-11, которые могут потребоваться в том случае, если твердые частицы поступают с большими скоростями. Футеровка 12, обеспечивающая термоизоляцию, может быть помещена между оболочкой 2 и футеровкой 9 и между проходами для ремонта и их соответствующими устойчивыми к эрозии футеровками в случае, когда сепаратор должен. быть исполь8549.9 Ь тока, такими, как скорость, массовая скорость потока, объемная плотность и размер частиц. Поскольку сила, приложенная к входящим частицам, действует больше на статический слой

17, чем на поверхность сепаратора эрозия будет минимальной.

Эффективность сепаратора, определяемая по степени удаления твердых частиц из газовой фазы, выходящей через выходное отверстие 5, не меняется в значительной степени при высоких входных скоростях (до

45,7 м/с), и сепаратор 1 может работать в широком пределе плотностей разбавленных фаз.

Эффективность сепаратора также зависит от его геометрии, при этом канал для потока должен быть прямоугольным, и от соотношения между высотой камеры Н и резкостью U -образного изгиба потока газа.

Для данного значения высоты камеры Н эффективность сепаратора воз25 растает по мере того, как длина канала для потока и, следовательно, время нахождения смеси в сепараторе уменьшается. Если внутренний диаметр входа 4 имеет величину D;,òî расстояние CL между центральными осями входа

4 и выхода 5 должно быть менее 4Р.,в

1 то время, как наиболее оптимальное расстояние между упомянутьпа цент% ральными осевыми линиями находится в пределах (1,5-2,5)D;. При расстоя35 нии, меньшем 1,5D;, происходит лучшее разделение, но при этом возникнут трудности в изготовлении такого устройства, что делает этот вариант

40 менее привлекательным во многих отношениях так как придется изготавливать сепаратор в виде цельной,отливаемой конструкции из-за того, что вход 4 и выход 5 так близко располо45 жатся друг от друга, что сваривание конструкции окажется невозможным.

Высота камеры для потока Н должна быть равной величине Р; или 5 см, в зависимости от того, какой из размеров больше. Практика показывает, что если Н меньше, чем Р; или 5 см, то входящий поток приобретает тенденцию к возмущению слоя твердых частиц, в результате чего происходит повторное попадание твердых частиц в поток

5 10 эован для работы при высоких температурах. Таким образом температура процесса, превышая 870 С„, не является препятствием для использования этого устройства.

Для большей прочности и для облегчения конструкции оболочка 2 сепаратора выполняется из цилиндрических секций, таких, например, как труба 13. Продольные боковые стенки 14 и 15 должны иметь прямоугольную форму или быть слегка закругленными. Форма канала для потока определяется путем регулирования толщины футеровки для стенок 14 и

15. Также могут быть использованы переливные устройства, перегородки, вставки или другие средства. Оболочка 2 сепаратора может быть выполнена в виде трубопровода прямоугольной формы (фиг.3). Поскольку оболочка 2 имеет прямоугольные стенки 14 и 15, нет необходимости регулировать ширину канала для потока путем изменения толщины футеровки. Футеровки

9 и 12 могут быть добавлены для придания устойчивости к эрозии и термическому воздействию соответственно.

Сепаратор работает следующим образом.

Входящий поток, содержащий смешанную фазу, поступает во вход 4 и затем от входа 4 поворачивает на

90 . Выход газовой фазы 5 расположен таким образом, что газовая фаза при выходе из сепаратора завершает изменение своего направления на 180

Центробежная сила толкает твердые частицы в направлении стенки 16,расположенной напротив входа 4 камеры

3, в то время как часть газа, обладающая меньшим моментом, течет по пространству для пара камеры 3. Твер дые частицы ударяются об стенку 16 и накапливаются до такого количества что образуют статический слой твердых частиц 17, который приобретает форму поверхности, соответствующую криволинейной дуге с углом приблизи-! тельно 90 . Твердые частицы, падающие на этот слой, перемещаются вдоль криволинейной поверхности слоя к выходу 6 для твердых частиц, который расположен таким образом, что частицы выходят вниз под действием силы тяжести. Форма поверхности слоя 17 . определяется геометрией конкретного сепаратора и параметрами входного погаза, выходящего через выход 5. Если величина Н вдвое больше D., то достигается еще большая эффективность разделения. Дальнейшее увеличение зна7 108 чения Н приведет просто к увеличению времени нахождения смеси в камере без фактического увеличения по эффективности. Ширина W канала для потока составляет (0,75-1,25)D<,причем наиболее оптимальным значением является (0,9-1,1)0(, Выход 5 мажет иметь любой внутренний диаметр ° Однако при больших скоростях может начаться эрозия 1б вследствие воздействия твердых частиц, захваченных потоком газа.

В сепараторе поперек канала для потока установлено переливное .устройство 18, расположенное в месте, находящемся в месте выхода для газа или сразу же под ним, предназначенное -для того, чтобы обеспечить наличие положительного столба .твердых частиц перед выходом 6 для твердых частиц„ Путем установки переливного устройства (или эквивалентного ограничения) в этом месте обеспечивается создание более устойчивого слоя, и результате чего уменьшается турбулентность и эрозия. Кроме того, переливное устройство 18 обеспечивает создание слоя, который имеет форму серповидной криволинейной дуги, охватывающей угол„ несколько превышающий 90 . Дуга такой формы отклоняет поток газа в направлении выхода для газа и создает тем самым

U-образную траекторию движения потока газа. Без переливного устройства 18 дуга 19 охватывала бы угол, 35 меньший или равный 90, и приближалась бы асимптоматически к выходу 6 (фиг.4). Хотя при этом не происходит ухудшения ни эффективности, ни потерь газа, наличие потока, форма которого соответствует дуге

19, приводит к увеличению времени нахождения частиц в камере и, что более важно, создается значительная потенциальная воэможность для воз" никновения эрозии на участках 20-22.

Возможен вариант сепаратора, имеющего камеру для отделения,вытянутую в продольном направлении.

Здесь расстояние по горизонтали L между выходом 5 для газа и переливным устройством 18 увеличено для того, чтобы обеспечить формирование слоя, имеющего большую протяженность. Величина L выбирается меньше или равной 5D1. Хотя форма контура потока не достигает Ц -образного

5499 8 вида, получается серповидная арка, которая ограничивает потенциальную возможность эрозии на участке 22.

Варианты выполнения сепаратора применяются в тех случаях, когда концентрация твердых веществ во входящем потоке оказывается низкой.

Вариант сепаратора также имеет минимальные потери давления и может быть использован в том случае, когда скорость входящего потока мала.

Возможен вариант сепаратора, имеющего ступенчатый выход для твердых частиц, участок 23 которого коллинеарен с каналом для потока, а участок 24 расположен таким образом, что в нем поток движется пад действием силы тяжести. Выполнение выхода в виде ступеньки заменяет переливное устройство 18. Поскольку твердые частицы накапливаются в ограниченной коллинеарной части 23, потери давления оказываются выше.

Этот вариант, таким образом, оказывается менее оптимальным в том случае, когда входящий поток имеет низкую скорость и не может развить силу достаточной величины для того, чтобы протолкнуть твердые вещества через выход. Оцнако поскольку канал для потока твердых частиц ограничен, обеспечивается лучшая диэрация и потери газа минимальны.

Возможен вариант сепаратора, в котором выход для твердых частиц выполнен бесступенчатым (фиг.7). Хотя здесь не используется переливное устройство, выход ограничивает поток твердых. веществ, что помогает формированию слоя. Здесь также может быть использовано увеличенное расстояние между выходом для газа и выходом для твердых частиц.

Возможен вариант сепаратора, выполненного с трубкой Вентури (фиг.8).

Трубка Вентури 25, имеющая размеры

D 1 (диаметр на входе трубки), D >< (диаметр горловины трубки Вентури), 8 (угол при вершине конуса, образованный между проекциями сходящихся стенок трубки Вентури), помещается на коллинеарном участке 23 выхода для того, чтобы обеспечить в значительной степени улучшение деаэрации твердых веществ.

Возможен вариант сепаратора с трубкой Вентури, предназначенный для использования в реакторе подъемного

55

9 10854 типа (фиг.9) . Здесь вход 4 и выход 5 ориентированы таким образом, чтобы обеспечить возможность для применения этого устройства с реактором подъемйого типа, твердые вещества прижимаются к верхней стенке и образованный таким образом слой удерживается на месте под воздействием силы подходящего потока, а газовая часть потока следует по .U -образной траек- 10 тории. Однако при отсутствии ограничения, на выходе для твердых частиц будет образовываться асимптотический слой. Применение переливного устройства для установления высоты слоя окажется неэффективным, причем оно будет отклонять твердые частицы в сторону выхода для газа.

Наиболее эффективным является

20 установка трубки Вентури 25 в коллинеарном участке 23 для того, чтобы улучшить деаэрацию твердых частиц.

Пример 1. Расстояние L от выхода для газа до переливного устройства равно нулю.

Входной поток составлен из воздуха, поступающего со скоростью

2 407 м /мин и алюмосиликата постуЭ Э

30 пающего со скоростью 23,58 кг/мин, объемная плотность которого составляла 112t,3 кг/м, а средний размер частиц достигал 100 мкм. Плотность пара равна 0,96 кг/м,причем операция осуществляется при температуре окружающего воздуха и при атмосферном давлении. Скорость входящего через входное отверстие диаметром 5,06 см потока составляла 20 м/с в то время, как скорость газа на выходе составляла 26,1 м/с, причем он выходил через отверстие диаметром 4,5 см.

Положительное уплотнение, образованное твердыми веществами на выходе твердых частиц, препятствовало захвату газа в поток твердых веществ, выходящих из сепаратора. Стабилизация слоя твердых веществ осуществлялась путем помещения поперек канала для потока переливного устройства.

Наблюдаемая эффективность разделения составила 89,1Е, причем она осуществлялась при времени нахождения газовой фазы в устройстве в течение приблизительно 0,008 с. Эффективность определялась как процент

99 10 удаления твердых веществ из входящего потока.

Пример 2. Смесь газа и твер дых частиц, использованная в примере 1, обрабатывалась в варианте сепаратора (фиг.5). В данном примере размер Ь равен 5,06 см, все остальные размеры такие же, как и в примере 1. За счет увеличения размера камеры разделения в продольном направлении форма потока газа начала отклоняться от 0 --образной.

В результате этого время пребывания стало больше и отмечалось увеличение турбулентности..Эффективность разделения составила 70,87.

II р и м е р 3. Сепаратор, аналогичный тому, который применялся по

I примеру 2, испытывался при входном потоке, состоящем из воздуха, поступающем со скоростью 2,407 мэ/мин, и алюмосиликата, поступающего со скоростью 4,6 кг/мин, что обеспечивало плотность потока 19 кг/м,т.е. приблизительно в два раза больше, чем в примере 2. Эффективность разделения была больше и равнялась

83,8Х.

Пример 4. Вариант сепаратора, примененного в примере 1, испытывали при скорости входного потока, указанной для примера 3. Отмечалось небольшое увеличение эффективности до 91 3Х.

Пример 5. Испытывался сепаратор (фиг.1) в условиях примера 1.

Расстояние С . между осевыми линиями входного и выходного отверстий для газа составило 15 см, т.е. почти втрое больше входного диаметра. Этот размер находится за пределами предпочтительного диапазона значений

CL. который составляет (1,50-2,5)П;

Время пребывания в сепараторе возросло до 0,01 с, эффективность разделения составила 73,0 .

Пример 6. Испытывался сепаратор, в котором увеличен размер устройства по сравнению с предыдущими примерами в девять pas в отношении площади потока. Проводили обработку воздуха, поступающего со скоростью

1,359 м /мин, и алюмосиликата, поступающего со скоростью 299,37 кг/мин через входное отверстие диаметром

15,5 см и выходящего через отверстие диаметром 10,12 см, при 82,2 С и давлении 0,843 кг/см . Соответствую12

Пример 8. Вариант сепаратора (фиг.7) испытывали в ниде блока, имеющего вход диаметром 5,06 см и выход для газа диаметром 2,54 см.

Выход для твердых частиц имел диаметр 5,06 см и размещался на расстоя нии 25,4 см в сторону от выхода для газа. Переливное устройство не применялось. Входящий поток состоял из воздуха и отработанного катализатора, использованного в процессе жидкого каталитического крекинга, поступающего со скоростью 52,6 кг/мин имеющего объемную плотность

720,83 кг/м и средний размер частиц

50 мкм. Это обеспечивало плотность потока 19,22 кг/м . Скорость газа на входе составляла 19,4 м/с, в то время, как скорость газа на выходе равнялась 79,3 м/с. Как и в примере ?, обеспечивался положительный контрпоток смещаемого газа из емкости для собирания в сепаратор.

11 10 щие скорости составляли 12,19 и

27,43 м/с, а плотность потока—

22 кг/м . Расстояние CL между осевыми линиями входа и выхода для газа равнялось 28 см, или в 1,83 раза превьппало входной диаметр. Расстояние L равнялось нулю. Слой стабилизировали переливным устройством высотой 5,85 см, причем потери газа прецотвращались наличием положительного уплотнения иэ твердых веществ.

Твердые вещества собирались в закрытом сосуде. Разница давлений была такова, что имел место положительный поток смещаемого газа от сосуда для собирания к сепаратору. Этот объем составлял приблизительно 0,26 м /мин.

Наблюдаемая эффективность разделения составила 90,0%, а время пребывания газовой фазы в устройстве равнялось приблизительно 0,02 с.

Пример 7. Сепаратор, использованный в примере 6, испытывался с идентичным входным потоком газа и твердых частиц. Оцнако емкость для собирания твердых веществ сообщалась с атмосферой, а разница давлений регулировалась таким образом, что 9% подаваемого газа (или 1,18 м /мин) выходили через отверстие для выделения твердых веществ со скоростью 1,09 м/с. Эффективность сепаратора при наличии этой положительной утечки через выход для твердых частиц возросла до 98,1%.

Этот по-ок двигался сс скоростью

0,396 и/с. Работа проводилась при температур" окружающего воздуха и при атмосферном давлении. Эффективность разделения составляла 95,0%, Система разделения состоит из первичного сепаратора 1, вторичного сепаратора 26 и емкости 27 для отпаривания. Выход для газа первич10 ного сепаратора 1 присоединяется кс вторичному сепаратору 26 посредством трубспрсвсда (линии} 28 ". тс время, как емкость 27 для отпаривания аналогичным образок присоединяется к выходу твердых частиц. Используется средство для регулчрования давления дг я того, чтобы регулировать поток газа, поступающий з емкость для отпаривания.

20 Система работает следующим сбразсм. Твердые вещества и газ входят

B трубчатый реактор 29 пс линиям

30 H 31 соответственно. Потоки выходящие из реактора, направляются чер5 посредственно в сепаратор I где осуществляется разделение на потоки, содержащие газовую фа-у и фазу твердых веществ, Га.зсвая фаза удаляется пс линии 28 в то время, как твердая фаза направляется в емкость 27 для стпаривания пс линии 32. В зависимости от вица самого грсцесса и сте= åíê разделения, быстр;.е охлаждение газа внутри линии 28 может быть

35 осуществлено путем впрыскивания, обеспечивающего схлалцение материала из линчи 33. Обычно получаемьй

B качестве прсдукта газ содержит остаточные твердые вещес.тва и направляется вс вторичный сепаратор 26 являюцийся обычным циклоном.

Обеспечивающий охлаждение материал необходимо вводить в линию 28 таким образом р чтобь предотвратить воз п можнссть обратного потока этого

: атериала в сепаратор. Остаточные твердые вещестьа удаляются из сепаратора 26 пс линии 34 в тс время, :::.ак фактически не содержащий твердых

%Q веществ raý, пслучаемььй в качестве продукта, удаляется сверху пс линии

35. Твердые вещества из линий 32 и

34 освобождаются ст "àçîâûõ загрязнений в емкости 27 для отпаривания,. содержащей псевдосжиженный слой,где используется пар или другой флюидизи. рующий нейтральный газ, поступающий по линии 36. Пары из сосуда для отпаривания удаляются пс линии 37 и, 13 10 в случае необходимости или по экономическим соображениям, направляются в блоки очистки, расположенные ниже по движению потока. Отпаре »ные твердые вещества, выводимые из емкости 27 по линии 38, направляются в регенератор 39, причем для этого используется идущий под давлением транспортный гаэ из линии 40. Отходящие газы из регенератора 39 выводятся по линии 41. После регенерации твердые вещества рециркулируют в реактор 29 по линии 30, Сепаратор 1 должен обеспечить отделение в течение короткого времени твердых веществ из потока, выходящего из реактора, для того, чтобы предотвратить снижение качества продукта и гарантировать оптимальный выход и селективность требуемых продуктов. Сепаратор 1 работает в таком режиме, который искпючает или по крайней мере в значительной степени уменьшает количество газа, входящего в емкость 27 для отпаривания, посколь ку эта часть газообразного продукта в значительной степени ухудшит свои свойства, если она будет оставаться в тесном контакте с твердой фазой.

Это осуществляется путем применения положительного уплотнения, которое предусмотрено между сепаратором 1 и емкостью 27 для отпаривания. Сепаратор 1 работает так, что эрозия сводится к минимуму, несмотря на наличие высоких температур и высокой скорости, которые являются неотъемлемыми характеристиками этих процессов.

Внутренний диаметр выхода 6 сепаратора должен быть выбран таким

85499 14 образом, чтобы разница давлений между емкостью,27 для отпаривания и сепаратором 1 была такой величины, при которой в линии 32, идущей от выхода для твердых частиц,образовывался бы статический столб твердого вещества. Этот статический столб твердых веществ в линии 32 образует положительное уплотнение, 10 которое препятствует входу газов в емкость 27 для отпаривания. Величина разницы давлений между емкостью

27 для отпаривания и сепаратором определяется величиной силы, необходимой для перемещения твердых частиц в виде объемного потока к выходу 6 для твердых частиц и столба твердых частиц в линии 32.

По мере того, как разница давлений

20 увеличивается, общий поток газа в емкости 27 для отпаривания уменьшается. Твердые частицы, обладающие гравитационным моментом, преодолевают эту разницу давления в то время, как газ выходит через выход

5 для газа.

Путем регулирования давления в емкости 27 для отпаривания можно контролировать количество газа, входящего в установку. Средство для регулирования давления может включать контрольный или откидной клапан 42, установленный на выходе линии 32, или устройство 43 для контроля.дав35 лений на емкости 27. Давление также можно регулировать путем выбора размера выхода 6 и линии 32 таким образом, чтобы получить гидравлическую силу, воздействующую на

40 систему, для создания потока газа в сторону отпаривателя.

1085499

1085499

gag Заказ 2042/55 Ти аж 682 Подписное

ВНИ Л

1085499

Pgz У