Многоканальный центробежный сепаратор

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЬПТ СЕПАРАТОР, содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, трубные доски с закрепленными на них вихревьгми трубками , имеющими пазы с продольными кромками для отвода жидкости, расположенные в нижней части трубок, о тличающийся тем, что, с целью повьшгения эффективности сепарации путем исключения вторичного уноса отсепарированной жидкости, продольные кромки пазов выполнены отогнутыми наружу. (Л ;о 05 VI |

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (ll}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3562908/23-26 (22) 04.01.83 (46) 23.08.85. Бюл. №- 31 (72) P.В.Капитонов, В.A.Кравченко, Н.П.Кузнецова, А.П.Приставка, В.P.Грунвальд, К.С.Рочев, Б.В.Сперанский и В.И.Иделев (71)Государственный научно-исследова тельский и проектно-конструкторский институт "ЮжНИИгипрогаз" (53) 66.074.1(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 474176, кл. В 01 D 53/26, 1973.

Патент США ¹ 3793812, кл. В 01 D 45/12, !974.

3. Авторское свидетельство СССР № 42042, кл В 01 D 45/18, 1934 (прототип), (5()4 В 01 D 45/12 В 04 С 3 00 (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНЬ1И ЦЕНТРОБЕЖНЬП1

СЕПАРАТОР, содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, трубные доски с закрепленными на них вихревыми трубками, имеющими пазы с продольными кромками для отвода жидкости, расположенные в нижней части трубок, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации путем исключения вторичного уноса отсепарированной жидкости, продольные кромки пазов выполнены отогнутыми наружу.

1 10967

Изобретение относится к устройствам для отделения капельной жидкости от потока газа и может применять ся в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности для очист 5 ки газов или для извлечения иэ них ценных, продуктов..:

Известен газосепаратор для очистки природного газа от конденсата, включающий цилиндрический корпус с та .:генциальным вводом газа и установ .енную внутри корпуса контактную тарелку, на которой размещены сепарационные элементы с цилиндрическими патрубками, имеющими тангенциальные 15 прорези на входе,и устройства для отвода жидкой пленки на выходе, состоящие из соединенных между собой конической отражательной поверхности и внешнего отбойного цилиндра, обра- 20 зующих с сепарационным патрубком лабиринтный канал $1).

Недостатком указанного сепаратора является низкая эффективность сепарации при высоком начальном конден- 25 сатном факторе. При вертикальном расположении сепарационных патрубков

- длина патрубка ограничивается условием устойчивости пленки жидкости в вос-. ходящем потоке газа и не превышает 4-30

5 диаметров патрубка. При большей длине патрубка начинается процесс волнообразования на стенках сепарационного патрубка, сопровождающийся разрушением жидкостной пленки и уно- З5 сом капель жидкости с потоком газа.

В то же время наиболее высокая эффективность сепарации (особенно тонкодисперсных капель жидкости) достигает я при длине сепарационного патруб-gp ка, в 8-10 раз превышающей его диаметр, что не может быть выполнено при вертикальном расположении сепарационных патрубков.

Известен также горизонтальный мно- 5 гоканальный центробежный сепаратор, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода газа и отсепарированной жидкости, установленное внутри корпуса множество вихревых трубок с завих-5О рителями во входной части и пазами для отвода жидкости в выходной части, выполненными в виде кольцевых разрывов $2 ). Сепарация жидкости происходит внутри каждой вихревой трубки 55 иод действием центробежных сил, благодаря закрутке потока. Отсепарированная жицкость стекает из вихревых тру90 бок через кольцевые разрывы и удаляется из сепаратора через патрубок отвода жидкости. Благодаря горизонтальному расположению вихревых трубок и достаточной их длине сепаратор обеспечивает высокую эффективность разделения газа и жидкости.

Недостатком указанного сепаратора является повышенный вторичный унос жидкости, вызываемый тем, что отсепарированная жидкость, стекающая иэ пазов, попадает в пазы нижерасположенных трубок, вновь подхватывается потоком газа и уносится с ним. Зто снижает эффективность сепарации.

Наиболее близким к предложенному устройству является сепаратор 3), содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, трубные доски с закрепленными на них вихревыми трубками, имеющимИ пазы для отвода жидкости, расположенные в нижней части трубок.

Недостатком сепаратора является то, что отсепарированная жидкость стекает на ниже расположенные трубки и попадает по их стенкам внутрь трубок за счет вторичных вихревых течений, что снижает эффективность сепарации, Цель изобретения — повышение эф-! фективности сепарации путем предотвращения вторичного уноса отсепарированной жидкости, достигается тем, что в многоканальном центробежном сепараторе, содержащем горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, трубные доски с закрепленными на них выхревыми трубками, имеющими пазы с продольными кромками для отвода жидкости, расположенные в нижней части трубок, продольные кромки пазов выполнены отогнутыми наружу.

Пазы целесообразно выполнить на расстоянии ие менее 10 диаметров вихревых трубок от завихрителя, а отгиб кромок пазов выполнить на ширину, превышающую диаметр вихревой трубки. При этом исключается захват отсепарированных капель потоком газа.

Благодаря такому конструктивному выполнению вихревых трубок над каждым пазом для отвода жидкости образуются козырьки, исключающие попада.— ние в поток газа отсепарированной

1096790

30 е—

fl где

Эффективность сепарации, 7

МФ горизонтальных рядов вихревых трубок базового объекта многоканального сепаратора

3 в выше расположенных трубках жидкости.

Длину паза необходимо выбирать иэ условия полного отвода отсепарированной жидкости от вихревых трубок.

Испытания вихревых трубок в стендовых условиях на прозрачной модели показали, что отсепарированная жидкость движется по стенкам трубки в виде отдельных струйных витков.Выпол- 10 нение паза с длиной, превышающей длину витка закрученного потока, спо-. собствует полному отводу жидкости из вихревой трубки. Длина витка и соответственно длина .паза зависят от кон- 15 струкции завихрителя (величины тангенциальной и аксиальной составляющих скорости потока на выходе из завихрителя), диаметра и шероховатости стенок вихревых трубок, расстояния 20 между завихрителем и пазом и определяются расчетным или экспериментальным путем.

Экспериментальным путем установлено, что для стальных труб при распо- 25 ложении паза на расстоянии 10-15 диаметров вихревой трубки длина паза ., может быть определена из зависимости длина паза для отвода жидкости соответственно, аксиальная и тангенциальная сос-35 тавляющие скорости потока на выходе иэ завихрителя; диаметр вихревой трубки.

Коэффициент 2 учитывает затуха- 40 ние тангенциальной скорости потока на длине (10-15) д от завихрителя.

Сепаратор работает следующим образом.

Разделяемую газожидкостную смесь подают через патрубок 2 в трубки 7 и закручивают с помощью эавихрителей 8.

Под действием центробежных сил капли жидкости отбрасываются на стенки трубок 7 и перемещаются в виде спиральных струй к выходному концу.Достигнув пазов 9, жидкость стекает по кромкам 10 и удаляется из сепаратора через патрубс", 4. Наличие кромок 10, имеющих форму козырьков, предотвращает попадание отсепарированной жидкости в пазы ниже расположенных трубок 7. Очищенный газ выводят иэ сепаратора через патрубок 2.

При высоком конденсатном факторе возможна сепарация жидкости иэ газа под действием, гравитационных сил до входа в трубки 7. В этом случае целесообразно установить дополнительный патрубок для отвода жидкости из эоны между патрубком 2 и трубной решеткой 5.

Испытания многоканальных сепараторов в стендовых условиях показали, что при выполнении пазов в виде коль— цевых разрывов эффективность сепарации ниже расположенных рядов выхревых трубок ниже, чем верхних рядов., Сравнительная характеристика эффективности предлагаемого сепаратора и базового объекта (2) приведена в таблице.

98-99

94-95

98-99

98-99

91-93

89-90

98-9о

1У и более

98-99

Как видно из таблицы, в многоканальном сепараторе эффективность сепарации всех рядов вихревых трубок одинакова и достигает 98-997., а эффективность сепарации в вихревых трубках с кольцевым разрывом, начиная с четвертого ряда, не превышает 907.

На фиг. 1 изображен предлагаемый сепаратор, продольный разрез; на 45 фиг. 2 — разрез А-А фиг. 1.

Сепаратор содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с патрубком

2 ввода газожидкостной смеси, патрубком 3 выхода очищенного газа и патрубком 4 отвода отсепарированной жидкости. Внутри корпуса 1 в трубных решетках 5 v. 6 установлены вихревые трубки 7 с эавихрителями 8 на входе и пазами 9 на выходе. Пазы 9 выполнены в нижней части трубок 7.

Кромки 10 пазов трубок 7 отогнуты по длине пазов наружу.

1096790

Корректор Л. Бескид

Редактор Л.Утехина Техред Т.Дубинчак

Заказ 5766!3 Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый многоканальный центробежный сепаратор позволит повысить эффективность сепарации за счет исключения вторичного уно- са жидкости.

Внедрение предлагаемого сепаратора на установках осушки и очистки газа в производственном объединении

"Оренбурггаззавод" позволит получить годовой экономический эффект 70 тыс. руб. на один сепаратор по сравнению с базовым сепаратором за счет снижения потерь абсорбента с газом из сепараторов.