Струйно-центробежный сепаратор

 

Изобретение относится к устройствам для разделения газожидкостных систем и может использоваться в химической , газовой, металлургической и других отраслях промьшшенности с целью увеличения эффективности сепарации , расширения диапазона эффективности работы в условиях колебания нагрузок по газу и жидкости за счет постоянства скорости газа в устройстве и устранения образования отложений. Струйно-центробежный сепаратор включает цилиндрический корпус 1, в нижней части которого установлен бункер сбора жидкости (БЖ) 2 с входным патрубком 3. Внутри корпуса 1 размещен завихритель 4, выполненный из набора однонаправленных лопастей, закрепленных нижним концом на БЖ 2,. а верхним - на отбойном диске (ОД). Лопасти выполнены из упругого материала с зигзагообразным профилем по длине, при этом высота зиг уменьшается к верхнему концу лопастей, зиги ориентированы по ходу движения газа и под острым углом к касательной ОД. Газожидкостной поток поступает в устройство через а & (Л

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 B 01 D 45/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с Ф . С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4155536/23-26 (22) 03.12.86 (46) 23.06.88. Бюл. У 23 (71) Гродненское производственное объединение "Азот" им. С.О. Притыцкого (72) А.А. Лакомкин, В.В. Ходневский, Г.В. Турунцев и M.È. Шибутович (53) 621.928.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 404490, кл. В О! D 45/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР

9 546363, кл. В 01 D 45/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 782834, кл. В 01 D 45/12, 1978. (54) СТРУЙНО-ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение относится к устройствам для разделения газожидкостных систем и может использоваться в химической, газовой, металлургической и других отраслях промышленности с цеÄÄSUÄÄ 1404097 А1 лью увеличения эффективности сепарации, расширения диапазона эффективности работы в условиях колебания нагрузок по газу и жидкости за счет постоянства скорости газа в устройстве и устранения образования отложений.

Струйно-центробежный сепаратор включает цилиндрический корпус 1, в нижней части которого установлен бункер сбора жидкости (БЖ) 2 с входным патрубком 3. Внутри корпуса 1 размещен завихритель 4, выполненный из набора однонаправленных лопастей, закрепленных нижним концом на БЖ 2, а верхним— на отбойном диске (ОД). Лопасти выполнены из упругого материала с зигзагообразным профилем по длине, при этом высота зиг уменьшается к верхнему концу лопастей, эиги ориентированы по ходу движения газа и под острым углом к касательной ОД. ГазожидкостI ной поток поступает в устройство через.

1404097 патрубок Э и натекает на ОД. Благодаря тому, что лопасти выполнены из упругого материала, ОД может поднимать ся или опускаться в зависимости от количества обрабатываемой среды, что позволяет направлять газожидкостной поток преимущественно в периферийную область эавихрителя 4. При этом на ОД капли сепарируются эа счет инерционных сил и, перетекая с лопасти

Изобретение относится к устройствам для разделения газа и жидкости и может использоваться на конечной стадии проведения тепломассообменных пылегазоочистных процессов, в том числе сопровождающихся образованием отложений, в химической, газовой, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — увеличение эф- 10 фективности сепарации, расширение диапазона эффективности работы в усло. виях колебания нагрузок по газу и жид. кости эа счет постоянства скорости газа в устройстве и устранения образо 15 вания отложений.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — лопасть завихрителя, аксонометрия; на фиг.4 — 20 узел I на фиг. 3.

Струйно †центробежн сепаратор содержит цилиндрический корпус 1, в нижней части которого установлен бункер 2 сброса жидкости с входным патрубком 3. Внутри корпуса 1 размещен завихритель 4, выполненный из набора однонаправленных лопастей 5, жестко закрепленных нижним концом на бункере 2 сбора жидкости, верхним — на от- 30 бойнсм диске 6. Лопасти 5 выполнены из упругого материала и с зигзагообразным профилем по длине, при этом высота зиг уменьшается к верхнему концу лопастей 5, а сами зиги ориентированы в нисходящем направлении по ходу движения газа и под острым углом к касательной отбойного диска 6.

Сепаратор работает следующим образом. на лопасть, отводятся в БЖ 2. Окончательное отделение капель происходит на корпусе 1, куда они отбрасываются за счет центробежных сил инерции, возникающих при закрутке выходящего из эавихрителя 4 газового потока.

Оптимальная скорость разделения поддерживается эа счет автоматического изменения площадей проходных сечений путем подъема ОД. 4 ил.

Восходящий газовый поток поступает в сепаратор через входной патрубок Э и натекает на отбойный диск 6. Благодаря тому, что лопасти 5 выполнены с зигзагообразным профилем по длине и из упругого материала, происходит подъем (опускание) отбойного диска 6 до момента уравновешивания динамической силы газа силой тяжести диска.и упругой силой лопастей 5. 3а счет уменьшения высоты эиг. по высоте завихрителя обеспечивается в зоне крепления диска 6 и лопастей 5 сужение проходного сечения газа так, что газ, растекаясь в объеме завихрителя 4, направляется преимущественно в периферийную область завихрнтеля 4. При этом на отбойном диске 6 сепарируется капельная жидкость за счет инерционных сил, перемещается радиально и перебрасывается на внешнюю сторону соседних лопастей 5 по ходу движения газа. Так как зиги ориентированы в нисходящем направлении по ходу движения газа, происходит перетекание жидкости с лопасти на лопасть и, в конечном итоге, в бункер 2 сбора жидкости. При этом движение жидкости по лопастям происходит в гидродинамически застойных (по отношению к газу) зонах, что не приводит к уносу жидкости и исключает образование отложений в этих зонах.

Газовый поток натекает на лопасти завихрителя 4 и при этом разделяется на отдельные струи, что приводит к появлению по длине лопастей 5 чередующихся,участков высоких и низких скоростей газа. В высокоскоростные струи вовлекается мелкодисперсная

1404097 влага (за счет эффекта Магнуса) и коагулируется в них в крупнодисперсные капли за счет турбулентных пульсаций газового потока. Крупнодисперсная влага оседает на лопастях 5, движется в виде капель или пленки по лопастям по ходу движения газа и с края лопастей по кромке перетекает на внешнюю сторону и движется с ранее отсе- 1р парированной жидкостью описанным образом. Газовый поток выходит из эавихрителя 4 в нисходящем направлении в виде струй, что придает транспортируемым в потоке каплям нисходящее инер- 15 ционное движение, а это способствует их быстрому выделению из потока на корпусе 1, откуда они стекают в бункер 2. Газовые струи иэ завихрителя

4 достигают корпуса 1 и образуют вра- 2О щающийся поток. За счет возникающих при этом центробежных сил происходит окончательное выделение капель из потока на корпусе 1, которые стекают гравитационно в бункер 2 сбора жид- 25 кости, а очищенный от жидкости газ покидает устройство в его верхней части.

При работе сепаратора в условиях колебаний нагрузок по газу происходит ЗО изменение объема завихрителя 4, приводящее к изменению площади проходного сечения газа в межлопастных зонах.

Так, при возрастании нагрузки по газу происходит подъем диска 6, растяжение лопастей 5 и, следовательно, увеличение площади проходного сечения, при снижении газовой нагрузки — наоборот. Это обеспечивает автоматическое регулирование скорости газа в завих- 4р рителе в области оптимальных значений, что позволяет вести процесс сепа,рации в высокоэффективном режиме в широком диапазоне газовых нагрузок.

При работе сепаратора в условиях 45 неизменной газовой нагрузки и существенного снижения нагрузки по жидкости, склонной к кристаллизации, происходит постепенное отложение продуктов очистки на лопастях 5 в зонах движения жидкости. Однако имеет место пульсирование завихрителя 4 благодаря его высокой чувствительности к пульсациям газового потока, что приводит даже при неизменной газовой нагрузке

55 к стохаетическому растяжению-сжатию лопастей 5, а это разрушает целост" ность отложений, которые загем вовлекаются в газовый поток гидродинамическими силами (Магнуса) и выделяются из него после завихрителя аналогично каплям. Кроме того, в условиях значительного орошения завихритель 4 интенсивно омывается жидкостью, при этом вибрации практически отсутствуют за счет непрерывного увеличения веса завихрителя 4 из-за наличия отсепарированной жидкости, что не приводит к захвату жидкости силами Магнуса и в этом диапазоне нагрузок обеспечивает также высокоэффективный режим работы.

Преимущество предлагаемого сепаратора по сравнению с известным состоит в том, что в нем процесс сепарации осуществляется в заданном оптимальном гидродинамическом режиме в широком диапазоне изменения нагрузок по газу и жидкости, при этом неподверженность зарастанию продуктами очистки повышае надежность работы сепаратора и значительно расширяет диапазон его применения. формула изобретения

Струйно-центробежный сепаратор, включающий цилиндрический корпус, в нижней части которого установлен бункер сбора жидкости с входным патрубком, завихритель из набора однонаправленных профилированных лопастей, жестко соединенных нижним концом с бункером сбора жидкости и верхним концом с отбойным диском, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения эффективности сепарации, расширения диапазона эффективной работы в условиях колебания нагрузок по газу и жидкости за счет постоянства скорости газа в устройстве и устранения образования отложений, лопасти завихрителя выполнены из упругого материала с зигзагообразным профилем по длине, причем высота зиг выполнена переменной и уменьшающейся к верхнему концу лопастей, при этом зиги ориентированы по ходу движения газа и под острым углом к касательной отбойного диска.

1404097

Составитель Д. Баранов

Техред А Кравчук Корректор .П. Патай

Редактор А. Козорез

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3015 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4