Вертикальный сепарационный фильтр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1722537 А1 (I 9) (I I) (sI)s В 01 0 45/02, 46/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° вам

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869573/26 (22) 24.07.90 (46) 30.03,92. Бюл, М 12 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Ф,В,Козак, Л.M.Øóòêà, В.Г.Овчаренко, В.А.Клюсов и В.Б.Щипачев (53) 66.067.324 (088.8) (56) -Авторское свидетельство СССР

М 247912, кл. В 01 D 27/00, 1970, Авторское свидетельство СССР

М 1407512, кл. В 01 D 2277//0066, В 01 D 45/02, 1986. (54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕПАРАЦИОННЫЙ

ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к устройствам для отделения капельных жидкостей от гаИзобретение относится к устройствам для отделения капельных жидкостей от газовых потоков и может быть использовано в сепарационных и массообменных аппаратах газовой, химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности.

Известен фильтр для очистки газа, содержащий корпус, внутри которого размещен газораспределительный лист, снабженный коническими патрубками, на которых свободно установлены фильтрующие элементы, а пространство между патрубками и кольцом набито стекловолокном.

Недостатком этого фильтра является то, что отсепарированная жидкость стекает по наружной поверхности фильтрующего элемента сверху вниз. По мере движения толщина пленки увеличивается, происходит ее зовых потоков и может быть использовано в массообменных и сепарационных аппаратах газовой, химической, нефтехимической и смежных отраслей промышленности, Целью изобретения является уменьшение вторичного уноса жидкой фазы и повышение эффективности сепарации. B теле фильтрующего элемента дренажный канал выполнен спиралеобразным, расчленяющим по высоте слой фильтрующего элемента на отдельные зоны и образующим с наружной поверхностью фильтрующего элемента желоб для стекающей жидкости, опирающийся нижним концом на гаэораспределительный лист. Для уменьшения ВТоричного уноса шаг спиралеобразного а канала равняется наружному диаметру фильтрующего слоя, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.,турбулизация, отрыв струек жидкости от поверхности и их вторичный унос потоком газа.

Известен также вертикальный сепарационный элемент, содержащий каркас, опорный фланец с входным отверстием, верхнее донышко и сепарационный слой с дренажными каналами, расположенными внутри слоя на расстоянии 1/3 толщины слоя от наружной поверхности элемента и выполненными в виде концентрично размещенных вогнутых пластин, направленных s сторону входного отверстия.

Однако дренажные каналы в виде вогнутых пластин не формируют толщину пленки жидкости, стекающей по наружной поверхности фильтрующего слоя, так как они расположены в слое концентрически и параллельно оси сепарационного элемента, 1722537

30

45

50 уменьшают своим присутствием площадь сечения для прохода газа. Это влечетувеличение скорости газа в промежутках между соседними дренажными каналами и, как следствие, усиление транспорта жидкой фазы к наружной поверхности сепарационного элемента.

Целью изобретения является уменьшение вторичного уноса жидкой фазы и повышение эффективности сепарации.

Цель достигается тем, что в теле фильтрующего элемента дренажный канал выполнен спиралеобразным, расчленяющим по высоте слой фильтрующего элемента на отдельные зоны и образующим с наружной поверхностью фильтрующего элемента же-. лоб для стекающей жидкости.

На фиг.1 изображен сепарационный фильтр. общий вид; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1.

Вертикальный сепарационный фильтр состоит из верхней крышки 1, опорного фланца 2 с кольцевым порогом 3, стоек 8, фильтрующего слоя 4, выполненного в виде намотки на каркасе рукавной мелкоячеистой металлической сетки, в котором установлен спиралеобразный дренажный канал

5, завихрителей 6 и газораспределительного листа 7.

Каркас вергикального сепарационного фильтра включает в себя верхнюю крышку

1, опорный фланец 2, которые скреплены между собой стойками 8. Внутри каркаса равномерно по высоте с одинаковым интервалом установлены лопастеобразные завихрители 6, придающие газожидкостному потоку вынужденное направление к внутренней поверхности фильтрующего слоя по всей его длине, что обеспечивает равномерную загрузку фильтрующего слоя. В то же время установка завихрителей придает каркасу более жесткую конструкцию.

Спиралеобразный дренажный . канал представляет собой желоб, образованный каналом и двумя буртиками; наружным и . внутренним. Внутренний буртик прилегает к внутренней поверхности фильтрующего слоя, а наружный отдален от наружной поверхности фильтрующего слоя диаметра Д на величину 0,02 Д. Высота внешнего буртика составляет две величины внутреннего буртика. Это обеспечивает, расчленение фильтрующего слоя по его высоте на отдельные зоны, исключает образование на всей наружной поверхности слоя сплошной пленки стекающей жидкости и способствует формированию отсепарированной пленки и капель жидкости в один поток. Это уменьшает толщину стекающей пленки на наружной поверхности фильтрующего слоя за счет осуществления непрерывного по высоте слоя дренажа отсепарированной жидкости, что гарантирует резкое уменьшение вторичного уноса.

Отсепарированная жидкость, стекающая по наружной поверхности фильтрующего слоя, скапливается в . желобе. Для исключения попадания отсепарированной жидкости из желоба во внутреннюю полость фильтра спиральный канал нижним концом опирается на газораспределительный лист.

Кроме того, движение потока отсепарированной жидкости в канале по спирали приводит к возникновению центробежной силы, смещающей жидкость от центра к периферии. Поскольку скорость дс лжения жидкости в канале увеличивается сверху вниз. то именно в нижней части элемента действие центробежной силы имеет наибольшее значение, что улучшает отвод жидкости из слоя фильтрующего элемента в желоб, а из него на поверхность газораспределительного листа, Таким образом, спиральная форма канала обеспечивает повышение эффективности сепарации.

Организованный отвод жидкости по всей высоте фильтрующего слоя дает возможность увеличить рабочую поверхность по высоте, тем самым увеличивается количество фильтрующей газожидкостной смеси и увеличивается производительность, LUar спиралеобразного канала выбирается из условия равенства, т.е. он должен равняться наружному диаметру фильтрующего слоя Д.

Вертикальный сепарационный фильтр работает следующим образом.

Поток газожидкостной смеси, проходя снизу и попадая на завихрители 6, закручивается и движется по спирали. Это способствует более равномерному распределению потока по поверхности сепарации и увеличению пути потока в слое фильтрующего слоя 4, По мере прохождения газожидкостной смеси через фильтрующий слой происходит отделение и коагуляция капель, которые под действием силы тяжести стекают в спиралеобразный дренажный канал

5 с боковыми буртиками. Буртики препятствуют стеканию жидкости в боковых направлениях. Образовавшаяся пленка жидкости по дренажному каналу 5 стекает вниз на газораспределительный лист 7 и отводится от него. Кольцевой порог 3 препятствует попаданию жидкости с газораспределительного листа 7 в подтарелочное пространство, что препятствует возврату жидкости на сепарационный фильтр.

Предлагаемый сепарационный фильтр обеспечивает значительную эффективность

1722537 улавливания капель жидкости из газожидкостного потока и резкое уменьшение вторичного уноса жидкой фазы.

Формула изобретения

1. Вертикальный сепарационный фильтр, содержащий газораспределительный лист, кольцевой порог, завихрители и фильтрующий элемент с дренажным каналом, разделяющим по высоте внутреннюю поверхность элемента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения вторично го уноса жидкой фазы и повышения зффсктивности сепарации, дренажный канал выполнен спиралеобразным в виде желоба, 5 нижний конец которого установлен на газораспределительном листе.

2. Фильтрпо п.1,отличающийся тем, что шаг витков спирального канала равен наружному диаметру фильтрующего

10 элемента.

1722537г

Составитель Н.Ковалева

Редактор Т.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Заказ 1013 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101