Сепаратор для очистки газа от примесей

Изобретение предназначено для очистки газов. Сепаратор содержит корпус с патрубками входа и выхода, размещенное в корпусе полотно с закрепленными на нем центробежными элементами, включающими сепарирующие камеры. Корпус сепаратора выполнен горизонтального типа, а полость, образованная внутренней поверхностью корпуса, полотном и сепарирующими камерами, разбита на секции перегородками, закрепленными на полотне и установленными между рядами центробежных элементов, причем длина каждой секции превышает длину сепарирующей камеры центробежного элемента. Перегородка выполнена с наклоном к горизонтальной плоскости сепаратора. Технический результат: расширение диапазона устойчивости работы и повышение эффективности разделения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области очистки газа от твердых и жидких примесей и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известен центробежный сепаратор, содержащий горизонтальный корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, вихревую камеру, в которой установлен обтекатель, соединенный с завихрителем. Завихритель состоит из центрального тела с наклонными лопастями для создания центробежного движения газожидкостного потока (патент РФ №2133136, МПК⁶ B 01 D 45/12, опубл. 20.07.99 г.).

Общими признаками известного и предлагаемого сепараторов являются:

- горизонтальный корпус с патрубками входа и выхода;

- размещенное в корпусе устройство для создания центробежного движения газожидкостного потока.

Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность и узкий диапазон оптимальной работы. При колебании производительности (что имеет место в реальных условиях) пристенный слой жидкости и примесей неизбежно смешивается с очищенным газовым потоком.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому сепаратору является сепаратор для отделения газа и жидкости от твердых и жидких примесей, включающий вертикальный корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и жидкости, центробежные элементы, расположенные на полотне тарелки, оборудованной сливной трубой, и циклон, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости (Патент РФ №2147914, МПК⁷ B 01 D 45/12, опубл. 27.04.00 г.).

Общими признаками известного и предлагаемого сепараторов являются:

- корпус с патрубками входа и выхода;

- размещенное в корпусе полотно с закрепленными на нем центробежными элементами;

- центробежные элементы включают сепарирующие камеры.

Недостатком известного сепаратора является недостаточно высокая эффективность отделения твердых и жидких частиц от газа, обусловленная турбулентными возмущениями на выходе газа из сепарирующих камер центробежных элементов, которые приводят к захвату потоком газа отделенных частиц и вторичному их уносу.

Техническая задача заключается в расширении диапазона устойчивой работы сепаратора и повышении эффективности разделения.

Поставленная задача достигается тем, что в сепараторе для очистки газа от примесей, содержащем корпус с патрубками входа и выхода, размещенное в корпусе полотно с закрепленными на нем центробежными элементами, включающими сепарирующие камеры, корпус сепаратора выполнен горизонтального типа, а полость, образованная внутренней поверхностью корпуса, полотном и сепарирующими камерами, разбита на секции перегородками, закрепленными на полотне и установленными между рядами центробежных элементов, причем длина каждой секции превышает длину сепарирующей камеры центробежного элемента.

Кроме этого, перегородка выполнена с наклоном к горизонтальной плоскости сепаратора.

Выполнение корпуса сепаратора в виде горизонтального аппарата создает условия для обеспечения эффективной работы секций, образованных внутренней поверхностью корпуса, полотном и перегородками, а также удобства обслуживания и эксплуатации сепаратора.

Выполнение отдельных секций в полости, образованной внутренней поверхностью корпуса, полотном и сепарирующими камерами центробежных элементов, путем установки перегородок между рядами центробежных элементов, а также выполнение секций длиной, превышающей длину центробежного элемента, устраняет турбулентные возмущения на выходе газа из центробежных элементов, в результате исключается захват потоком газа уже отделенных частиц, а следовательно, уменьшается вторичный унос аэрозольных частиц.

Выполнение перегородки с наклоном к горизонтальной плоскости сепаратора позволяет часть скоагулировавших и осевших на перегородках аэрозольных частиц под действием гравитационных сил удалять из потока газа. Оптимальным углом наклона перегородок к горизонтальной плоскости является угол более 45°. При выполнении перегородок под углом менее 45° к горизонтальной плоскости сепаратора может привести к тому, что при определенных свойствах примесей отделяемые частицы жидкости с механическими примесями будут налипать на перегородках, ухудшая условия разделения. При выполнении перегородок вертикальными отделенные в центробежных элементах механические примеси неизбежно смешивались бы с потоком очищенного газа, выходящим из нижерасположенных центробежных элементов.

Сепаратор для очистки газа от примесей представлен на чертеже, где на фиг.1 показан общий вид сепаратора, на фиг.2 - вид по А-А.

Сепаратор для очистки газа от примесей содержит горизонтальный корпус 1 с патрубком 2 входа разделяемого потока, патрубком 3 выхода газа и патрубком 4 выхода жидких примесей. Внутри корпуса 1 размещено полотно 5, на котором закреплены центробежные элементы 6. Количество центробежных элементов 6 рассчитывается из условия максимальной эффективности разделения газа и скоагулировавших частиц. Для исключения перетекания газа полотно 5 перекрывает все сечение аппарата. Количество центробежных элементов рассчитывается из условия максимальной интенсивности проведения процесса коагуляции. Каждый центробежный элемент 6 содержит завихритель 7 и сепарирующую камеру 8. К полотну 5 прикреплены перегородки 9, которые разбивают полость, образованную внутренней поверхностью корпуса 1, полотном 5 и сепарирующими камерами 8 на отдельные секции 10. Длина каждой секции 10 превышает длину сепарирующей камеры 8 центробежного элемента 6. Перегородки 9 выполнены под углом к горизонтальной плоскости сепаратора, оптимальный угол наклона перегородок составляет более 45°. На днище сепаратора, содержащем патрубок входа 2, установлена отбойная пластина 11. За патрубком входа 2 размещено распределительное устройство 12, выполненное в виде вогнутой чаши, направляющей разделяемый поток на поверхность отбойной пластины 11. Внизу сепаратора размещен люк 13 для выгрузки шлама.

Сепаратор для очистки газа от примесей работает следующим образом. Разделяемый поток поступает через патрубок входа 2 в корпус 1 сепаратора. Распределительное устройство 12 направляет разделяемый поток на поверхность отбойной пластины 11, при этом поле скоростей потока выравнивается на входе в завихрители 7 центробежных элементов 6. В сепарирующей камере 8 каждого центробежного элемента 6 под действием центробежных сил потока происходит процесс фазового разделения. На выходе из центробежного элемента 6 образуется два потока газа: первый - очищенный поток газа, который движется вдоль оси центробежного элемента 6 в направлении патрубка выхода 3, и второй - поток газа, обогащенный механическими примесями, который движется в противоположном направлении. Механические примеси из второго потока под действием гравитационных сил осаждаются в каждой секции 10 на перегородках 9 и выводятся в нижнюю часть сепаратора. Перегородки 9 гасят турбулентные пульсации на выходе центробежных элементов 6 и препятствуют смешиванию отделенных в центробежных элементах 6 механических примесей с потоком очищенного газа. Из нижней части сепаратора осевшие механические примеси в виде шлама или жидкости удаляются через патрубок 4 или через люк для выгрузки шлама 13. Очищенный газ выводится из аппарата через патрубок 3.

1. Сепаратор для очистки газа от примесей, содержащий корпус с патрубками входа и выхода, размещенное в корпусе полотно с закрепленными на нем центробежными элементами, включающими сепарирующие камеры, отличающийся тем, что корпус сепаратора выполнен горизонтального типа, а полость, образованная внутренней поверхностью корпуса, полотном и сепарирующими камерами, разбита на секции перегородками, закрепленными на полотне и установленными между рядами центробежных элементов, причем длина каждой секции превышает длину сепарирующей камеры центробежного элемента.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что перегородка выполнена с наклоном к горизонтальной плоскости сепаратора.