Сепаратор газа



Сепаратор газа
Сепаратор газа
Сепаратор газа
Сепаратор газа
Сепаратор газа
Сепаратор газа
Сепаратор газа

 


Владельцы патента RU 2385756:

Валиуллин Илшат Минуллович (RU)
Зиберт Генрих Карлович (RU)

Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, в частности к сепарационным и фильтрационным устройствам. Сепаратор включает корпус с патрубками входа смеси, выхода разделенных фаз и расположенные внутри корпуса сепарационную насадку и объемное газораспределительное устройство, выполненное в виде перфорированного клинообразного корпуса с каналами для прохода сепарируемой смеси, очищенного газа и отбора отделенных примесей, установленное с зазором к корпусу напротив патрубка входа сепарируемой смеси. Перфорированный клинообразный корпус объемного газораспределительного устройства выполнен с открытыми основанием и вершиной, при этом открытое основание клинообразного корпуса образует с патрубком входа сепарируемой смеси проходы для газов рециркуляции, а открытая вершина клинообразного корпуса закреплена в дренажном желобе или расположена непосредственно в сборнике жидкости. Технический результат: повышение эффективности процесса сепарации, снижение его гидравлического сопротивления, повышение надежности и увеличение срока службы сепаратора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, в частности к сепарационным и фильтрационным устройствам. Оно может быть использовано в процессах отделения жидкости и механических примесей от газового потока, преимущественно в установках:

- подготовки природного и попутного газа;

- низкотемпературной сепарации газа;

- переработки газового конденсата;

- компремирования газа, в том числе для очистки воздуха газотурбинных агрегатов;

- абсорберах осушки и очистки газа от примесей и других процессах.

Известны инерционные сепараторы и фильтры для отделения механических примесей и жидкости от газового потока, например инерционный фильтр (Авторское свидетельство №330876, МКИ B01D 45/04, приоритет 22.05.1970), включающий клинообразный корпус с противоположно расположенными отверстиями для входа газа и выхода твердых частиц, боковые стенки которого, сходящиеся к выходу твердых частиц, выполнены в виде жалюзи и разделительной перегородки. Недостатком этого устройства является низкая эффективность сепарации (фильтрации), для повышения эффективности приходится усложнять конструкцию устройства вводом регулируемых перегородок для уменьшения угла набегания газового потока на жалюзи или путем отбора (откачки) части газового потока с примесями.

Известен газожидкостный сепаратор (Авторское свидетельство №1634300, МКИ B01D 45/06, приоритет 16.03.89), предназначенный для отделения жидкости от газового потока путем сил инерции, в котором сужающие пластины гофрированы с переменной высотой гофр и расположены по кольцу на поддоне с центральным отверстием для отбора жидкости. В верхней части пластины закрыты крышкой, примыкающей к корпусу и выполненной с центральным отверстием. Такое техническое решение позволяет увеличить эффективность процесса сепарации на пластинах, однако требует увеличения высоты корпуса аппарата из-за необходимости размещения штуцера входа газа ниже поддона для нормального распределения входного газового потока на сепарационное устройство. Другим недостатком сепаратора является увеличенный вторичный унос жидкости с газовым потоком, т.к. газ и жидкость отбираются на выходе из пластин в прямотоке по цилиндру ограниченного диаметра, а также увеличенное гидравлическое сопротивление устройства из-за многократного изменения направления сепарируемого газового потока, что выводит разделяемые потоки из фазового равновесия.

Известно газораспределительное устройство (Патент РФ №1643030, МПК B01D 3/20, приоритет 31.03.1989) - (прототип), предназначенное для сепараторов газа и массообменных аппаратов и включающее корпус аппарата с размещенной в нем с зазором обечайкой, установленной против патрубка входа газа и выполненной с каналами для прохода газа, сечение которых уменьшается к патрубку входа. Устройство позволяет уменьшить высоту корпуса аппарата, т.к. распределение сепарируемого потока происходит непосредственно против патрубка входа, а сепарация производится непосредственно в обечайке, например, на сетчатом отбойнике, расположенном выше патрубка входа.

Недостатком этого устройства является

- недостаточная эффективность сепарации, т.к. устройство окончательной сепарации установлено на обечайке, площадь которой меньше площади корпуса аппарата, а сепарация распределительного узла низкая, т.к. вход всей газовой смеси выполнен непосредственно на стенку обечайки распределительного узла, что ведет к дополнительному дроблению жидкости;

- рабочим элементом для сепарации является внутренняя стенка корпуса аппарата, которая при наличии механических примесей подвержена эрозии (утоньшению), например, частицами песка, поступающими с газом из скважины;

- значительное гидравлическое сопротивление распределительного устройства от удара входящего потока о стенки обечайки.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности процесса сепарации, снижения гидравлического сопротивления сепаратора, повышения его надежности и срока службы.

Технический результат достигается тем, что в сепараторе газа, включающем корпус с патрубками входа смеси, выхода разделенных фаз и расположенных внутри корпуса сепарационной насадки и объемного газораспределительного устройства с каналами для прохода смеси, очищенного газа и отбора отделенных примесей, установленного с зазором к корпусу напротив патрубка входа смеси, объемное газораспределительное устройство выполнено в виде открытого перфорированного клинообразного корпуса, открытое основание которого образует канал входа смеси, а открытая вершина - канал отбора примесей, при этом патрубок входа смеси сепаратора расположен в канале входа смеси объемного газораспределительного устройства, а канал отбора примесей объемного газораспределительного устройства расположен в дренажном желобе или сборнике жидкости сепаратора.

Объемное газораспределительное устройство в вертикальном сепараторе расположено горизонтально, а в горизонтальном сепараторе - вертикально, причем при горизонтальном исполнении его нижняя стенка наклонена в сторону канала отбора примесей.

Патрубок входа смеси расположен во входных каналах нескольких объемных газораспределительных устройств.

Техническое решение позволяет

- повысить эффективность сепарации жидкости и примесей от газового потока за счет двухступенчатой высокоэффективной сепарации смеси на объемном газораспределительном устройстве и сепарационной насадке, установленной за ним по всему поперечному сечению корпуса сепаратора, и рециркуляции части очищенного газового потока эжектированием в проход между патрубком входа смеси корпуса аппарата и каналом входа смеси объемного газораспределительного устройства, а также за счет увеличения площади сепарационного устройства до площади поперечного сечения корпуса аппарата;

- снизить гидравлическое сопротивление объемного газораспределительного устройства за счет направления потока газовой смеси под острым углом к боковой стенке объемного газораспределительного устройства, исключающее дробление жидкости;

- повысить надежность и срок службы сепаратора газа за счет исключения скоростного течения газовой смеси с механическими примесями вдоль корпуса аппарата, т.е. исключения эрозии стенки корпуса.

Заявителю и авторам не известны сепараторы газа, в которых бы повышение эффективности сепарации, снижение гидравлического сопротивления, повышение срока службы и надежности аппарата достигались предложенными авторами техническими решениями.

На фиг.1 изображен общий вид вертикального сепаратора.

На фиг.2 изображен разрез по А-А на фиг.1.

На фиг.3 изображен разрез по Б-Б на фиг.2.

На фиг.4 изображен разрез по В-В на фиг.2.

На фиг.5 изображен общий вид горизонтального сепаратора.

На фиг.6 изображен разрез по Г-Г на фиг.5.

На фиг.7 изображено расположение нескольких объемных газораспределительных устройств на одном патрубке входа смеси сепаратора.

Сепараторы газа, вертикальный и горизонтальный (фиг.1, 5 соответственно), состоят из корпуса 1, патрубков входа смеси 2, выхода очищенного газа 3, выхода жидкости с примесями 4, сепарационной насадки 5, сборника жидкости 6, объемного газораспределительного устройства 7, которое выполнено в виде открытого перфорированного клинообразного корпуса, представляющего собой открытый полый клин, две противоположные стенки 8 которого перфорированы, например, жалюзи (фиг.2, 4, 5), а две другие 9 (фиг.1, 4, 5) стенки выполнены глухими. Открытое основание 10 (фиг.3) клинообразного корпуса объемного газораспределительного устройства 7 образует канал входа смеси, а открытая вершина 11 (фиг.4) - канал отбора примесей, при этом патрубок входа смеси 2 корпуса сепаратора расположен в канале входа смеси 10 объемного газораспределительного устройства 7 (фиг.3), а канал отбора примесей 11 (фиг.4) объемного газораспределительного устройства 7 расположен в дренажном желобе 12 вертикального сепаратора (фиг.1) или сборнике жидкости 6 горизонтального сепаратора (фиг.5). Нижняя глухая стенка 9 (фиг.1) объемного газораспределительного устройства 7, установленного в вертикальном сепараторе, может быть выполнена с наклоном в сторону его открытой вершины - канала отбора примесей 11 (фиг.4). Канал отбора примесей 11 (фиг.4) закреплен пластинами 13 (фиг.4) в дренажном желобе 12 (фиг.1, 4). Открытое основание объемного газораспределительного устройства 7, являющееся каналом входа смеси 10 (фиг.3), образует с патрубком входа смеси 2 корпуса сепаратора проходы для газов рециркуляции 14. В горизонтальном сепараторе (фиг.5) объемное газораспределительное устройство 7, устанавливается таким образом, что его глухие стенки 9 направлены в сторону патрубков выхода очищенного газа 3. Патрубок входа смеси 2 корпуса сепаратора (фиг.1, 5) для уменьшения угла набегания очищаемого потока на перфорированные стенки 8 может быть расположен во входных каналах 10 (фиг.3) нескольких объемных газораспределительных устройств 7 (фиг.7).

Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей работает следующим образом.

Поток газа (фиг.1), содержащий капельную жидкость и примеси, подают через патрубок входа смеси 2 корпуса сепаратора в канал входа смеси 10 (фиг.3) объемного газораспределительного устройства 7. Часть газа с жидкостью и примесями направляют за счет сил инерции через канал отбора примесей 11 в дренажный открытый желоб 12 (фиг.1), с которого жидкость и примеси поступают в сборник жидкости 6.

В горизонтальном сепараторе (фиг.5, 6) газожидкостную смесь подают через патрубок входа смеси 2 корпуса сепаратора в канал входа смеси 10 (фиг.3) вертикально расположенного объемного газораспределительного устройства 7, канал выхода смеси 11 которого расположен непосредственно в сборнике жидкости 6.

Основной газовый поток первично сепарируют от жидкости и примесей на инерционном объемном газораспределительном устройстве 7 путем подачи потока газовой смеси под острым углом (7÷10 градусов) к боковой стенке 8 объемного газораспределительного устройства 7, что позволяет частицы механических примесей и капли жидкости, имеющие значительную массу, по сравнению с газом, направить за счет сил инерции в канал отбора примесей 11, а газовый поток отбирать через перфорацию в боковых стенках 8 объемного газораспределительного устройства 7.

После первичной сепарации и распределения газ подают на вторую ступень сепарации - сепарационную насадку 5, где проводят сепарацию мелкодисперсных частиц газового потока.

Для повышения эффективности сепарации часть газового потока после первой ступени сепарации рециркулируют путем эжектирования через проходы для газов рециркуляции 14 (фиг.3).

Очищенный на сепарационной насадке газ, через патрубок выхода газа 3 (фиг.1, 5), направляют потребителю. Отсепарированные жидкость и примеси через патрубок 4 удаляют из сепаратора.

Расположение патрубка входа смеси 2 сепаратора (фиг.1, 5) во входных каналах 10 (фиг.3) нескольких объемных газораспределительных устройств 7 (фиг.7) позволяет уменьшить угол набегания смеси на перфорированные стенки 8 объемного газораспределительного устройства 7 и исключить повторное дробление отделяемых капель жидкости, что особенно важно для аппаратов малого диаметра, в которых отношение диаметра входного патрубка к диаметру аппарата значительно.

Предложенное техническое решение позволило создать высокоэффективный сепаратор газа с улучшенными характеристиками:

- по уменьшению уноса примесей с очищенным газом;

- по снижению гидравлического сопротивления;

- по увеличению срока службы и надежности.

1. Сепаратор газа, включающий корпус с патрубками входа смеси, выхода разделенных фаз и расположенные внутри корпуса сепарационную насадку и объемное газораспределительное устройство, выполненное в виде перфорированного клинообразного корпуса с каналами для прохода сепарируемой смеси, очищенного газа и отбора отделенных примесей, установленное с зазором к корпусу напротив патрубка входа сепарируемой смеси, отличающийся тем, что перфорированный клинообразный корпус объемного газораспределительного устройства выполнен с открытыми основанием и вершиной, при этом открытое основание клинообразного корпуса образует с патрубком входа сепарируемой смеси проходы для газов рециркуляции, а открытая вершина клинообразного корпуса закреплена в дренажном желобе или расположена непосредственно в сборнике жидкости.

2. Сепаратор газа по п.1, отличающийся тем, что патрубок входа смеси расположен во входных каналах нескольких объемных газораспределительных устройств.



 

Похожие патенты:

Сепаратор // 2380140
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2380139
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2379091
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Изобретение относится к устройствам для отделения примесей от воздушного потока и может быть использовано в зерноочистительных машинах для очистки отработанного воздуха от легких примесей и пыли.

Изобретение относится к области борьбы с загрязнением атмосферного воздуха. .

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано для очистки пара или газа от твердых или жидких частиц. .

Изобретение относится к устройствам для очистки газовых сред от аэрозоля туманов, конденсационные частицы которых не превышают 1 мкм, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где в технологических или вентиляционных процессах необходима подобная операция.

Изобретение относится к устройствам для разделения смесей, состоящих из твердых микрочастиц и газообразных сред, а более конкретно к конструкциям для отделения дисперсных частиц от газов или паров с участием инерционных сил, и может быть применено в любых областях, использующих разделение указанных веществ.

Изобретение относится к устройствам для очистки воздушного потока от легких примесей, например, в пневмосистемах зерно- и семяочистительных машин, в устройствах пневматического транспортирования сыпучих мелкозернистых материалов.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается устройств очистки воздуха от пыли, капельной влаги, снега в системах воздухоснабжения электрооборудования транспортных средств

Изобретение относится к оборудованию для сухой очистки запыленных газов от дисперсных частиц и разделения многокомпонентных газовых сред

Изобретение относится к пылеуловителю-классификатору и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности. Пылеуловитель-классификатор содержит входной патрубок, патрубки отвода пыли, коаксиально расположенные приемный цилиндр, выходной патрубок и экран, служащий для изменения направления движения потока, вторую ступень очистки газа от пыли, снабженную наклонным днищем. Также в корпусе устройства размещены три ступени очистки запыленного газа, входной патрубок имеет спиральную форму, патрубки отвода крупной и средней фракции пыли расположены на одном наклонном днище, на третьей ступени очистки расположены неподвижные лопасти и коническое днище. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности пылеулавливания, снижении гидравлического сопротивления, повышении устойчивости аппарата к абразивному износу. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при проектировании и модернизации узлов и элементов котельного и турбинного оборудования, работающего на двухфазных потоках высокого и среднего давления (перегретый пар - твердые частицы), а также низкого давления (влажный пар с каплями или пленочными структурами жидкости). Устройство включает после вертикального за коленом нижний горизонтальный участок трубопровода с установленным внутри него соплом Вентури, образующим внешней поверхностью кольцевую камеру сепарации с размещенным в ней жалюзийным пакетом и лопаточным аппаратом, передний участок которой сообщен с трубопроводом кольцевым входным диффузором, а ее средний участок сообщен конфузорным кольцевым каналом со входом расширяющего участка сопла Вентури. Конфузорный и цилиндрический участки сопла Вентури смещены к верхней стенке трубопровода с увеличением ширины кольцевого входного диффузора в нижней части и уменьшением в верхней части трубопровода, а расширяющийся участок сопла Вентури смещен относительно цилиндрического участка к нижней стенке трубопровода настолько, что ширина конфузорного кольцевого канал в нижней части в такой же степени больше ширины в его верхней части. Кольцевая камера сепарации разделена на верхнюю и нижнюю части, причем в нижнем секторе нижней части жалюзийный пакет установлен с наклоном к внутренней поверхности трубопровода в одной плоскости, а в боковых секторах - в двух плоскостях. В верхней части камеры сепарации установлен направляющий аппарат с лопатками, направленными на вход в жалюзийный пакет нижней части камеры сепарации. В нижней зоне жалюзийного пакета выполнен канал для прохода крупных фрагментов в зону накопителя. На периферии конфузорного кольцевого канала расположена кольцевая камера, сообщающаяся с накопителем. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой степени очистки пара или газа при минимальных энергетических затратах. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к газовой, газоперерабатывающей, химической, нефтяной промышленности и может быть использована в процессах и аппаратах для сепарации жидкости и механических примесей из газового потока. Способ сепарации газа включает подачу смеси через патрубок аппарата со скоростью больше или равной 10 м/с с однонаправленным переводом смеси в незамкнутое объемное инерционное газораспределительное устройство, направление капель жидкости и механических примесей с частью газа в каналы для отбора жидкости и примесей с веерным отбором предварительно отсепарированного газа из объемного инерционного газораспределительного устройства в направлении, ориентированном обратно движению подаваемого в него потока, с последующей подачей газа на следующую секцию сепарации. Скорость газожидкостного потока уменьшают многократно. Сначала газожидкостный поток направляют от однопоточного входа смеси к веерному многопоточному с одновременным отделением жидкости с примесями. Затем поток направляют на жгутовую пористую насадку, где обеспечивают ее колебание, при этом жидкость отбирают по жгутам, а затем осуществляют центробежную сепарацию или центробежный массообмен с жидкостью, которую одновременно отделяют, после этого сепарируют посредством пропускания через насадки с косогофрированными поверхностями, затем через насадки с косорасположенными выступами. Устройство для сепарации газа включает корпус с патрубками входа смеси, выхода разделенных фаз и расположенные внутри корпуса сепарационные секции и объемное инерционное газораспределительное устройство. Объемное инерционное газораспределительное устройство выполнено в виде перфорированного клинообразного корпуса с каналами для прохода сепарируемой смеси с открытыми основанием и вершиной, в котором открытое основание клинообразного корпуса образует с патрубком входа смеси проходы для газов рециркуляции, а открытая вершина клинообразного корпуса закреплена в дренажном канале. Последовательно установленные между патрубками входа газожидкостной смеси и выхода осушенного газа объемное инерционное газораспределительное устройство, жгутовая пористая насадка, закрепленная жестко по концам объемного инерционного газораспределительного устройства, секция центробежной сепарации или массообмена с одновременной сепарацией тарельчатого типа, насадочные секции косогофрированные и/или из листов с мелкоструктурированными выступами выполнены с живыми сечениями для прохода газожидкостного потока, увеличивающимися от первой секции к последней секции. Технический результат группы изобретений заключается в создании эффективного способа и устройства сепарации газа без применения фильтр-коалесцирующих патронов с самоочисткой системы предварительной сепарации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к влагоотделителю для использования на электростанции для генерирования электричества, включающей в себя паровые турбины. Устройство включает корпус с входом для газа, или пара, или потока (1) пара, пакет (2) направляющих пластин (3) внутри корпуса. Направляющие пластины (3) расположены вертикально параллельно друг другу и одинаково разнесены друг от друга. Каждая направляющая пластина (3) включает в себя гофрированную часть (3а, 3b), расположенную ближе к упомянутому входу для газа или потока пара, и часть (4) выходного края, расположенную напротив входа. Выходной край (4) одной или более направляющих пластин (3) включает в себя средство для сбора влаги на поверхности (4а, 4b) выходного края и направления ее к нижнему концу направляющей пластины (3). Средство для сбора влаги на поверхности (4а, 4b) выходного края выполнено в виде U-образного изогнутого элемента на выходном краю либо зажима (5), прикрепленного к выходному краю и охватывающего концевую поверхность и поверхности (4а, 4b) выходного края. Средство сбора на выходном краю способствует повышению общей эффективности отделения влаги во влагоотделителе и уменьшению риска повреждения паровой турбины, приводимой в движение потоком пара. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх