Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока



Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока
Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока
Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока
Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока
Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока

 


Владельцы патента RU 2457888:

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

Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, а именно к сепарационным устройствам, расположенным в корпусах аппаратов или в трубе, и может быть использовано в процессах отделения жидкостей и примесей из газового потока в установках подготовки газов: природного и попутного, низкотемпературной сепарации, компримирования, факельных, первичных, трубных сепараторах. Сепаратор включает корпус, снабженный патрубком входа газожидкостной смеси и выходным патрубком, сборником жидкости, ориентированной к вертикали жалюзийной насадкой с карманами и с жалюзи, установленными с зазором друг к другу. Жалюзи насадки выполнены из соединенных между собой прямоугольных неравнополочных уголков. Карманы насадки для улавливания и стока жидкости с примесями выполнены посредством соединения меньшей полки одного неравнополочного уголка с большей полкой смежного неравнополочного уголка таким образом, что карманы расположены со стороны патрубка входа газожидкостной смеси. Неравнополочные уголки жалюзи установлены вертикально или под наклоном их верхней части к патрубку входа. Технический результат: обеспечение прочностных характеристик внутренних устройств, снижение гидравлического сопротивления сепаратора, повышение эффективности процесса отделения жидкости от газового потока с примесями, снижение габаритов сепаратора и его материалоемкости. 4 з п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, в частности к сепарационным устройствам, расположенным в корпусах аппаратов или в трубах. Оно может быть использовано в процессах отделения жидкостей и примесей от газового потока, преимущественно в установках подготовки газов: природного и попутного; низкотемпературной сепарации; компримирования; факельных, первичных, трубных сепараторах.

Известен сепаратор для отделения механических примесей и жидкости от газового потока (патент РФ №2385756, МПК: B01D 45/04), включающий корпус с патрубками входа газожидкостной смеси, выхода разделенных фаз и расположенную внутри корпуса сепарационную насадку и объемное газораспределительное устройство, выполненное в виде перфорированного клинообразного корпуса, с каналом при вершине для отбора примесей. Недостатком этого устройства является то, что:

устройство по механической прочности с плоскими стенками мало пригодно при пробковом течении газожидкостной смеси;

устройство не пригодно для размещения в горизонтальном корпусе, например в трубе;

устройство имеет низкую эффективность сепарации.

Известны сепараторы инерционного типа (А.И.Скобло, Ю.К.Молоканов, А.И.Владимиров, В.А.Щелкунов «Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии», 3-е издание, Москва, Недра, 2000 г., 678 с., стр.434, рис.XVI-2) (прототип), в которых установлены различного типа насадки: уголковые, желобчатые, жалюзийные с карманами, жалюзийные с переменными геометрией и сечением каналов. Недостатками этих сепараторов являются: большое гидравлическое сопротивление при сочетании инерционного с центробежным сепарированием, недостаточная прочность при пробковых течениях газожидкостной смеси, сложность конструкции. Сепаратор с насадкой жалюзийной с карманами имеет дополнительно следующие недостатки:

- малый объем карманов для отбора и отделения жидкости с примесями, что увеличивает унос жидкости с газом или требует предварительной центробежной (инерционной) сепарации, а значит, увеличивает гидравлическое сопротивление устройства, что не всегда допустимо, например, для факельных сепараторов, а также усложняет его конструкцию;

- выполнение жалюзи из специально-штампованного тонколистового профиля, который разрушается при пробковом поступлении жидкости.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении прочностных характеристик внутренних устройств, снижении гидравлического сопротивления сепаратора, повышении эффективности процесса отделения жидкости от газового потока с примесями, снижение габаритов сепаратора и его материалоемкости.

Для достижения указанного технического результата в сепараторе газа для отделения жидкости и примесей из газового потока, включающем корпус, снабженный входным и выходным патрубками, сборником жидкости, ориентированной к вертикали жалюзийной насадкой с карманами, установленными с зазором друг к другу, что жалюзи насадки выполнены из соединенных между собой прямоугольных неравнополочных уголков, в которых карманы для улавливания и стока жидкости с примесями выполнены посредством соединения меньшей полки одного неравнополочного уголка с большей полкой смежного неравнополочного уголка таким образом, что карманы расположены со стороны патрубка входа газожидкостной смеси, при этом неравнополочные уголки жалюзи установлены вертикально или под наклоном их верхней части к патрубку входа.

Смежные жалюзи насадки смещены относительно друг друга таким образом, что плоскости насадки по входу и выходу или их части наклонены на угол 15÷45 градусов к вертикальной плоскости корпуса.

Жалюзи по отношению друг к другу в насадке установлены с зазором, обеспечивающим своей величиной перекрытие живого сечения корпуса проекциями неравнополочных уголков.

Жалюзи в насадке соединены между собой поперечными пластинами, снабженными пазами и расположенными в пазах жалюзи, или жалюзи соединены решеткой из просечного листа, сетки, сетчатого жгута или их сочетания.

Жалюзийная насадка, жалюзи которой выполнены из прямоугольных, неравнополочных уголков с карманами, расположена в гильзе, которая расположена в корпусе или трубе и закреплена в нем.

Выполнение в насадке жалюзи из прямоугольных неравнополочных уголков, в которых карманы для улавливания и стока жидкости с примесями выполнены посредством соединения меньшей полки одного неравнополочного уголка, с большей полкой смежного неравнополочного уголка и расположение карманов со стороны патрубка входа газожидкостной смеси, а также установление уголков вертикально или под наклоном их верхней части в сторону патрубка входа смеси позволило:

- увеличить жесткость конструкции, для разрушения пробок жидкости на входе в сепаратор, т.е. повысить надежность и срок службы сепаратора;

- увеличить емкость карманов сбора жидкости;

- установка под наклоном верхней части уголков в сторону патрубка входа смеси обеспечило принудительный отвод жидкости инерционной составляющей от динамических сил входного потока смеси;

- упростить конструкцию за счет применения стандартных прямоугольных разнополочных уголков вместо штампованного тонколистового профиля, требующего для изготовления специальной штамповой оснастки;

- уменьшить гидравлическое сопротивление сепарационного устройства путем исключения дополнительной ступени сепарации;

- размещать насадку непосредственно в трубах (трубных сепараторах) с отводом жидкости с примесями в сборник;

- увеличить входное живое сечение насадки за счет размещения торцевых плоскостей сепарационных элементов или их частей с наклоном до 30 градусов к вертикальной плоскости корпуса и возможности продольной установки в корпусе с живым сечением больше поперечного сечения аппарата.

Смещение в насадке смежных жалюзи относительно друг друга и наклонение плоскости насадки по входу и выходу или их части на угол 15÷45 градусов к вертикальной плоскости корпуса позволило увеличить не только площадь набегания газовой смеси на насадку, но и подать смесь под требуемым углом к поверхности набегания для повышения эффективности сепарации.

Установление жалюзи насадки в корпусе с зазором, обеспечивающим своей величиной перекрытие живого сечения корпуса проекциями неравнополочных уголков, позволило исключить прямой проскок капель жидкости.

Соединение жалюзи насадки между собой поперечными пластинами, снабженными пазами и расположенными в пазах жалюзи, позволило выполнить насадку жесткой, а соединение их решеткой из просечного листа, сетки, сетчатого жгута позволило на решетке выполнить дополнительную сепарацию газовой смеси.

Расположение жалюзийной насадки, жалюзи которой выполнены из прямоугольных неравнополочных уголков с карманами в гильзе, позволило расположить насадку непосредственно в трубопроводе (трубе).

Заявителю и авторам неизвестны сепараторы газа для отделения жидкости и примесей из газового потока, в которых бы повышение эффективности сепарации, снижение гидравлического сопротивления, повышение срока службы и надежности аппарата, упрощение конструкции и материалоемкости достигались подобным образом.

На фигуре 1 изображен общий вид горизонтального сепаратора газа для отделения жидкости и примесей из газового потока.

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

На фигуре 3 изображен разрез Б-Б на фиг.1.

На фигуре 4 изображен общий вид сепаратора газа для отделения жидкости и примесей из газового потока в вертикальном исполнении.

На фигуре 5 изображен разрез В-В на фиг.4.

Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока (фиг.1) состоит из корпуса (или трубы) 1, снабженного (ой) входным патрубком 2 и выходным патрубком 3, сборником жидкости 4, ориентированной к вертикали насадкой 5 (фиг.1) в виде жалюзи 6 с карманами 7, жалюзи 6, установленными с зазором 8 друг к другу (фиг.2). Жалюзи 6 насадки выполнены из соединенных между собой прямоугольных неравнополочных уголков 9. Карманы 7 в жалюзи 6 насадки 5 для улавливания и стока жидкости с примесями выполнены посредством соединения меньшей полки 10 одного неравнополочного уголка 9 с большей полкой 11 смежного неравнополочного уголка 9 таким образом, что карманы 7 расположены со стороны патрубка 2 входа газожидкостной смеси, при этом неравнополочные уголки установлены по отношению к входу газа вертикально (фиг.1, 2) или под наклоном их верхней части 12 (фиг.4) в сторону патрубка входа 2.

Смежные жалюзи 6 насадки смещены относительно друг друга, при этом плоскости жалюзийной насадки по входу и выходу или их части наклонены на угол 13 (15÷45) градусов к вертикальной плоскости корпуса 1 (направлению газового потока).

Жалюзи 6 насадки 5 установлены в корпусе с зазором 8, обеспечивающим своей величиной перекрытие живого сечения корпуса проекциями 14 неравнополочных уголков 9 (фиг.3).

Жалюзи 6 насадки соединены между собой поперечными пластинами 15, снабженными пазами 16 (фиг.2) и расположенными в пазах 17 (фиг.3) жалюзи 6.

Насадка 5 из жалюзи 6, выполненных из прямоугольных неравнополочных уголков 9 с карманами 7, может быть расположена в гильзе 18, которая расположена в корпусе 1, который может быть выполнен в виде трубы, и закреплена в нем, например, кольцевым сварным швом 19 (фиг.2).

На выходе и (или) входе в насадку 5 может быть установлена сепарационная решетка из просечного листа 20 (фиг.5), сетки, сетчатого жгута 21 (фиг.2) или их сочетания.

Сепаратор газа соединен со сборником жидкости 4 переточной трубой 22 для слива жидкости и дыхательной трубкой 23 для возврата газа при заполнении сборника жидкости, указателями и регуляторами уровня жидкости 24, штуцером отбора жидкости 25 (фиг.1).

Сепаратор газа для отделения жидкости и примесей из газового потока (фиг.1) работает следующим образом.

Газожидкостная смесь поступает по патрубку 2 в корпус 1 сепаратора, в котором поперек движения газожидкостного потока установлена ориентированная к вертикали насадка 5 из жалюзи 6 с карманами 7. Газожидкостная смесь по зазорам между жалюзи 8 направляется в прямой угол каждого неравнополочного уголка 9, где поток за счет изменения направления на полках уголков закручивается, жидкость с примесями за счет сил инерции отбрасывается в карманы 7, по которым стекает в нижнюю часть корпуса аппарата, откуда перетекает в сборник жидкости 4. Так как уголки жалюзи перекрывают поперечное живое сечение корпуса, прямой проскок жидкости с газом исключается. Газ отделенный многократно на соединениях неравнополочных уголков, а также на сепарационных решетках 20, 21 отбирается из корпуса 1 по патрубку 3 (фиг.1, 4).

Таким образом, конструкция предлагаемой насадки сепаратора газа для отделения жидкости и примесей из газового потока позволила увеличить площадь сепарации на насадке, которая превышает площадь поперечного сечения корпуса аппарата, обеспечить прочностные характеристики внутренних устройств, исключить применение специальной штамповой оснастки для изготовления насадки, снизить гидравлическое сопротивление сепаратора газа, повысить эффективность процесса отделения жидкости от газового потока с примесями в одной многофункциональной ступени (секцией сепарации), тем самым снизить габариты сепаратора и его материалоемкость.

1. Сепаратор для отделения жидкости и примесей из газового потока, включающий корпус, снабженный патрубком входа газожидкостной смеси и выходным патрубком, сборником жидкости, ориентированной к вертикали жалюзийной насадкой с карманами и с жалюзи, установленными с зазором друг к другу, отличающийся тем, что жалюзи насадки выполнены из соединенных между собой прямоугольных неравнополочных уголков, а карманы насадки для улавливания и стока жидкости с примесями выполнены посредством соединения меньшей полки одного неравнополочного уголка с большей полкой смежного неравнополочного уголка таким образом, что карманы расположены со стороны патрубка входа газожидкостной смеси, при этом неравнополочные уголки жалюзи установлены вертикально или под наклоном их верхней части к упомянутому патрубку входа.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что смежные жалюзи насадки смещены относительно друг друга, при этом плоскости насадки по входу и выходу или их части наклонены под углом 15÷45° к вертикальной плоскости корпуса.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что жалюзи в насадке по отношению друг к другу установлены с зазором, обеспечивающим перекрытие живого сечения корпуса проекциями неравнополочных уголков.

4. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что жалюзи в насадке соединены между собой поперечными пластинами с пазами, расположенными в пазах жалюзи, и соединены решеткой из просечного листа, сетки, сетчатого жгута или их сочетания.

5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что жалюзийная насадка, жалюзи которой выполнены из прямоугольных неравнополочных уголков с карманами, расположена в гильзе, которая расположена и закреплена в корпусе или трубе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к коллекторам сбора жидкости для массообменных и сепарационных аппаратов, в частности для сбора жидкости, ее отвода или перераспределения по поперечному сечению аппарата, для распределения и сепарации газовых потоков от капель жидкости.

Сепаратор // 2438756
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования при расчете ширины кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора, устанавливаемой в качестве внутрисепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2438755
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования при расчете ширины кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора, устанавливаемой в качестве внутрисепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2433854
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве внутрисепарационного устройства измерения уровня воды в сепараторе при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2422189
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 технике очистки технологических и неорганизованных выбросов от пыли и других посторонних твердых частиц, поступающих на сухую газоочистку, и может быть использовано в металлургической промышленности.

Изобретение относится к устройствам для разделения жидкости и пара. .

Сепаратор // 2392034
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2392033
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2385757
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 нефтяной промышленности и может найти применение при очистке нефтяного попутного газа на нефтяных месторождениях

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в двигатель для горения топлива, преимущественно газотурбинным, для которых требования по содержанию воды и соли, например морской, являются наиболее жесткими

Изобретение относится к области нефтехимического и газового машиностроения, в частности к коалесцирующим, фильтрующим и сепарационным устройствам

Изобретение относится к технике, предназначенной для осаждения и удаления влаги из сжатых газов. Резервуар для осаждения и удаления влаги представляет собой корпус, к обечайке которого прикреплены сваркой ряд вертикальных гофрированных оцинкованных пластин с наклонными перегородками и который имеет дренажную трубу. Наклонные перегородки установлены по высоте пластин и образуют каналы для отвода жидкости, имеющие треугольную форму. Перегородки выполнены изогнутыми в средней части. Корпус также снабжен перемычкой, установленной под нижней перегородкой и соединяющей соседние пластины. В гофрированных пластинах выполнены прорези, снабженные лепестками, отогнутыми в противоположные стороны. При этом корпус покрыт сплошным слоем термостойкой теплопроводной пасты с чередующимися по его длине участками различной толщины - ребрами. Изобретение обеспечивает эффективное охлаждение, осаждение и удаление влаги из сжатых газов за счет улучшения теплообмена с окружающей средой. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для очистки воздуха от твердых частиц, капель морской воды и соли на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство включает инерционный сепаратор в виде, по крайней мере, одного пакета вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. Передняя кромка профилей выполнена острой, задняя - разрезной в виде влагоулавливающего элемента, а коагуляторы в виде заостренных шевронов установлены на передних кромках влагоулавливающих элементов. Монолитность конструкции вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами обеспечивает технологичность их массового производства с помощью фильер. 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам очистки воздуха на входе судовых газотурбинных двигателей. Система очистки воздуха включает сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем, установленные в воздуховоде, и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. В горловине сепаратора установлены направляющий аппарат из плоских профилей и решетка аэродинамических профилей с разрезной задней кромкой и перфорированной их выпуклой аэродинамической поверхностью. Технический результат: высокая надежность, гидравлические потери не превышают 200 Па и низкий уровень эксплуатационных расходов. 1 ил.

Изобретение относится к пластинчатому сепаратору для отделения капель жидкости от текучей среды с жидкой фазой. Пластинчатый сепаратор для отделения капель жидкости от текучей среды с жидкой фазой включает в себя, по меньшей мере, два практически вертикально ориентированных пластинчатых профиля, расположенных на расстоянии друг от друга и образующих канал для протекания между ними текучей среды с жидкой фазой, на поверхности стенок которых осуществляется отделение капель жидкости, и отстойник, расположенный под пластинчатыми профилями, служащий для приема жидкости, отделившейся от текучей среды с жидкой фазой. Отстойник имеет, по меньшей мере, одну разделительную стенку, делящую отстойник на несколько частей. Пластинчатые профили выполнены, по меньшей мере, частично гофрированными и ориентированы параллельно друг другу. Несколько экранов выступают в канал потока, по меньшей мере, от одного из указанных пластинчатых профилей и направлены против направления потока (S), образуя улавливающие карманы, направленные против направления потока (S) и служащие для отделения капель жидкости. Несколько подрезанных пластинок, выступающих из одного и того же пластинчатого профиля, образуют полости, ориентированные по направлению потока (S) так, что подрезанные пластинки перекрыты на заданную длину со своих внешних сторон, направленных в сторону от пластинчатого профиля, экранами, направленными против направления потока (S), образуя лабиринтную отделительную систему для отделения капель жидкости. Подрезанные пластинки установлены только на первой половине пластинчатого профиля по направлению потока (S). Техническим результатом является предотвращение завихрения жидкости в отстойнике. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к каплеотделителю для отделения капелек из содержащего капельки газа. Каплеотделитель (10) содержит проточный канал (5), который предназначен для направления через него содержащего капельки газа и прохождения потока этого содержащего капельки газа вдоль основного направления потока, при этом вокруг проточного канала (5) расположен по существу кольцеобразно отделительный элемент (8), который предназначен для прохождения направленного от проточного канала (5) кольцевого потока. Отделительный элемент (8) имеет донный элемент (11) и закрывающий элемент (12), а также множество соединительных элементов (1), которые расположены между донным элементом (11) и закрывающим элементом (12) так, что донный элемент (11) и закрывающий элемент (12) расположены на расстоянии друг от друга, которое задано соединительными элементами (1). Соединительный элемент (1) содержит стенной элемент (3), который предназначен для направления вдоль него в виде пленки капелек содержащего капельки газа в направлении донного элемента (11), при этом стенной элемент (3) имеет отделительную поверхность, которая имеет среднюю ширину больше 1 мм. Отделительный элемент (8) содержит кольцевой элемент (17), который расположен по существу кольцеобразно вокруг проточного канала (5) и имеет внутреннюю боковую поверхность, которая имеет по существу диаметр проточного канала (5), и предусмотрены проходные отверстия для входа содержащего капельки газа в кольцевой элемент. Техническим результатом изобретения является создание каплеотделителя, с помощью которого обеспечивается возможность улучшенного отделения, в частности, небольших капелек. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 24 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам очистки воздуха, и может быть использовано для судовых энергетических установок при очистке воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство очистки воздуха содержит корпус, инерционный сепаратор, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. Инерционный сепаратор состоит, по крайней мере, из одного пакета зигзагообразных вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами. Влагоулавливающие элементы установлены в зигзагообразных каналах инерционного сепаратора, образованных вертикально ориентированными профилями, как у вершин, так и во впадинах каждой волны профиля. Зигзагообразные вертикально ориентированные профили имеют переднюю и заднюю кромки в виде влагоулавливающих элементов, а коагулятор выполнен распределенным по всему объему инерционного сепаратора в виде сетчатых элементов, установленных на влагоулавливающих элементах инерционного сепаратора. Технический результат заключается в устранении вибраций и повышении степени очистки воздуха. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение предназначено для разделения неоднородных систем газ-жидкость на газовую и жидкую фазы и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Отстойник включает горизонтальный цилиндрический корпус с днищами, штуцер ввода неоднородной системы и штуцера вывода газовой и жидкой фаз. Под штуцером ввода неоднородной системы расположен сопряженный с горизонтальным цилиндрическим корпусом перфорированный цилиндрический отбойник с коническими пластинами, по обе стороны от которого расположены секции сепарации в виде пакета регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин. Секции сепарации образуют в горизонтальном цилиндрическом корпусе емкости вертикальную цилиндрическую стенку или параллельную с осью горизонтального цилиндрического корпуса емкости горизонтальную прямоугольную стенку, сопряженную с двух параллельных оси торцов с горизонтальным цилиндрическим корпусом емкости и с двух перпендикулярных оси торцов с дополнительными сегментными пластинами. В нижней части горизонтального цилиндрического корпуса расположены перфорированные сегментные перегородки. Технический результат: эффективность разделения газ-жидкость, снижение металлоемкости, универсальность конструкции. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх