Сепаратор для очистки газа



Сепаратор для очистки газа
Сепаратор для очистки газа
Сепаратор для очистки газа
Сепаратор для очистки газа
Сепаратор для очистки газа

 


Владельцы патента RU 2472570:

Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" (RU)

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности. Сепаратор для очистки газа содержит корпус с патрубком входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости. В корпусе расположены газораспределительное устройство и над ним фильтрующая секция, выполненная в виде тарелки с прямоточными центробежными сепарационными элементами. Каждый центробежный сепарационный элемент фильтрующей секции снабжен коалесцирующим патроном, который установлен соосно под центробежным сепарационным элементом и сообщен с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором. Коалесцирующий патрон выполнен в виде перфорированного каркаса, на боковой поверхности которого расположены чередующиеся дренажные и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой. Под фильтрующей секцией сепаратор дополнительно имеет промывную секцию, включающую тарелки с прямоточными центробежными сепарационными элементами. Нижняя тарелка промывной секции заполнена промывной жидкостью. При этом каждый сепарационный элемент нижней тарелки выполнен в виде цилиндрической обечайки, над кромкой которой установлена ловушка отделенной жидкости, а в нижней части обечайки установлен неподвижный лопастной завихритель газового потока. Под лопастями завихрителя на обечайке выполнены выпуклостью внутрь и с осями, направленными в сторону закрутки газового потока, арочные прорези, расположенные ниже уровня промывной жидкости на тарелке. Техническим результатом является повышение эффективности очистки газа при увеличении фактора скорости в сепараторе больше трех при положительной и отрицательной температурах газового потока. 5 ил.

 

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Известен сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и выхода жидкости, сепарационные элементы, расположенные на тарелке, оборудованной сливной трубой, в сепараторе установлен циклон, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости, см. RU Патент №2147914, МПК8 B01D 45/12, 2000.

Недостатком такого сепаратора является низкая эффективность сепарации мелкодисперсных частиц жидкости, связанная с недостаточной поверхностью коалесценции, которая ограничена поверхностью центробежных сепарационных элементов.

Известен сепаратор для очистки газа, содержащий вертикальный корпус, входную камеру, расположенные последовательно по ходу газа ступень центробежной сепарации, включающую множество расположенных параллельно прямоточных циклонных элементов, и ступень инерционного отделения, ступень инерционного отделения выполнена в виде тарелки с продольными окнами, снабженными наклонными козырьками, при этом инерционные сепарационные элементы установлены вертикально на тарелке, верхним концом примыкая к козырьку, при этом тарелка оборудована сливной трубой, конец которой соединен с емкостью сбора жидкости, а входная камера сепаратора снабжена закручивающим устройством, см. RU Патент №2056135, МПК B01D 45/12, 1996.

Недостатками сепаратора являются малая эффективность очистки при больших факторах скорости газового потока в сепараторе, т.е. при ,

где w - скорость газового потока, м/с;

ρ - плотность газа, кг/м3,

при которых сколесцированная на инерционных сепарационных элементах жидкость будет подхватываться газовым потоком и выноситься из сепаратора, а также невозможность работы сепаратора по очистке газа при низких температурах газа (t≤0°С), при которых происходит обледенение сепарационных элементов. Также возможна кристаллизация на рабочих поверхностях сепаратора солей, содержащихся в жидкости.

Наиболее близким по технической сущности является сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и выхода жидкости, и установленные в корпусе газораспределительное устройство и над ним фильтрующие секции, при этом входная фильтрующая секция выполнена в виде тарелки с прямоточно-центробежными сепарационными элементами, а выходная фильтрующая секция выполнена в виде не менее чем двух расположенных одна над другой разборных тарелок с кольцевыми сетчатыми насадками, а между тарелками расположена газораспределительная решетка, см. RU Патент №2252813, МПК B01D 45/12, B01D 45/26, 2005.

Недостатками известного сепаратора являются большая металлоемкость и малая эффективность очистки при факторах скорости газового потока в сепараторе больше трех, при которых происходит захлебывание каплеуловителей с сетчатыми насадками, что приводит к вторичному каплеобразованию и выносу вторичных капель потоком газа из сепаратора. Недостатком сепаратора является также невозможность работы сепаратора по очистке газа при низких температурах газа (t≤0°C), при которых происходит обледенение каплеуловителей с сетчатыми насадками, при этом возможна кристаллизация на рабочих поверхностях сепаратора солей, содержащихся в жидкости.

Задачей изобретения является создание сепаратора, позволяющего улучшить эффективность очистки газа при увеличении фактора скорости газового потока в сепараторе больше трех при положительной и отрицательной температурах газового потока.

Техническая задача решается тем, что сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубком входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости и расположенные в корпусе газораспределительное устройство и над ним фильтрующую секцию, выполненную в виде тарелки с прямоточными центробежными сепарационными элементами, в котором каждый центробежный сепарационный элемент фильтрующей секции снабжен коалесцирующим патроном, выполненным в виде перфорированного каркаса, на боковой поверхности которого расположены чередующиеся дренажные и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой, при этом каждый коалесцирующий патрон установлен соосно под центробежным сепарационным элементом и сообщен с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором, а под фильтрующей секцией сепаратор дополнительно имеет промывную секцию, включающую тарелки с прямоточными центробежными сепарационными элементами, при этом нижняя тарелка заполнена промывной жидкостью, и каждый сепарационный элемент нижней тарелки выполнен в виде цилиндрической обечайки, над кромкой которой установлена ловушка отделенной жидкости, а в нижней части обечайки установлен неподвижный лопастной завихритель газового потока, под лопастями которого выполнены выпуклостью внутрь и с осями, направленными в сторону закрутки газового потока, арочные прорези, расположенные ниже уровня промывной жидкости на тарелке.

Решение технической задачи позволяет улучшить эффективность очистки газа при увеличении фактора скорости газового потока в сепараторе больше трех при положительной и отрицательной температурах газового потока.

Сепаратор для очистки газа (см. фиг.1-5) содержит корпус 1 с патрубками входа неочищенного газа 2, патрубком выхода очищенного газа 3 и патрубком выхода жидкости 4, в корпусе 1 установлены газораспределительное устройство 5 и над ним фильтрующая секция 6 с прямоточными центробежными сепарационными элементами 7, каждый центробежный сепарационный элемент 7 фильтрующей секции 6 снабжен коалесцирующим патроном 8, который выполнен (см. Фиг.2) в виде перфорированного каркаса 9, на боковой поверхности которого расположены (см. Фиг.3) чередующиеся дренажные 10 и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие 11 слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой 12, при этом каждый коалесцирующий патрон 8 установлен соосно под центробежным сепарационным элементом 7 и сообщен с расположенным под фильтрующей секцией 6 дренажным коллектором 13, а под фильтрующей секцией 6 сепаратор дополнительно имеет промывную секцию 14, включающую верхнюю тарелку 15 с прямоточными центробежными сепарационными элементами и под ней, заполненную промывной жидкостью нижнюю промывную тарелку 16 с прямоточными центробежными сепарационными элементами 17, при этом каждый сепарационный элемент 17 нижней промывной тарелки 16 (см. Фиг.4) выполнен в виде цилиндрической обечайки 18, над кромкой которой установлена ловушка отделенной жидкости 19, а в нижней части обечайки установлен неподвижный лопастной завихритель газового потока 20, под лопастями 21 которого на обечайке 18 (см. Фиг.5) выполнены выпуклостью внутрь, с осями, направленными в сторону закрутки газового потока, арочные прорези 22, расположенные ниже уровня промывной жидкости, подаваемой на тарелку 16 через штуцер 23.

Заявляемый сепаратор работает следующим образом.

Неочищенный газ через патрубок входа неочищенного газа 2 корпуса сепаратора 1 подается в газораспределительное устройство 5, в котором происходит очистка газового потока от механических примесей и частично от капельной жидкости, и который равномерно распределяет газовый поток по сечению сепаратора. Далее газовый поток поступает в установленную над газораспределительным устройством промывную секцию 14, включающую верхнюю тарелку 15 с прямоточными центробежными сепарационными элементами и под ней нижнюю промывную тарелку 16, на которую подается промывная жидкость через штуцер 23, с прямоточными центробежными сепарационными элементами 17, при этом каждый сепарационный элемент 17 промывной тарелки 16 выполнен в виде цилиндрической обечайки 18, над кромкой которой установлена ловушка отделенной жидкости 19, а в нижней части обечайки установлен неподвижный лопастной завихритель газового потока 20, под лопастями 21 которого на обечайке 18 выполнены выпуклостью внутрь, с осями, направленными в сторону закрутки газового потока, арочные прорези 22, расположенные ниже уровня промывной жидкости, подаваемой на тарелку 16 через штуцер 23. Неочищенный газ, проходя через неподвижный завихритель, закручивается. При этом в обечайке 18 под лопастями 21 неподвижного лопастного завихрителя газового потока 20 создается разряжение, под действием которого промывная жидкость подсасывается через арочные прорези 22 и диспергируется газовым потоком с образованием мелкодисперсной среды, имеющей большую межфазную поверхность. Мелкие капли промывной жидкости образуют центры коалесценции, на которых коалесцирует содержащаяся в неочищенном газовом потоке жидкость, при этом снижается концентрация растворенных в ней солей, что предотвращает их кристаллизацию и выпадение на рабочих поверхностях аппарата. Под действием центробежных сил большая часть укрупненных за счет коалесценции капель осаждается на боковой поверхности цилиндрической обечайки 18, отводится через ловушку отделенной жидкости 19 и смешивается с промывной жидкостью, которая через переливной стакан стекает по трубопроводу в нижнюю часть сепаратора и выводится через патрубок выхода жидкости 4.

В качестве промывной жидкости может использоваться, например, чистая вода при положительной температуре газового потока для предотвращения кристаллизации солей на рабочих поверхностях сепаратора, либо водно-метанольный раствор при отрицательной или близкой к 0°С температуре газа для предотвращения кристаллизации солей и/или льдообразования на рабочих поверхностях сепаратора.

Далее газовый поток подается на верхнюю тарелку 15 промывной секции 14, где в прямоточных центробежных сепарационных элементах происходит дополнительное отделение содержащихся в газовом потоке капель жидкости.

Затем газовый поток подается в фильтрующую секцию 6 с прямоточными центробежными сепарационными элементами 7, при этом каждый центробежный сепарационный элемент 7 фильтрующей секции 6 снабжен коалесцирующим патроном 8, выполненным в виде перфорированного каркаса 9, на боковой поверхности которого расположены чередующиеся дренажные 10 и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие 11 слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой 12. Газовый поток входит через боковую поверхность коалесцирующих патронов 8 и последовательно проходит через коалесцирующие слои 11 и дренажные слои 10, при этом в коалесцирующих слоях 11 происходит коалесценция содержащейся в газовом потоке мелкодисперсной жидкости, которая удерживается на поверхности нетканого материала за счет действия капиллярных сил. Скоалесцированная жидкость выносится газовым потоком в дренажные слои 10, пористость которых значительно больше пористости коалесцирующих слоев 11, при этом действие капиллярных сил в дренажном слое снижается, и часть жидкости под действием гравитационных сил стекает в дренажный коллектор 13 и отводится в нижнюю часть сепаратора. Пористость коалесцирующих слоев 11 выполнена увеличивающейся в радиальном направлении, т.е. противоположно движению газа через слои нетканого материала, т.е. газ по мере очищения направляется из слоев с большей в слои с меньшей пористостью, поверхность коалесценции жидкости в которых выше. Дополнительно при факторах скорости газового потока в сепараторе больше трех на поверхности нетканого материала происходит образование вторичных капель, размер которых значительно больше размера капель, содержащихся в газовом потоке. Далее газовый поток направляется в центробежные сепарационные элементы 7. В центробежных элементах 7 за счет центробежных сил вторичные капли жидкости отделяются от газового потока. Очищенный газ отводится через патрубок выхода очищенного газа 3, а отделившаяся жидкость по трубам отводится в нижнюю часть сепаратора и выводится через патрубок 4.

Использование в промывной секции 14 сепаратора дополнительных тарелок и абсорбента позволит использовать сепаратор не только для очистки, но и для осушки газа. Увеличение количества нижних тарелок промывной секции и использование различных промывных жидкостей на нижних тарелках этой секции позволит одновременно снизить концентрацию солей и осушить газ.

Очищенный газ подвергался контролю качества.

Контроль качества осушенного газа после сепаратора проводился путем измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке, см. RU Патент №2396553, МПК G01N 25/56 (2006.01), 2010. Контроль качества подтвердил эффективность сепаратора очищать газ при факторах скорости газового потока в сепараторе больше трех.

Заявляемый объект прошел промышленные испытания и подтвердил эффективность очистки газа при факторах скорости газового потока в сепараторе до 9.

Сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубком входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости и расположенные в корпусе газораспределительное устройство и над ним фильтрующую секцию, выполненную в виде тарелки с прямоточными центробежными сепарационными элементами, отличающийся тем, что каждый центробежный сепарационный элемент фильтрующей секции снабжен коалесцирующим патроном, выполненным в виде перфорированного каркаса, на боковой поверхности которого расположены чередующиеся дренажные и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой, при этом каждый коалесцирующий патрон установлен соосно под центробежным сенарационным элементом и сообщен с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором, а под фильтрующей секцией сепаратор дополнительно имеет промывную секцию, включающую тарелки с прямоточными центробежными сепарационными элементами, при этом нижняя тарелка заполнена промывной жидкостью, и каждый сепарационный элемент нижней тарелки выполнен в виде цилиндрической обечайки, над кромкой которой установлена ловушка отделенной жидкости, а в нижней части обечайки установлен неподвижный лопастной завихритель газового потока, под лопастями которого выполнены выпуклостью внутрь и с осями, направленными в сторону закрутки газового потока, арочные прорези, расположенные ниже уровня промывной жидкости на тарелке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для очистки газов и жидкости от механических примесей и может быть использовано в газовой, нефтяной, энергетической и в других областях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для очистки газа и жидкости от механических примесей и может быть использовано в газовой, нефтяной, энергетической и в других областях промышленности.

Изобретение относится к золоуловителям и касается гидрозолоуловителя-теплоутилизатора. .

Изобретение относится к устройству для проведения химических и/или физических реакций между твердым веществом и газом, в частности для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов.

Изобретение относится к устройству для проведения химических и/или физических реакций между твердым веществом и газом, в частности для подогрева, охлаждения и/или кальцинирования мелкозернистых материалов.

Изобретение относится к конструкциям центробежных сепараторов, которые применяются в процессах очистки газа, разделения двухфазных сред, преимущественно газ-жидкость, и может найти применение во многих технологических процессах в газовой, нефтяной, химической и других смежных отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройству для очистки транспортируемого газа. .

Изобретение относится к способу модернизации газового сепарационного узла аппарата, предназначенного для улавливания жидких и твердых частиц из газового потока, и к газовому сепаратору.

Изобретение относится к устройству для сепарации твердого вещества и газа, а также к установке для производства цемента

Изобретение относится к центробежному сепаратору для очистки газовых потоков от жидких и твердых дисперсных частиц

Изобретение относится к сбору бумажной пыли, производимой бумагоделательными машинами

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от пыли и может быть использовано в энергетической, химической, текстильной, строительной, металлургической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области отделения дисперсных частиц от газов и может быть использовано в машиностроительной, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к технологии очистки газовоздушной смеси в отраслях промышленности, производящих выброс газов во внешнюю среду. При осуществлении способа поток очищаемой газовоздушной смеси подают в трубчатый корпус рабочей зоны первой ступени очистки, закручивают завихрителем и направляют по винтовой линии вдоль корпуса рабочей зоны, после чего поток направляют на вторую ступень очистки. Вторую ступень очистки осуществляют путем направления потоков в эжекционную камеру, где подвергают эжекции с помощью тягодутьевого устройства. Пылеулавливающая установка содержит трубчатый корпус рабочей зоны первой ступени очистки, снабженной завихрителем и воздухоотводящим патрубком, пылеотводящий канал, выходное отверстие которого расположено в бункере, который через выходной канал соединен с устройством второй ступени очистки. Трубчатый корпус последовательно соединен с конфузором, каналом сепарации, диффузором газоотвода. Устройство второй ступени очистки содержит тягодутьевое устройство, камера которого соединена с диффузором газоотвода, и эжекционную камеру. Технический результат: повышение эффективности пылеулавливания и снижение его энергоемкости. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сепаратору, предназначенному для очистки газообразной текучей среды. Способ сборки газоочистного сепаратора и сепаратор, собранный данным способом для разделения текучей смеси веществ различной плотности, таких как газ и жидкость, причем сепаратор содержит: кожух, содержащий первую и вторую отдельные части, причем первая часть кожуха имеет установочную поверхность, на которой устанавливается базовая поверхность второй части кожуха так, чтобы образовать внутреннее пространство кожуха и роторный узел, расположенный в указанном внутреннем пространстве и способный вращаться вокруг оси первой части кожуха относительно кожуха, причем роторный узел содержит вращающийся вал, установленный с возможностью вращения в первой части кожуха с помощью подшипникового узла и установленный с возможностью вращения во второй части кожуха, при этом способ сборки указанного сепаратора содержит этапы, на которых: устанавливают с возможностью вращения вращающийся вал во второй части кожуха в заданном положении относительно указанной базовой поверхности, причем указанное заданное положение совпадает с указанной осью, когда базовая поверхность второй части кожуха совмещается с установочной поверхностью первой части кожуха, располагают подшипниковый узел в зажимное приспособление, причем зажимное приспособление содержит базовую поверхность для совмещения с установочной поверхностью первой части кожуха, и средство приема указанного подшипникового узла в положение относительно базовой поверхности зажимного приспособления так, что подшипниковый узел принимается зажимным приспособлением в положении относительно базовой поверхности зажимного приспособления, которое совпадает с указанной осью, когда базовая поверхность зажимного приспособления совмещается с указанной установочной поверхностью первой части кожуха, совмещают базовую поверхность зажимного приспособления с указанной установочной поверхностью первой части кожуха и закрепляют подшипниковый узел на первой части кожуха. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 41 ил.

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях. Согласно способу осушки и очистки природного газа с последующим сжижением в трехпоточной вихревой трубе с получением холодного, горячего газообразных и жидкого потоков проводят сепарацию образовавшегося сжиженного газа и сбор в накопительной емкости-сепараторе. При этом охлаждение или нагрев природного газа проводят до температуры максимальной конденсации углеводородной фракции C4 и выше путем подачи холодного или горячего потоков газа вихревой трубы в рекуперативные теплообменники. После этого проводят многоступенчатую центробежную сепарацию газового потока от образовавшегося углеводородного конденсата - фракции C4, водного конденсата, гидратов и механических примесей - шлама, которые выводят в емкость-сепаратор для дальнейшей переработки. Отсепарированный газ после охлаждения холодным потоком в рекуперативном теплообменнике направляют на вход вихревой трубы, а выходящий из нее холодный поток после дросселирования направляют совместно с отсепарированной жидкой фазой из горячего потока вихревой трубы в расходный сепаратор. Из верхней части расходного сепаратора отводят газообразный товарный продукт, а из нижней части - товарную сжиженную фракцию природного газа. Устройство для осушки и очистки природного газа с последующим его сжижением содержит линию подачи исходного потока природного газа, рекуперативные теплообменники с линиями подачи холодного и горячего потоков вихревой трубы, сепаратор, вихревую трубу с линиями подачи и отвода разделенных газообразного и сжиженного потоков газа, емкость-сепаратор сбора и разделения компонентов очистки газа. Устройство дополнительно содержит следующие аппараты: рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего из магистрального газопровода, рекуперативный теплообменник подогрева того же газа, многоступенчатый центробежный сепаратор, рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего в вихревую трубу, расходный сепаратор. Вихревая труба содержит сепарационное устройство. Аппараты соединены между собой трубопроводами с запорно-регулирующими вентилями. При этом многоступенчатый центробежный сепаратор имеет корпус с тангенциальным входным патрубком, сепарационный элемент, размещенный соосно корпусу с образованием кольцевого канала. Внутри сепарационного элемента размещен внутренний патрубок с тангенциальными щелями и имеющий нижний и верхний конические отражатели. В средней части патрубка имеются размещенные по периметру тангенциальные прямоугольные прорези. В верхней части патрубка установлен диффузор с коническим отражателем и находятся окна, напротив которых имеются окна сепарационного элемента. Над сепарационным элементом установлен сетчатый отбойник, над которым в корпусе установлен патрубок с коническим отражателем. В днище корпуса сепаратора установлен патрубок, соединенный через запорно-регулирующий вентиль большого сечения с емкостью-сепаратором. Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение эффективности разделения тяжелой жидкой фазы от газа, а также предотвращение образования кристаллогидратов и повышение эффективности сжижения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх