Способ сепарации газа и устройство для его осуществления

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.

 

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, например, в схемах подготовки газа к транспорту, на промысловых объектах в период падающего пластового давления, подключения дожимных компрессорных станций (ДКС), в схемах отбора из подземных хранилищ газа (ПХГ).

Известны способ и устройства сепарации газа по монографии А.И. Гриценко, В.А. Истомин, А.Н. Кульков, Р.С. Сулейманов «Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России», Москва ОАО издательство «Недра» 1999 (стр. 341-345, рис. 7.21., 7.22.), стр. 474, по которому сырой газ до подачи на дожимные компрессорные станции подают последовательно на сепараторы первичные или сепараторы-пылеуловители, где производят грубое отделение пластовой жидкости (воды с примесями солей и углеводородного конденсата) и механических примесей, после чего газ подают на фильтр-сепараторы для тонкой очистки газа от мелкодисперсных капель жидкости и твердых частиц для исключения отложения солей на лопатках нагнетателя-компрессора газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16-55 и исключения их эрозии.

Недостатками этого способа сепарации являются:

- наличие двух ступеней сепарации - первичной и ступени фильтрации газа, что требует увеличенных площадей застройки, увеличения протяженности трубопроводной обвязки, дополнительной арматуры и приборов контроля и автоматики;

- наличие ступени фильтрации, подверженной забиванию, для непрерывной работы установки требует применения резервной ступени фильтрации - резервных аппаратов, что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты;

- повышенное и изменяющееся от времени эксплуатации гидравлическое сопротивление фильтрующей ступени увеличивает энергетические затраты на сжатие газов;

- недостаточная эффективность сепарации требует применения промывочных аппаратов или секций для снижения содержания солей.

Известные устройства:

- первичный сепаратор включает секции центробежной сепарации и секцию сепарации на объемной пористой структуре, например, сетчатых конических барабанов, рис. 7.21., 7.22. указанного аналога;

- фильтр-сепаратор включает секцию фильтр-коалесценции на базе фильтр-коалесцирующих патронов, установленных на решетке для отделения механических частиц и коалесценции (укрупнения) мелкодисперсных капель жидкости, и последующую за ней ступень сепарации укрупненных мелкодисперсных капель, на базе прямоточных центробежных элементов или сетчатых отбойников, рис. 7.21., 7.22. указанного аналога.

Недостатками этих устройств сепарации являются:

- наличие двух аппаратов первичного сепаратора и фильтр-сепаратора;

- наличие в фильтр-сепараторе фильтр-коалесцирующих патронов, которые требуют частой замены. Для непрерывной работы системы сепарации они требуют применения резервных аппаратов и применения на них быстрооткрывающихся затворов, а это увеличивает стоимость оборудования и эксплуатационные затраты;

- повышенное и изменяющееся от времени эксплуатации гидравлическое сопротивление фильтр-сепаратора увеличивает энергетические затраты и снижает эффективность сепарации по мере загрязнения фильтр-коалесцирующих патронов;

- недостаточная эффективность сепарации требует в свою очередь применения промывочных аппаратов или промывочных секций для снижения содержания солей.

Известны устройства для сепарации газа с применением сепарационного и фильтрационного оборудования [см. КАТАЛОГ Технологическое оборудование и установки добычи, транспортировки, переработки и подземного хранения природного и попутного нефтяного газов, углеводородного конденсата и нефти. Москва 1996, (ИРЦ Газпром), стр. (22÷37)], с применением входных газосепараторов сетчатых или газосепараторов с центробежными элементами и установленными за этими аппаратами перед компрессорами фильтр-сепараторами.

Основные недостатки этих устройств:

- наличие двух последовательно установленных аппаратов первичного сепаратора и фильтр-сепаратора, что требует дополнительных площадей застройки, увеличения протяженности трубопроводной обвязки, требует дополнительной арматуры, приборов контроля и автоматики;

- наличие фильтр-сепараторов, подверженных забиванию, для непрерывной работы установки требует применения резервных аппаратов, что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты;

- повышенное и изменяющееся от времени эксплуатации гидравлическое сопротивление фильтр-сепаратора увеличивает энергетические затраты на сжатие газов и снижает эффективность сепарации;

- недостаточная эффективность сепарации требует применения промывочных аппаратов или промывочных секций для снижения содержания солей, особенно в период падающего пластового давления;

- наличие в фильтр-сепараторе фильтр-коалесцирующих патронов, которые требуют частой замены, требует для непрерывной работы установки резервных аппаратов и применения быстрооткрывающихся затворов, что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты.

Известны первичные сепараторы, в которых частично устранены недостатки по их низкой эффективности за счет применения в них промывочной секции, т.е. секции промывки газа водой, в которых газ после центробежной сепарации направляют на контакт с промывочной жидкостью - водой без содержания солей и примесей, т.е. на массообменную секцию с тарелками на базе прямоточных центробежных массообменных элементов, установленных между секциями центробежной сепарации и секциями окончательной сепарации [см. Материалы научно-технического совета РАО «Газпром», стр. (145÷146), Москва 1997, (ИРЦ Газпром)].

Известен способ сепарации газа и аппарат для его осуществления по патенту РФ №2385756, МПК B01D 45/04 (2006/01) - прототип, включающий прямоточную подачу сырого газа (газожидкостной смеси) непосредственно в объемное инерционное газораспределительное устройство под углом (7÷10) градусов к его боковой стенке, что позволяет частицы механических примесей и капли жидкости, имеющие значительную массу, по сравнению с газом, направить за счет сил инерции в канал отбора примесей, а газовый поток через перфорацию (жалюзийно-направленные каналы) в боковых стенках объемного инерционного газораспределительного устройства. После первичной инерционной сепарации и распределения газа на множество разнонаправленных потоков они поступают на следующую ступень сепарации газа с содержанием жидкости в газе около 20% и менее от первоначального содержания в сыром газе.

Прямоточная подача газожидкостной смеси непосредственно в объемное инерционное газораспределительное устройство на уровне подачи смеси снижает высоту корпуса аппарата и высвобождает объем корпуса для установки дополнительных секций. Выполнение объемного инерционного газораспределительного устройства в виде открытого перфорированного корпуса с расположением патрубка входа смеси по его оси не только повышает эффективность сепарации, но и обеспечивает доступ к внутренним устройствам и стенкам корпуса аппарата без установки дополнительных люк-лазов.

Недостатками этого способа и устройства являются:

- необходимость применения после них второй ступени сепарации - дополнительно фильтр-сепарационной ступени для укрупнения мелкодисперсных частиц жидкости и фильтрации из газа механических примесей, которая имеет ограниченный срок службы и требует периодической замены фильтр-коалесцирующих патронов с остановкой аппарата и имеет значительное и переменное по времени эксплуатации гидравлическое сопротивление и повышенные эксплуатационные расходы и требующая значительных капитальных затрат;

- системы предварительной сепарации газожидкостного потока требуют периодической очистки.

Технический результат группы изобретений заключается в создании эффективного способа и устройства сепарации газа без применения фильтр-коалесцирующих патронов (элементов) с самоочисткой системы предварительной сепарации.

Единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способ достигается тем, что в способе сепарации газа, включающем 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, при этом скорость газожидкостного потока уменьшают многократно: сначала его направляют от однопоточного входа смеси к веерному многопоточному с одновременным отделением жидкости с примесями, затем 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 на насадки с косорасположенными выступами.

Минимальную рабочую скорость выходного газового потока на поперечное сечение аппарата W в м/с определяют из значений фактора скорости по газу по формуле

где ρ - плотность газа в рабочих условиях кг/м3. Единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - устройство достигается тем, что в устройстве для сепарации газа, включающем корпус с патрубками входа смеси, выхода разделенных фаз и расположенные внутри корпуса сепарационные секции и объемное инерционное газораспределительное устройство, выполненное 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 установлены 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.

Объемное инерционное газораспределительное устройство выполнено с входным живым сечением, в пределах (13÷15)% превышающим живое сечение патрубка входа.

Максимальное живое сечение на выходе из насадочных секций выполнено равным (85÷98)% поперечного сечения корпуса аппарата.

Уменьшение скорости газожидкостного потока многократно: сначала его направляют от однопоточного входа смеси к веерному многопоточному с одновременным отделением жидкости с примесями, затем направляют на жгутовую пористую насадку для отбора жидкости по жгутам, обеспечивая ее колебание, с последующим осуществлением центробежной сепарации или центробежного массообмена с жидкостью с одновременным ее отделением, а затем посредством сепарации, пропуская через насадки с косогофрированными поверхностями, а затем на насадки с косорасположенными выступами, позволило повысить эффективность способа сепарации газа без применения процесса фильтрации.

Выбор скорости входного потока газовой смеси в патрубке больше или равной 10 м/с позволил за счет увеличенных сил инерции более эффективно отделять частицы жидкости и механических примесей.

Определение минимальной рабочей скорости выходного газового потока W в м/с из значений фактора скорости по газу по формуле

где ρ - плотность газа в рабочих условиях кг/м3,

позволило определить диапазон эффективной работы способа и аппарата.

Установление между патрубками входа газожидкостной смеси и выхода осушенного газа последовательно объемного инерционного газораспределительного устройства; жгутовой пористой насадки, закрепленной жестко по концам; секции центробежной сепарации или массообмена с одновременной сепарацией тарельчатого типа; насадочных секций косогофрированных и (или) из листов с мелкоструктурированными выступами и выполнение их с живыми сечениями для прохода газожидкостного потока, увеличивающимися от первой секции к последней, позволило обеспечить осуществление заявляемого способа сепарации газа и достижение единого технического результата.

Выполнение объемного инерционного газораспределительного устройства с живым сечением на входе, в интервале (13÷15)% превышающим живое сечение патрубка входа, позволило получить эффективность этого устройства не менее 80%.

Выполнение максимального живого сечения на выходе из насадочных секций равным (85÷98)% поперечного сечения корпуса аппарата позволило снизить унос жидкости с газом до 5 мг/м3 газа и менее.

Авторам не известны способы сепарации газа и устройства для их осуществления, в которых повышение эффективности сепарации газа достигалось бы подобным образом.

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая способ сепарации газа.

На фиг. 2 представлено устройство для осуществления способа сепарации газа.

На фиг. 3 - разрез по А-А фиг. 2.

На фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 2.

Объект - способ сепарации жидкости и механических примесей из газового потока осуществляется по схеме, представленной на фиг. 1, состоящей из следующих технологических секций:

I - секция сбора отсепарированной жидкости и примесей;

II - секция инерционной сепарации и распределения газа;

III - секция коалесценции и динамической сепарации;

IV - секция центробежной сепарации или массообмена газа с жидкостью и одновременной сепарации газа от контактируемой жидкости;

V - секция сепарации на косогофрированных поверхностях;

VI - секция сепарации на поверхностях с косонаправленными пористыми выступами.

Газожидкостный поток G0 с механическими примесями определенной скорости (фиг. 1) направляют в секцию инерционной сепарации и распределения газа II, где его разделяют на частично очищенные потоки газа g0, а жидкость и частицы механических примесей с удельной массой более удельной массы газа за счет сил инерции в прямотоке с частью газа направляют потоком L1 в секцию I сбора жидкости и механических примесей. Применение инерционной системы сепарации позволяет исключить ее забивание, т.е. исключает процесс ее очистки.

Основной поток газа в секции инерционной сепарации и распределения газа, разделенный на множество потоков g0, веерообразно разворачивают в направлении, ориентированном в противоположную сторону движения поступающего газожидкостного потока, и тем самым уменьшают его скорость. Часть газового потока gp с каплями жидкости подают обратно на инерционную сепарацию и распределение газа (на рециркуляцию). Затем скорость потоков газа g0 уменьшают в секции коалесценции и динамической сепарации III, на которой мелкодисперсные капли жидкости укрупняются и с механическими примесями стряхиваются в секцию I сбора жидкости и механических примесей. Отбор жидкости происходит под действием сил тяжести, при вибрации (колебании) жгутов набегающим газовым потоком. Это позволяет производить самоочистку секции коалесценции и динамической сепарации III. Затем для дальнейшего уменьшения скорости потоки g1 очищенного газа направляют на секцию центробежной сепарации или секцию центробежного массообмена с жидкостью и одновременной сепарации газа от контактируемой жидкости IV, на которой производят, например, отмывку газа с каплями жидкости от растворимых солей или отдувку метанола из его водного раствора.

После секции центробежной сепарации или центробежного массообмена с сепарации газ подают потоками g2 на сепарацию в насадочную секцию с косогофрированными поверхностями V, в которой скорость газового потока опять уменьшают за счет увеличения живого сечения для прохода газа по сравнению с секцией центробежной сепарации, после чего газ с незначительными примесями (следами) жидкости потоками g3 подают на секцию сепарации на поверхностях с косонаправленными пористыми выступами или с косогофрированными поверхностями VI, где осуществляют окончательную сепарацию. Далее очищенный газ G подают на компрессорные агрегаты или потребителю.

Жидкость из секции инерционной сепарации и распределения газа II, коалесценции и динамической сепарации на пористой жгутовой насадке III, центробежной сепарации или массообмена газа с жидкостью при одновременной сепарации газа от контактируемой жидкости L0 IV, сепарации на косогофрированных поверхностях V, сепарации на поверхностях с косонаправленными пористыми выступами VI потоками: L1, L2, L3, L4, L5 соответственно подают в секцию сбора отсепарированной жидкости и примесей I, откуда потоком L ее выводят.

Пример осуществления способа.

Расход газа, нм3/ч - 450000;

Расход жидкости на единицу газа, г/нм3 - (1,5÷0,9) без подачи промывочной жидкости;

Расход промывочной жидкости, кг/ч - 80;

Давление газа, МПа - (2,0÷2,4);

Температура газа, °C - (8,6÷15);

Перепад давления, кПа - (1,9÷2,7);

Содержание жидкости в отсепарированном газе, мг/нм3 - (0,6÷3,4);

Фактор скорости по газу в корпусе аппарата, м/с·кг/м3)0,5 - 5.

Объект устройство - сепаратор газа для осуществления способа сепарации жидкости и примесей из газового потока (фиг. 2) содержит:

- корпус 1;

- патрубок входа газожидкостной смеси 2;

- патрубок выхода очищенного газа 3;

- патрубок подачи жидкости на массообмен с газом 4;

- патрубок выхода отсепарированной жидкости и примесей 5;

- объемное инерционное газораспределительное устройство 6 (фиг. 3), которое выполнено в виде перфорированного клинообразного корпуса 7 с жалюзийными каналами 8 для прохода сепарируемой смеси с открытым основанием 9 (фиг. 3, 4) и вершиной 10 (фиг. 3), а открытое основание 9 клинообразного корпуса 7 образует с патрубком входа смеси 2 проходы для газов рециркуляции 11 (фиг. 3, 4), открытая вершина 10 клинообразного корпуса 7 закреплена в дренажном канале 12 (фиг. 2, 3);

- насадка 13, выполненная в виде вертикально ориентированной микроструктуры (фиг. 3), натянута против жалюзийных каналов 8;

- прямоточная центробежная тарелка 14 (фиг. 2) установлена в корпусе 1 над объемным инерционным газораспределительным устройством 6. При отключении подачи жидкости через патрубок 4 прямоточная центробежная тарелка 14 выполняет роль сепарационной ступени, а при подачи жидкости через патрубок 4 - роль массообменной ступени с одновременной сепарацией от капель подаваемой жидкости;

- насадки 15 выполнены из косогофрированных поверхностей и установлены над прямоточной центробежной тарелкой 14;

- насадки 16, выполненные из листов с косорасположенными мелкоструктурированными выступами или из косогофрированных поверхностей;

- перелив (ы) 17.

Устройство работает следующим образом.

Основной поток газа подают через патрубок 2 в корпус сепаратора газа 1 (фиг. 2, 3) на объемное инерционное газораспределительное устройство 6 через его открытое основание 9 (фиг. 3) в перфорированный клинообразный корпус 7 с жалюзийными каналами 8 для прохода сепарируемой смеси, в котором поток газа, делящийся на множество потоков g0 (фиг. 1) и веерообразно разворачивающийся в направлении, ориентированном в противоположную сторону движения газожидкостного потока, уменьшает скорость. Открытое основание 9 клинообразного корпуса 7 (фиг. 4) образует с патрубком входа смеси 2 проходы 11 для рециркуляции газовых потоков. Через открытую вершину 10 (фиг. 3) клинообразного корпуса 7, закрепленную в дренажном канале 12, производят отвод жидкости и механических примесей. Затем потоки газа g0 (фиг. 1) подают на насадку 13 (фиг. 3), на которой мелкодисперсные капли жидкости укрупняются и с механическими примесями стряхиваются в секцию сбора жидкости и механических примесей, находящуюся в нижней части корпуса 1 (фиг. 2), и отводятся через патрубок выхода отсепарированной жидкости и примесей 5. Отбор жидкости происходит под действием сил тяжести из-за колебания насадки 13, которое происходит от поперечных сил набегающего на них газа. Это позволяет производить самоочистку насадки 13. Насадка 13, выполненная в виде вертикально ориентированной микроструктуры с увеличенным живым сечением для прохода газожидкостной смеси по сравнению с живым сечением жалюзи 8, обеспечивает уменьшение скорости газового потока. Для дальнейшего увеличения живого сечения для прохода частично очищенной газожидкостной смеси и дальнейшего уменьшения скорости потоков g1 (фиг. 1) частично очищенного газа направляют на прямоточную центробежную тарелку 14 (фиг. 2) с живым сечением, большим, чем живое сечение насадки 13. При отключении подачи жидкости через патрубок 4 (фиг. 2) на прямоточную центробежную тарелку 14 она выполняет роль сепарационной ступени, а при подаче жидкости через патрубок 4 (фиг. 2) - роль массообменной ступени с одновременной сепарацией от капель подаваемой жидкости, на которой производят, например, отмывку газа с каплями жидкости от растворимых солей или отдувку метанола из его водного раствора.

Дальнейшее увеличение живого сечения для прохода частично очищенного потока газа и уменьшения его скорости происходит на насадках 15, выполненных из косогофрированных поверхностей, а затем на установленных над ними насадках 16, выполненных из листов с косорасположенными мелкоструктурированными выступами или из косогофрированных поверхностей, живое сечение которых составляет (85÷98)% поперечного сечения корпуса аппарата. На насадках 16 секции окончательной сепарации газа, на которых газ с незначительными примесями (следами) жидкости направляется потоками g3 (фиг. 1), осуществляют окончательную сепарацию. Затем очищенный газ через патрубок выхода очищенного газа 3 (фиг. 2) отводится из корпуса 1 сепаратора и подается на компрессорные агрегаты или потребителю. Жидкость с насадок 15 и 16 подают на тарелку с центробежными прямоточными элементами 14, откуда ее отводят по переливу (ам) 17 (фиг. 2), а затем с нижней части корпуса 1 сепаратора через патрубок выхода отсепарированной жидкости и примесей 5.

Таким образом, уменьшение скорости газожидкостного потока во время его очистки в сепараторе газа достигается поэтапным увеличением живого сечения для прохода газожидкостной смеси в каждом элементе, установленном в корпусе сепаратора газа от входного патрубка до выходного, при этом осуществляется единый технический результат, заключающийся в создании эффективного способа и устройства сепарации газа, без применения фильтрующих элементов.

1. Способ сепарации газа, включающий 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, отличающийся тем, что скорость газожидкостного потока уменьшают многократно: сначала его направляют от однопоточного входа смеси к веерному многопоточному с одновременным отделением жидкости с примесями, затем 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 на насадки с косорасположенными выступами.

2. Способ сепарации газа по п. 1, отличающийся тем, что минимальную рабочую скорость выходного газового потока W в м/с определяют из значений фактора скорости по газу по формуле:
Ф=W·ρ0,5=(4,0÷6,0),
где ρ - плотность газа в рабочих условиях, кг/м3.

3. Устройство для сепарации газа, включающее корпус с патрубками входа смеси, выхода разделенных фаз и расположенные внутри корпуса сепарационные секции и объемное инерционное газораспределительное устройство, выполненное 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, отличающееся тем, что 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.

4. Устройство для сепарации газа по п. 3, отличающееся тем, что объемное инерционное газораспределительное устройство выполнено с входным живым сечением, в пределах (13÷15)% превышающим живое сечение патрубка входа.

5. Устройство для сепарации газа по п. 3, отличающееся тем, что максимальное живое сечение на выходе из насадочных секций выполнено равным (85÷98)% поперечного сечения корпуса аппарата.



 

Похожие патенты:

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).

Изобретение относится к пылеуловителю-классификатору и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

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

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

Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, в частности к сепарационным и фильтрационным устройствам. .

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 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.

Сепаратор // 2602095
Группа изобретений относится к сепаратору для отделения загрязняющих веществ в виде твердых частиц, жидкости и аэрозоля от потока текучей среды, а также к системе вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, содержащей такой сепаратор. Сепаратор для отделения загрязняющих веществ от потока текучей среды содержит первый вход, предназначенный для впуска первого потока текучей среды, содержащего увлеченные им загрязняющие вещества, первый и второй регулируемые инерционные сепараторы, которые соединены один с другим последовательно, и насос, соединенный со вторым регулируемым инерционным сепаратором и выполненный так, чтобы создавать зону пониженного давления для всасывания первого потока текучей среды через первый и второй регулируемые инерционные сепараторы. Первый регулируемый инерционный сепаратор соединен с первым входом для впуска первого потока текучей среды с первого входа. При этом каждый из регулируемых инерционных сепараторов предназначен для отделения загрязняющих веществ от первого потока текучей среды и содержит первую камеру, предназначенную для впуска первого потока текучей среды, вторую камеру, соединенную с первой камерой по меньшей мере одним отверстием, выполненным так, что первый поток текучей среды ускоряется при прохождении через отверстие и сталкивается с поверхностью отбойника, так что загрязняющие вещества отделяются от первого потока текучей среды, и привод, выполненный так, чтобы регулировать площадь пропускного сечения по меньшей мере одного отверстия в соответствии с перепадом давления между давлением текучей среды в первой камере и эталонным давлением текучей среды в третьей камере. Система вентиляции картера содержит канал для картерных газов, предназначенный для подачи картерных газов из картера, и сепаратор, в котором первый вход соединен с каналом для картерных газов. Двигатель внутреннего сгорания содержит систему вентиляции картера, в которой насос содержит четвертую камеру, имеющую второй вход для впуска второго потока текучей среды в четвертую камеру, при этом во втором входе расположена форсунка в виде сужающегося сопла для ускорения второго потока текучей среды, и третий вход для впуска первого потока текучей среды, причем третий вход расположен относительно второго входа так, что второй поток текучей среды может увлекать и ускорять первый поток текучей среды, и в которой второй вход предназначен для впуска потока газа под давлением, отводимого от турбонагнетателя, и сепаратор предназначен для отделения картерного масла от картерных газов. Техническим результатом является повышение эффективности работы системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, а также предотвращение повышения давления на входе текучей среды до неприемлемых значений. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к устройствам для создания и очистки воздушного потока от примесей и предназначено для работы в пневмосистемах зерноочистительных машин, в системах пневматического транспортирования сыпучих мелкозернистых материалов, в аспирационных системах. Устройство для создания и очистки воздушного потока от примесей содержит осадочную камеру с входным и выходным патрубками, противоточный жалюзийный пылеуловитель с выходным патрубком, выводящим устройством и разделительной стенкой, диаметральный вентилятор, расположенный между осадочной камерой и пылеудалителем и имеющий лопаточное колесо, криволинейную и прямолинейную части корпуса. При этом выполненная жалюзийной прямолинейная часть корпуса с делительной стенкой вентилятора образует его выходной канал, входное окно вентилятора расположено в выходном патрубке осадочной камеры, делительная стенка является частью стенки, отделяющей осадочную камеру от пылеуловителя, а выходной канал вентилятора соединен с размещенным в пылеуловителе нагнетательным противоточным жалюзийным патрубком. Прямолинейная жалюзийная часть корпуса вентилятора относительно его криволинейной части повернута в сторону осадочной камеры, нагнетательный жалюзийный противоточный патрубок имеет конфузорную форму, его наружная стенка выполнена жалюзийной, параллельна прямолинейной части корпуса вентилятора и смещена относительно нее к осадочной камере, а разделительная перегородка камеры пылеуловителя выполнена жалюзийной. Техническим результатом является повышение степени очистки воздушного потока и снижение энергии, расходуемой на очистку воздуха от примесей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к внутренним устройствам, используемым в газовых сепараторах, осуществляющих процессы отделения жидкой фазы от газовой фазы, и колонных аппаратах, осуществляющих массообменные процессы в системе газ-жидкость, таких как ректификация, абсорбция, и может быть использовано в газодобывающей, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Устройство распределения газожидкостного потока, установленное внутри корпуса аппарата против патрубка ввода газа соосно, содержит внутренний и внешний каркас в виде цилиндра или усеченного конуса, внутренний каркас которого разделен на секции проходными распределителями с диаметрами отверстий, уменьшающимися от патрубка ввода газа, удерживаемыми стержнями внутреннего каркаса, продетыми сквозь отверстия, а на каркасе расположен слой сепарирующей насадки. По первому варианту выполнения проходные распределители выполнены в виде диффузоров и имеют обращенную к входящему потоку поверхность, расходящуюся в радиальном направлении от входной к выходной кромке с плавным изменением угла наклона поверхности к оси устройства и соосному ей потоку от 0 до 135 градусов, а сепарирующая насадка выполнена регулярной. Во втором варианте выполнения по оси устройства установлено центральное тело в виде конических шайб увеличивающегося от входного штуцера диаметра, нанизанных на несущий стержень, закрепленный в торцевом диске и прикрепленный ко входному штуцеру, а внешний каркас устройства выполнен из стержней в виде усеченного конуса или цилиндра и оснащен слоем регулярной сепарационной насадки. Технический результат: равномерное распределение газового потока по сечению аппарата, повышение качества сепарации. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 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 мс 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 иили 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.

Наверх