Сепаратор газовый вихревого типа



Сепаратор газовый вихревого типа
Сепаратор газовый вихревого типа
Сепаратор газовый вихревого типа
Сепаратор газовый вихревого типа

 


Владельцы патента RU 2635159:

Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" (RU)

Изобретение относится к устройствам отделения дисперсных частиц от газов с использованием центробежных сил и позволяет повысить качество сепарации газов, в том числе газов с повышенным содержанием пленочных, капельных, мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц. Сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и горизонтальной перегородкой, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с дефлекторной пластиной, сепарационный пакет, закрепленный своей верхней частью на горизонтальной перегородке и состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин, формирующих в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы, а также конический отбойник в виде полого конуса усеченной формы, нижний торец которого образует кольцевой зазор с внутренней поверхностью корпуса сепаратора. При этом нижняя часть сепарационного пакета установлена на опорной пластине, на другой стороне которой закреплен конусный отбойник. Дефлекторная пластина установлена под углом к продольной оси сепаратора в пределах от 0,1 до 10 градусов и образует вместе с дефлектором, горизонтальной перегородкой и внутренней поверхностью корпуса улавливающий карман. При этом дефлекторная пластина пересекает поверхность конического отбойника и по длине выходит за пределы его нижней кромки не менее чем на высоту конусного отбойника, причем нижняя образующая дефлектора относительно опорной пластины расположена на расстоянии 0,30,5 высоты конуса. Техническим результатом является повышение качества сепарации газов за счет обеспечения стекания отделяемой жидкости вниз сепаратора и уменьшения возможности уноса жидкости вместе с газом. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к устройствам отделения дисперсных частиц от газов с использованием центробежных сил и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Известен сепаратор газовый вихревого типа, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, входной, выходной и сливной патрубки, жестко закрепленную в корпусе горизонтальную перегородку с дренажным отверстием, соединенным с нижней частью сепаратора дренажной трубкой, при этом горизонтальная перегородка разделяет внутреннее пространство сепаратора на вихревую и дополнительную камеры, радиальную пластину, вертикально закрепленную в дополнительной камере на горизонтальной перегородке, сепарационный пакет, дефлектор, выход которого расположен в вихревой камере, конический отбойник, установленный соосно с сепарационным пакетом, при этом к вершине конического отбойника прикреплен дренажный стержень [RU Патент №2366489, опубл. 10.09.2009].

Недостатком известного сепаратора является недостаточная глубина сепарации газового потока за счет того, что капли жидкости, соскальзывающие с нижних кромок сепарационных пластин и движущиеся с конического отбойника по дренажному стержню, проходят через зону движения газового потока и могут захватываться газовым потоком, а расположение оси вертикального сепарационного пакета со сдвигом относительно оси корпуса усложняет конструкцию.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является сепаратор газовый вихревого типа, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и горизонтальной перегородкой, разделяющей внутреннее пространство корпуса на вихревую и дополнительную камеры и на кромках которой закреплены вертикальные радиальные пластины, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет и конический отбойник, установленный соосно с сепарационным пакетом, представляющий собой полый конус усеченной формы, нижний торец которого образует кольцевой зазор с внутренней поверхностью корпуса сепаратора. В вихревой камере на трубопроводе расположен шнек, при этом отражательная пластина дефлектора имеет высоту, равную шагу шнека. Конический отбойник расположен в вихревой камере таким образом, что его меньшее основание входит в нижнюю часть сепарационного пакета с зазором, при этом к большему нижнему торцу конического отбойника с внешней стороны прикреплена шайба с отбортовкой, обращенной к сепарационному пакету [RU Патент №2432195, опубл. 27.10.2011].

Недостатком данного сепаратора также является недостаточная глубина сепарации газового потока, вызванная:

- увеличенным содержанием жидкости в потоке газа в верхней дополнительной камере с вертикальными пластинами, что приводит к дополнительному диспергированию капель жидкости;

- «соскальзыванием» жидкости с поверхности шнека внутрь сепарационного пакета и как следствие ее унос газовым потоком;

- накоплением твердых частиц в верхней дополнительной камере с вертикальными радиальными пластинами, что приводит к уменьшению эффективного объема камеры.

Кроме того, верхняя дополнительная камера с вертикальными радиальными пластинами на входе газового потока и применение шнека значительно усложняет конструкцию, увеличивают габаритные размеры и трудоемкость изготовления сепаратора.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение качества сепарации газов, в том числе газов с повышенным содержанием пленочных, капельных, мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц, за счет обеспечения стекания отделяемой жидкости вниз сепаратора и уменьшения возможности уноса жидкости вместе с газом.

Технический результат достигается тем, что в сепараторе газовом вихревого типа, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и горизонтальной перегородкой, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с дефлекторной пластиной, сепарационный пакет, закрепленный своей верхней частью на горизонтальной перегородке и состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин, формирующих в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы, а также конический отбойник в виде полого конуса усеченной формы, нижний торец которого образует кольцевой зазор с внутренней поверхностью корпуса сепаратора, согласно изобретению нижняя часть сепарационного пакета установлена на опорной пластине, на другой стороне которой закреплен конусный отбойник, дефлекторная пластина установлена под углом от 0,1 до 10 градусов к продольной оси сепаратора и образует вместе с дефлектором, горизонтальной перегородкой и внутренней поверхностью корпуса улавливающий карман, при этом дефлекторная пластина пересекает поверхность конического отбойника и по длине выходит за пределы его нижней кромки не менее чем на высоту конусного отбойника, причем нижняя образующая дефлектора относительно опорной пластины расположена на расстоянии 0,3-0,5 высоты конуса. Сепаратор может быть оснащен горизонтальной накопительной емкостью.

Установка дефлекторной пластины под углом от 0,1 до 10 градусов к продольной оси сепаратора с образованием совместно с дефлектором горизонтальной перегородкой и внутренней поверхностью корпуса улавливающего кармана позволяет устранить негативный эффект запирания газовым потоком капельной жидкости, стекающей по внутренней поверхности корпуса сепаратора, и, как следствие, обеспечивает увеличение скорости отвода жидкости в накопительную часть сепаратора.

Выполнение дефлекторной пластины с длиной, выходящей за пределы его нижней кромки не менее чем на высоту конусного отбойника, препятствует уносу капельной жидкости при ее отрыве с нижней кромки улавливающего кармана.

Установка нижней части сепарационного пакета на опорной пластине позволяет разделить сепаратор на две зоны: зону сепарации и отстойную зону (накопительную часть сепаратора), и, в случае высокого уровня жидкости в отстойной зоне, препятствует нежелательному отводу этой жидкости от пристеночного пространства к центру сепарационного пакета и ее последующему уносу восходящим потоком газа.

Установка нижней образующей дефлектора относительно опорной пластины на расстоянии 0,3-0,5 высоты конуса обеспечивает наиболее оптимальный (минимальный) зазор между внутренней стороной дефлектора и конусным отбойником в пределах от 2 до 10 мм, что, в случае большого содержания пленочной жидкости в газовом потоке, обеспечивает непрерывный отвод ее в накопительную часть сепаратора и препятствует попаданию жидкости внутрь сепарационного пакета по кратчайшему пути на поверхность опорной пластины и последующему уносу восходящим потоком газа.

Оснащение сепаратора горизонтальной накопительной емкостью позволяет уменьшить время пребывания жидкости в зоне сепарации и снизить влияние вторичного уноса жидкости при неравномерном (залповом) поступлении газожидкостного потока на сепарацию.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показан продольный разрез сепаратора газового вихревого типа; на фиг. 2 представлен поперечный разрез сепаратора - сечение Б-Б фиг. 1; на фиг. 3 представлен поперечный разрез сепаратора - сечение В-В фиг. 1; на фиг. 4 представлено место А фиг. 1 (увеличено); на фиг. 5 показан продольный разрез Г-Г фиг. 2; на фиг. 6 представлен продольный разрез сепаратора с горизонтальной накопительной емкостью.

Сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, верхнее 2 и нижнее 3 днища, входной 4, выходной 5 и сливной 6 патрубки, последний из которых расположен в нижнем днище 3 сепаратора, дефлектор 7, горизонтальную перегородку 8, вертикальный сепарационный пакет 9, конусный отбойник, выполненный в виде полого усеченного конуса 10, дефлекторную пластину 11, установленную под углом α (см. фиг. 5) от 0,1 до 10 градусов к оси сепаратора.

Дефлектор 7 расположен у входного патрубка 4 и предназначен для формирования вращательного (вихревого) движения газового потока внутри сепаратора. Внутренняя стенка корпуса 1, дефлектор 7, дефлекторная пластина 11 и горизонтальная перегородка 8 образуют улавливающий карман 12. Карман 12 предназначен для отвода из вихревого потока движущихся жидкости и механических примесей, прижатых центробежной силой к внутренней стенке корпуса 1 сепаратора, и их транспортировки в нижнюю накопительную часть сепаратора. Сепарационный пакет 9 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 13, расположенные в его образующей поверхности, и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы. Сепарационные пластины 13 устанавливаются на опорной пластине 14, которая представляет собой глухой диск. С другой стороны на пластине 14 установлен конус 10, нижняя торцевая поверхность которого установлена с кольцевым зазором 15 относительно корпуса 1.

Дефлекторная пластина 11 пересекает поверхность конуса 10 и по длине выходит за пределы его нижней кромки на расстояние h1, которое по значению не меньше, чем высота h конуса 10 (h1≥h) вплоть до погружения в жидкую фазу.

Конус 10 располагается по отношению к нижней образующей дефлектора 7 таким образом, чтобы обеспечить минимальный зазор b (см. фиг. 4) с внутренней стороной дефлектора 7 в пределах от 2 до 10 мм (в зависимости от типоразмера сепаратора). Такое расстояние обеспечивается установкой нижней образующей дефлектора относительно опорной пластины 14 на расстоянии а (см. фиг. 1), в пределах от 0,3-0,5h (высоты конуса 10).

Сепаратор может оснащаться горизонтальной накопительной емкостью 16 (см. фиг. 6).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Газ, подлежащий очистке, поступает в сепаратор через входной патрубок 4. Дефлектор 7 плавно изменяет направление движения газа и формирует его вихревое движение вокруг сепарационного пакета 9.

В пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и сепарационным пакетом 9, из газового потока выделяется основная масса жидкости и механические примеси. Капли жидкости и механическая примесь отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса 1 сепаратора и под действием гравитационных сил движутся вдоль этой стенки по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока и стекают по стенкам корпуса 1 вниз к конусу 10. Достигая конуса 10, жидкость и механические примеси проходят через кольцевой зазор 15 между корпусом 1 и конусом 10 и транспортируются к сливному патрубку 6. Часть жидкости и механических примесей попадает в улавливающий карман 12, пересекающий поверхность конуса 10, и сразу направляется в нижнюю накопительную часть сепаратора. Благодаря наклону дефлекторной пластины 11 уменьшается негативный эффект запирания газовым потоком капельной жидкости, стекающей по внутренней поверхности корпуса сепаратора.

Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на стенке корпуса 1, попадает на наружную и внутреннюю поверхность плоских изогнутых пластин 13. Опускаясь по внешней и внутренней поверхности пластин 13, частицы жидкости, приблизившись к нижним кромкам этих пластин 13, соскальзывают с них и попадают на поверхность конуса 10, откуда движутся по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока через кольцевой зазор 15 и транспортируются к сливному патрубку 6. Наклонная поверхность конуса 10 препятствует скапливанию жидкости на поверхности и ее последующему уносу восходящим потоком газа, что улучшает качество сепарации.

Очищенный газовый поток направляется в выходной патрубок 5.

Наличие опорной пластины 14 препятствует выносу жидкости из накопительной части сепаратора восходящими потоками газа.

Применение предложенного изобретения позволяет осуществлять качественную очистку газа от жидкости и механических примесей, за счет обеспечения максимального стекания жидкости в накопительную часть сепаратора и уменьшения уноса капель жидкости вместе с газом из сепаратора.

1. Сепаратор газовый вихревого типа, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и горизонтальной перегородкой, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с дефлекторной пластиной, сепарационный пакет, закрепленный своей верхней частью на горизонтальной перегородке и состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин, формирующих в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы, а также конический отбойник в виде полого конуса усеченной формы, нижний торец которого образует кольцевой зазор с внутренней поверхностью корпуса сепаратора, отличающийся тем, что нижняя часть сепарационного пакета установлена на опорной пластине, на другой стороне которой закреплен конусный отбойник, дефлекторная пластина установлена под углом к продольной оси сепаратора в пределах от 0,1 до 10 градусов и образует вместе с дефлектором, горизонтальной перегородкой и внутренней поверхностью корпуса улавливающий карман, при этом дефлекторная пластина пересекает поверхность конического отбойника и по длине выходит за пределы его нижней кромки не менее, чем на высоту конусного отбойника, причем нижняя образующая дефлектора относительно опорной пластины расположена на расстоянии 0,30,5 высоты конуса.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что он оснащен горизонтальной накопительной емкостью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области осушки газов и паров жидкими осушителями и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности. Способ осушки углеводородного газа включает предварительный нагрев газа и его направление в трехсекционный абсорбер, с противоточным движением раствора диэтиленгликоля, очистку газа от взвешенных капель жидкости в нижней скрубберной секции, поглощение паров воды диэтиленгликолем при движении газа через систему тарелок в средней секции и последующую очистку газа от захваченных капель раствора диэтиленгликоля в верхней скрубберной секции, вывод осушенного газа из абсорбера потребителю и последующую регенерацию использованного раствора диэтиленгликоля, при этом способ осуществляют с применением пароэжекторной холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса.

Изобретение относится к сушилке сжатого газа, компрессорной установке, содержащей сушилку, и способу осушки газа. Сушилка содержит корпус с зоной сушки и зоной регенерации, содержащей первую и вторую подзоны, и барабан, установленный с возможностью вращения в корпусе, с находящимся в нем регенерируемым сушильным агентом, при этом зона сушки имеет первый вход для подачи подлежащего осушке нагретого сжатого газа и первый выход для отвода осушенного газа, первая подзона зоны регенерации имеет первый вход для первого регенерационного потока, вторая подзона зоны регенерации имеет второй вход для второго регенерационного потока и зона регенерации имеет второй выход для регенерационных потоков из первой и второй подзон.

Изобретение относится к устройствам для выделения жидкости из газового потока и может быть применено в газовой, нефтедобывающей, химической и других областях промышленности для осушки и очистки газов от дисперсной влаги, например, перед подачей углеводородных газов в магистральный газопровод для транспорта или для сжигания на энергетических установках.

Изобретение относится к воздухоосушительному патрону для системы подготовки воздуха и способу его изготовления. Воздухоосушительный патрон для системы подготовки воздуха, в частности системы подготовки сжатого воздуха коммерческого автомобиля, содержит сушильный агент, расположенный в виде покрытия структуры внутри патрона.

Группа изобретений относится к устройствам для разделения газожидкостных смесей. Согласно первому варианту газожидкостный сепаратор содержит полость для разделения газожидкостной смеси с входным отверстием для газожидкостной смеси, сообщенным с магистральным трубопроводом, лопасти, полость для сбора жидкости, выходное отверстие для выхода очищенного газа.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к осушителям воздуха для пневматических установок. Осушитель воздуха для пневматической установки, наддуваемой компрессором, содержит резервуар для тормозной системы с пневматическим приводом для транспортных средств, с корпусом и с интегрированным в корпусе регулятором давления.

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, в частности к установке для очистки и осушки газов от серосодержащих соединений, и может быть использовано при подготовке попутного нефтяного газа и природного газа к потреблению.

Изобретение может быть использовано в газовой отрасли для создания установок комплексной подготовки газа. Предложенная установка включает блоки сепарации (1), комплексной подготовки газа сепарации (2) и стабилизации газового конденсата (3), блок каталитической переработки легкой углеводородной фракции, включающий узлы паровой конверсии (4), синтеза метанола (5), подготовки воды (6), охлаждения и осушки синтез-газа (7), выделения метанола (8) и абсорбции (9).

Изобретение относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к способам подготовки углеводородных газов путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано для подготовки попутного нефтяного газа в нефтяной промышленности.

Изобретение относится к процессам сепарации пара (газа) из парожидкостных или газожидкостных смесей в химической, пищевой и других областях промышленности. Аппарат для разделения парожидкостных смесей содержит вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную кольцевую перегородку, разделяющую объем корпуса на нижнюю и верхнюю камеры, соединенные между собой центральной трубой с раструбом на верхнем торце, узел подвода парожидкостной смеси, трубопровод для отвода пара, установленный коаксиально с центральной трубой, патрубки для отвода жидкости, размещенные в камерах корпуса, завихритель, размещенный в нижней камере и закрепленный на трубопроводе для отвода пара.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к воздухоочистителям для двигателей наземной техники. Технический результат - снижение трудоемкости изготовления воздухоочистителя при минимальных размерах воздухоочистителя и оптимальной степени очистки воздуха.

Изобретение относится к устройствам для выделения жидкости из газового потока и может быть применено в газовой, нефтедобывающей, химической и других областях промышленности для осушки и очистки газов от дисперсной влаги, например, перед подачей углеводородных газов в магистральный газопровод для транспорта или для сжигания на энергетических установках.

Группа изобретений относится к устройствам для разделения газожидкостных смесей. Согласно первому варианту газожидкостный сепаратор содержит полость для разделения газожидкостной смеси с входным отверстием для газожидкостной смеси, сообщенным с магистральным трубопроводом, лопасти, полость для сбора жидкости, выходное отверстие для выхода очищенного газа.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к воздухоочистителям для двигателей наземной техники. Воздухоочиститель содержит моноблочный корпус 1 и расположенные в нем сепарационные отверстия 2, в каждом из которых со стороны входа размещен завихритель потока загрязненного воздуха 3, а на выходе выполнен кольцевой бурт 4.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к машинным ротационным пылеуловителям, и предназначено для очистки газов от пыли динамическим способом. Вентилятор-пылеуловитель содержит корпус с входным и выходным патрубками, соответственно, для подачи и отвода газа, разделенный поперечными кольцевыми перегородками по меньшей мере на две кольцевые камеры.

Изобретение относится к способу удаления жидкостей, захваченных из газового потока. Способ удаления захваченных жидкостей включает этапы, на которых вводят поток газа во впуск колонны, содержащей множество циклонов, заключенных в стаканы, в которых поток газа содержит захваченные жидкости, отделяют по меньшей мере часть захваченной жидкости из газового потока с использованием множества циклонов, обеспечивают протекание отделенных захваченных жидкостей противотоком к течению газового потока, вводят контактную жидкость во впуск колонны, удаляют отделенные захваченные жидкости через нижний выпуск колонны, удаляют газовый поток через верхний выпуск колонны.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Изобретение относится к области очистки газа от жидкости, механических примесей и растворов солей на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано на газовых и нефтяных промыслах в процессах сепарации и массообмена.

Изобретение относится к сепараторному узлу для частиц и реактору с кипящим слоем, содержащему такой сепараторный узел. Сепараторный узел содержит вертикальную вихревую камеру, окруженную панельными стенками с трубами для воды, образующими многоугольное горизонтальное поперечное сечение, и поддерживающую конструкцию панельных стенок с трубами для воды, причем многоугольное горизонтальное поперечное сечение содержит по меньшей мере 6 углов, и поддерживающая конструкция содержит по меньшей мере одну расположенную горизонтально круглую балку, расположенную снаружи панельных стенок с трубами для воды и прикрепленную с помощью проходящего в радиальном направлении крепежного средства по меньшей мере к трем панельным стенкам с трубами для воды, и причем по меньшей мере одна круглая балка образует полный круг, или по меньшей мере одна круглая балка образует частичный круг, покрывающий по меньшей мере 75% полного круга и содержащий концы, которые жестко прикреплены к жесткой поддерживающей конструкции.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. Центробежный газопромыватель содержит корпус, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство с форсунками и шламосборник. Оросительное устройство выполнено в виде по крайней мере трех водяных коллекторов, на каждом из которых закреплено по крайней мере три форсунки для орошения стенок корпуса, причем направление крутки распыленной жидкости в каждом водяном коллекторе противоположно крутке в предыдущем. Каждая из форсунок содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником. Корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки. Кольцевой зазор соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени. Кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости. К центральному сердечнику в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника. К нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора. На внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки. В рассекателе, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника, выполнено дроссельное отверстие. К втулке, жестко связанной с корпусом, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор. К нижнему основанию усеченного конуса распылителя соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости. Технический результат: повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания. 2 ил.
Наверх