Газодинамический вихревой сепаратор (варианты)

Авторы патента:

B01D45/12 - с использованием центробежных сил (центрифуги B04B; циклоны B04C)

Владельцы патента RU 2659988:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к устройствам для улавливания капельной жидкости из газового потока и может быть применено в различных отраслях промышленности. Предложено два варианта газодинамического вихревого сепаратора, включающего корпус с входным патрубком, сепарационным блоком из изогнутых сепарационных пластин, устройством ввода, оснащенным сепарационным устройством, крышкой и патрубком, оборудованный патрубками вывода газа и жидкости и перегородкой, отделяющей сепарационный блок от нижней части корпуса. Во втором варианте к наружной образующей сепарационного блока примыкает коалесцирующий блок. При работе первого варианта сепаратора газ, содержащий капельную жидкость, через входной патрубок тангенциально поступает в устройство ввода и направляется по восходящей спирали вдоль стенки последнего. При этом в поле центробежных сил происходит первая стадия сепарации жидкости, которая выводится с помощью сепарационного устройства в нижнюю часть корпуса. Из газового пространства последней газ, увлеченный жидкостью, по патрубку направляют на повторную сепарацию в аксиальную область устройства ввода. Газовый поток с оставшейся мелкодисперсной капельной жидкостью, сохраняя вращение, поступает в каналы между пластинами сепарационного блока, жидкость с пластин стекает по перегородке в нижнюю часть корпуса и выводится, а очищенный газ по кольцевому пристеночному пространству направляется в выходной патрубок. При работе второго варианта сепаратора очищенный газ подвергается дополнительной очистке в коалесцирующем блоке. Технический результат - снижение металлоемкости и повышение степени сепарации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для улавливания капельной жидкости из газового потока и может быть применено в различных отраслях промышленности.

Известен высокоэффективный жидкостно-газовый сепаратор "СЦВ-7" [RU 2320395, МПК B01D 45/12, опубл. 27.03.2008 г.], включающий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, установленный по ходу вращения газожидкостного потока, вертикальный сепарационный пакет с плоским днищем, состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин и ложное днище. В центре плоского днища сепарационного пакета и ложного днища выполнены сквозные отверстия, в которые вмонтирован пустотелый цилиндр, основание которого установлено на ложном днище, а верхняя кромка цилиндра приподнята относительно поверхности плоского днища. По наружному диаметру нижней поверхности ложного днища смонтирован цилиндрический вертикальный рассеиватель с просечками, а непосредственно под пустотелым цилиндром прикреплен диск.

Недостатком известного сепаратора является невысокая степень сепарации капельной жидкости из-за неравномерной нагрузки пластин сепарационного блока по высоте и по окружности.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является вихревой газодинамический сепаратор [RU 58380, МПК B01D 45/12, опубл. 27.11.2006 г.], включающий вертикальный цилиндрический корпус, выходной и сливной патрубки, пристеночное устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока в корпус, горизонтальную перегородку в нижней части сепаратора и внутренний кольцевой сепарационный элемент (блок), размещенный в верхней части сепаратора и состоящий из изогнутых сепарационных пластин, закрепленных между верхним днищем и перегородкой.

Недостатками данного сепаратора высокая металлоемкость из-за пристеночного размещения устройства ввода в верхней части корпуса, что приводит к увеличению диаметра, толщины стенки и массы сепаратора, а также низкая степень сепарации капельной жидкости из-за срыва части пленки жидкости с сепарационных элементов в поток очищенного газа.

Задача изобретения - снижение металлоемкости и повышение степени сепарации.

Предложено два варианта сепаратора.

Техническим результатом является снижение металлоемкости сепаратора за счет размещения устройства ввода, оснащенного сепарационным устройством, в нижней части приосевого пространства корпуса сепаратора (варианты 1 и 2), а также повышение степени сепарации за счет размещения кольцевого коалесцирующего блока, примыкающего к внешней образующей сепарационного блока (вариант 2).

Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в известном сепараторе, включающем вертикальный цилиндрический корпус с входным патрубком, выходной патрубок газа в верхнем днище и сливной патрубок жидкости в нижнем днище, перегородку в нижней части сепаратора, устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока в корпус, и внутренний кольцевой сепарационный блок в верхней части корпуса, состоящий из изогнутых сепарационных пластин, особенность заключается в том, что устройство ввода размещено в приосевом пространстве сепаратора ниже перегородки, соединено с сепарационным блоком и оснащено сепарационным устройством и крышкой с патрубком, соединяющим аксиальную область устройства ввода с газовым пространством нижней части сепаратора.

Второй вариант отличается дополнительным размещением кольцевого коалесцирующего блока, примыкающего к внешней образующей сепарационного блока.

Сепарационный блок может быть выполнен из сепарационных пластин выпуклой (по отношению к направлению потока газа), вогнутой или сложной формы, размер, форма и число которых определяется аэро- и гидродинамическим расчетом применительно к условиям эксплуатации. Сепарационное устройство может быть выполнено в виде узла жалюзийного типа с вертикальным расположением прорезей. Коалесцирующий блок может быть выполнен в виде сетчатой насадки. В аксиальной области сепарационного блока для обеспечения равномерной загрузки сепарационных элементов по высоте могут быть установлены направляющие перегородки.

Размещение устройства ввода, оснащенного сепарационным устройством, в приосевом пространстве снижает диаметр и металлоемкость сепаратора и позволяет вывести газожидкостную дисперсию из потока газа, снизить нагрузку на сепарационный блок и повысить степень сепарации. Последнее во втором варианте достигается также размещением коалесцирующего блока, примыкающего к внешней образующей сепарационного блока. Дополнительным эффектом размещения устройства ввода в приосевом пространстве является снижение его диаметра, увеличение центробежных сил, что интенсифицирует сепарацию капельной жидкости. Соединение аксиальной области устройства ввода с газовым пространством нижней части сепаратора позволяет подать газ из нижней части сепаратора на повторную сепарацию.

На чертеже показано поперечное аксиальное сечение сепаратора, который включает корпус 1 с входным патрубком 2, соединенным с устройством ввода 3, которое соединено с сепарационным блоком 4, состоящим из изогнутых сепарационных пластин (условно не показаны), закрепленных между крышками 5 и 6. Устройство ввода 3 оснащено сепарационным устройством 7 и крышкой 8 с патрубком 9. Кроме того, сепаратор оборудован выходным патрубком газа 10, сливным патрубком жидкости 11 и перегородкой 12, отделяющей сепарационный блок 3 от нижней части корпуса. Во втором варианте к наружной образующей сепарационного блока примыкает коалесцирующий блок 13 (показано пунктиром).

При работе первого варианта сепаратора газ, содержащий капельную жидкость, через входной патрубок 2 тангенциально поступает в устройство ввода 3 и направляется по восходящей спирали вдоль стенки последнего. При этом в поле центробежных сил происходит первая стадия сепарации наиболее крупных капель жидкости, которые осаждаются на внутренней поверхности устройство ввода 3 и выводятся с помощью сепарационного устройства 7 в нижнюю часть корпуса 1. Из газового пространства нижней части корпуса газ, увлеченный жидкостью, по патрубку 9 направляют на повторную сепарацию в аксиальную область устройства 3 с пониженным давлением. Газовый поток с оставшейся мелкодисперсной капельной жидкостью, сохраняя вращение, поступает в каналы между пластинами сепарационного блока 4, где подвергается дополнительной сепарации. Жидкость, осевшая на пластинах, стекает сначала по ним, затем по перегородке 12 в нижнюю часть корпуса и сливается по патрубку 11, а очищенный газ по кольцевому пристеночному пространству направляется в верхнюю часть сепаратора и далее в выходной патрубок 2. При работе второго варианта сепаратора очищенный газ дополнительно подвергают коалесцентной очистке в блоке 13.

Таким образом, предлагаемый сепаратор позволяет снизить металлоемкость, увеличить степень сепарации и может быть использован в промышленности.

1. Газодинамический вихревой сепаратор, включающий вертикальный цилиндрический корпус с входным патрубком, выходной патрубок газа в верхнем днище и сливной патрубок жидкости в нижнем днище, перегородку в нижней части сепаратора, устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока в корпус, и внутренний кольцевой сепарационный блок в верхней части корпуса, состоящий из изогнутых сепарационных пластин, отличающийся тем, что устройство ввода размещено в приосевом пространстве сепаратора ниже перегородки, соединено с сепарационным блоком и оснащено сепарационным устройством и крышкой с патрубком, соединяющим аксиальную область устройства ввода с газовым пространством нижней части сепаратора.

2. Газодинамический вихревой сепаратор, включающий вертикальный цилиндрический корпус с входным патрубком, выходной патрубок газа в верхнем днище и сливной патрубок жидкости в нижнем днище, перегородку в нижней части сепаратора, устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока в корпус, и внутренний кольцевой сепарационный блок в верхней части корпуса, состоящий из изогнутых сепарационных пластин, отличающийся тем, что устройство ввода размещено в приосевом пространстве сепаратора ниже перегородки, соединено с сепарационным блоком и оснащено сепарационным устройством и крышкой с патрубком, соединяющим аксиальную область устройства ввода с газовым пространством нижней части сепаратора, а к внешней образующей сепарационного блока примыкает кольцевой коалесцирующий блок.

Изобретение относится к устройствам очистки газов путем отделения капельной жидкости от газового потока за счет центробежной силы в системах вентиляции и может быть использовано в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности.

Устройство для глубокого охлаждения природного и попутного нефтяного газов // 2655349

Изобретение относится к области подготовки природного и попутного нефтяного газов перед подачей потребителю. Устройство для глубокого охлаждения природного и попутного нефтяного газов содержит вихревую трубку Ранка-Хилша и сопла Лаваля, последовательно соединенные между собой в одном корпусе.

Циклон, циклонный каплеуловитель и способ их использования // 2654943

Изобретение предназначено для каплеулавливания. Циклон для циклонного каплеуловителя содержит внутреннюю стенку, имеющую, в общем, конфигурацию в виде усеченного конуса и охватывающую внутреннюю камеру, содержащую впускной конец, который открыт для обеспечения возможности захождения текучей среды во внутреннюю камеру через впускное отверстие, и противоположный выпускной конец; наружную стенку, имеющую, в общем, конфигурацию в виде усеченного конуса и окружающую внутреннюю стенку и отстоящую наружу от внутренней стенки для создания наружной камеры в пространстве между внутренней стенкой и наружной стенкой, при этом упомянутый противоположный выпускной конец внутренней камеры открыт для обеспечения возможности прохождения части текучей среды, когда она находится во внутренней камере, через упомянутый противоположный выпускной конец и из циклона без прохождения через наружную камеру; отверстия, выполненные во внутренней стенке для обеспечения возможности прохода другой части упомянутой текучей среды, когда она присутствует в упомянутой внутренней камере, через отверстия в наружную камеру; завихритель, расположенный у впускного конца внутренней камеры для сообщения вихревого движения упомянутой текучей среде, когда она находится в упомянутой внутренней камере; и волокнистую прокладку, расположенную в наружной камере.

Сепаратор газовый вихревого типа // 2654077

Изобретение предназначено для очистки газового потока от жидкости и механических примесей и применяется в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Вихревой пылеуловитель // 2650999

Изобретение относится к устройствам мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов, главным образом, от мелкодисперсных частиц и частиц субмикронных размеров.

Сепарационный центробежный элемент // 2650985

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от капельной жидкости и мелкодисперсных механических примесей с использованием центробежных сил, возникающих при закручивании газового потока.

Сепаратор газовый вихревой // 2644610

Сепаратор относится к области отделения дисперсных частиц от газов с использованием центробежных сил и может найти применение в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Комбинированный циклон // 2641114

Изобретение относится к оборудованию для очистки газов от пыли и может найти применение в химической и пищевой промышленности. Комбинированный циклон содержит вертикальный цилиндро-конический корпус, диспергирующее устройство для орошающей жидкости, шламосборник с патрубком для отвода шлама, отводящая труба функционально разделена на две секции, нижняя секция трубы в своей верхней части выполнена в виде усеченного конуса, основание которого расположено под углом к горизонтали, а на его вершине установлено устройство подкрутки воздушного потока, нижняя часть верхней секции трубы примыкает к основанию усеченного конуса, образуя кольцевой желоб, расположенный под углом к горизонтали и снабженный патрубком для отвода шлама со стороны уклона, в верхней части этой секции расположено диспергирующее устройство для подачи орошающей жидкости, выполненное в виде кольцевой трубы с отверстиями и с присоединенным патрубком подвода жидкости, отверстия направлены на стенки трубы и выполнены под углом к горизонтали и радиусу, при этом отклонения от радиуса трубы даны в одном направлении с движением подкрученного воздушного потока.

Центробежный газопромыватель // 2635709

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

Сепаратор газовый вихревого типа // 2635159

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 для очистки газа от капельной жидкости // 2660844

Изобретение относится к устройствам для улавливания капельной жидкости из газового потока и может быть применено в различных отраслях промышленности. Сепаратор для очистки газа от капельной жидкости содержит вертикальный корпус с выходным и сливным патрубками, а также с устройством тангенциального ввода газа с входным патрубком, и кольцевой сепарационный блок в верхней части сепаратора. Устройство тангенциального ввода газа размещено в приосевой области нижней части сепаратора, включает цилиндрическую перегородку, образующую гидравлический затвор внизу сепаратора, которая соединена с кольцевой перегородкой, расположенной в средней части сепаратора и выполненной с внешней сплошной частью и внутренней перфорированной частью, на которой в качестве сепарационного блока установлен кольцевой коалесцирующий блок с крышкой. Техническим результатом является снижение металлоемкости и повышение степени сепарации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Газовый сепаратор для полного удаления капельной жидкости // 2660846

Изобретение относится к устройствам для улавливания испаряющейся капельной жидкости и механических примесей из газового потока и может быть использовано в различных областях промышленности. Газовый сепаратор для удаления капельной жидкости содержит вертикальный цилиндрический корпус с входным патрубком, выходной патрубок газа в верхнем днище и сливной патрубок жидкости в нижнем днище, перегородку в нижней части сепаратора, устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока, и внутренний кольцевой сепарационный блок между перегородкой и верхним днищем. В приосевом пространстве сепаратора ниже перегородки размещено устройство ввода, которое соединено с сепарационным блоком и оснащено сепарационным устройством и крышкой с патрубком, соединяющим аксиальную область устройства ввода с газовым пространством нижней части сепаратора. В приосевом пространстве сепаратора, выше перегородки установлен тепловой насос, причем его испаритель размещен в аксиальной области сепарационного блока, а конденсатор - в коллекторе очищенного газа, образованном наружной образующей сепарационного блока и корпусом. Техническим результатом является полное удаление капельной жидкости и механических примесей из газового потока. 1 ил.