Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)



Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)
Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)
Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)
Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)
Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)
Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)
Устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор, дегазатор, испаритель)

Владельцы патента RU 2660120:

Дехтярева Лариса Владимировна (RU)
Кошманов Дмитрий Евгеньевич (RU)
Скакунов Юрий Павлович (RU)
Скакунов Александр Юрьевич (RU)
Антохин Валентин Александрович (RU)
Скакунова Алла Юрьевна (RU)
Духанин Александр Федорович (UA)

Изобретение относится к области энергетики, нефтехимии и может быть использовано в системах питания котельных установок, в теплофикационных системах, системах разделения жидких и газовых фаз, а также в других отраслях народного хозяйства (например, в пищевой, молочной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности). Устройство для очистки жидкости от газовых примесей содержит корпус с расположенными в нем патрубками выхода жидкости и пара, установленную в нем циклонную камеру с тангенциальными патрубками ввода деаэрируемой парожидкостной смеси. Устройство выполнено так, что на тангенциальных патрубках циклонной камеры установлен по меньшей мере один перфорированный диск для снижения давления деаэрируемой среды, а нижняя часть циклонной камеры оснащена средством восстановления давления в виде улитки. Технический результат: повышение эффективности отделения парогазовой фазы посредством инициирования вскипания потока парожидкостной смеси на входе в циклонную камеру. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики, нефтехимии и может быть использовано в системах питания котельных установок, в теплофикационных системах, системах разделения жидких и газовых фаз, а также в других отраслях народного хозяйства (например, в пищевой, молочной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности).

Известен деаэратор, в цилиндрическом корпусе которого размещены элементы, которые включают подвод воды, распределительный коллектор, перепускные короба, тарелки с отверстиями, по которым вода последовательно стекает из распределительного коллектора, и барботажный лист.

В корпусе предусмотрен отсек для подвода греющей среды, при входе в который вода закипает, отделившийся пар поступает под барботажный лист и отводится (см. Каталог-справочник "Деаэраторы вакуумные", стр. 7, фиг. 5, 18, 7, 71, НИИИнформаш, М., 1972).

Существует также атмосферный деаэратор смешивающего типа (См. Руководящие указания по эксплуатации атмосферных деаэраторов смешивающего типа.,стр. 8, фиг. 5, М., Л., 1947 г. ), основной поток деаэрируемой воды в котором поступает в распределительную колонку, дальше последовательно проходит через четыре расположенные одно под вторым корыта с отверстиями, существует также подвод греющего пара.

Во избежание смятия корпуса, деаэратор должен иметь гидравлические затворы. Во избежание чрезмерного повышения давления в деаэраторе предусмотрена установка предохранительного клапана.

Анализ обоих деаэраторов показал, что они сложны по конструкции, имеют большие габариты и вес, а также довольно низкую эксплуатационную надежность.

Наиболее близким техническим решением к заявленному по совокупности признаков и достигаемому результату является деаэратор (циклон, который отделяет пар), включающий корпус с соосно расположенными патрубками выхода воды и пара, и установленную в корпусе циклона камеру с тангенциальным патрубком ввода в нее деаэрируемой парожидкостной смеси (см. авторское свидетельство СССР №643202, дата подачи 11.04.1977, опубл. 25.01.1979, МПК В04С 5/10). Этот деаэратор принят в качестве прототипа.

Недостаток его состоит в низкой эффективности, поскольку процесс отделения пара от деаэрируемого потока совершается при исходном давлении и исходной температуре - к циклонной камере подводится парожидкостная смесь, то есть с постоянным количеством пара.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности отделения парогазовой фазы посредством инициирования вскипания потока парожидкостной смеси на входе в циклонную камеру.

Технический результат достигается тем, что устройство для очистки жидкости от газовых примесей (деаэратор), содержащее корпус с расположенными в нем патрубками выхода жидкости и выпара, установленную в нем циклонную камеру с тангенциальными патрубками ввода деаэрируемой парожидкостной смеси, выполнено так, что на тангенциальных патрубках упомянутой циклонной камеры установлен по меньшей мере один перфорированный диск для снижения давления деаэрируемой среды, а нижняя часть циклонной камеры оснащена средством восстановления давления (улиткой), причем общая площадь отверстий перфорации в диске составляет 20-50% от площади поперечного сечения тангенциального патрубка, а расстояние, на котором расположен диск относительно оси циклонной камеры и перфорация в нем определяются соотношениями

где

D - диаметр поперечного сечения тангенциального патрубка ввода;

L - длина рабочего патрубка.

где

l - толщина перфорированного диска;

d - диаметр отверстия;

где:

f - площадь отверстий в диске;

F - площадь поперечного сечения тангенциального патрубка ввода;

β - объемное газосодержание (значение β находится в диапазоне от 0,4 до 0,95).

Кроме того, отличительной особенностью предлагаемого деаэратора является то, что на улитке параллельно патрубку ввода установлен патрубок выхода деаэрируемой среды, причем геометрические размеры улитки, а также угол входа в улитку деаэрируемой среды определяются соотношениями

где α - угол входа воды в улитку;

Dц- диаметр циклона;

Dр - диаметр улитки;

Н - высота циклона.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид деаэратора, на фиг. 2 - разрез по А-А, на фиг. 3 - разрез по Б-Б, на фиг. 4 - вид С (увеличено, повернуто).

Деаэратор содержит корпус 1 с расположенными на нем патрубками 2 и 3 соответственно выхода воды и выпара, циклонную камеру 4, с тангенциальными патрубками 5 ввода деаэрируемой парожидкостной смеси, диска 6 с отверстиями 7, расположенного во фланцах разъема патрубка 5. Место установки диска 6 и размер отверстий 7 в нем, а также геометрические размеры улитки 8 определяются из приведенных выше соотношений.

Работа деаэратора осуществляется таким образом: исходная вода (с начальными параметрами давления и температуры) проходит через отверстия 7 диска 6 и вскипает в тангенциальном патрубке 5 за счет резкого снижения давления на решетке. Давление снижается ниже давления насыщения на 5-20%. Парожидкостный поток из патрубка 5 поступает в циклонную камеру 4, где обеспечивается закрутка парожидкостного потока с переходом всего потока во вращательное движение, благодаря чему давление жидкости в центре потока снижается, здесь создается граница раздела фаз. Толщина слоя жидкости определяется центробежными силами. Парогазовая смесь отделяется от слоя жидкости и отводится через патрубок 3 корпуса, а жидкость цельным закрученным потоком поступает через патрубок 2 в улитку 8.

Преимущества заявленного деаэратора по сравнению с прототипом состоят в инициировании вскипания потока на входе в рабочий участок и разделении парогазовой смеси и жидкости в циклоне.

Указанный эффект достигается размещением устройства снижения давления (местного сопротивления) на рабочем участке, который выполнен в виде перфорированного диска (диска с отверстиями, решетки), где площадь отверстий решетки составляет: f=F⋅(1-β). В потоке парожидкостной смеси прошедшем через местное сопротивление (отверстия диска) снижается давление до уровня более низкого, чем давление насыщения, на 5-20%. При этом происходит мгновенное вскипание потока и часть его переходит в парогазовую фазу.

В циклонную камеру 4 поступает парожидкостный поток и осуществляется механическое отделение парогазовой фазы от жидкости. В улитке 8 происходит восстановление давления жидкости. Давление после деаэратора 1 ниже давления до деаэратора на 22-37%.

Эффективность деаэратора обусловлена выбором конкретного места расположения перфорированного диска 6 на патрубке ввода в циклонную камеру 4 и площадью отверстий в перфорированном диске 6.

Максимальное достижение технического результата мгновенного вскипания жидкости и, как следствие, повышение эффективности устройства, определяется вышеприведенными соотношениями.

Если в первом соотношении допустить, что D/L меньше 0,76, то произойдет неполное вскипание потока, а газовая фаза не успеет отделиться от жидкости из-за невозможности формирования гомогенного газожидкостного режима течения. При данном соотношении больше 10 повышается гидравлическое сопротивление потока, уменьшается скорость, а парообразование не происходит.

Если взять за левую границу другого соотношения: l/d≤0,5, то появится недостаточное паросодержание, резко уменьшится паропроизводительность и образование парогазовой фазы в потоке.

За правой границей соотношения (если l/d≥2,4) увеличится гидравлическое сопротивление потока, уменьшится скорость и резко уменьшится паропроизводительность и образование парогазовой фазы в потоке.

Соотношением объемного паросодержания 0,4÷0,95 определяется площадь проходного сечения отверстий 7 перфорированного диска 6, и как следствие, производительность деаэратора и количество генерируемого пара.

Таким образом, технический результат заявленного устройства максимально эффективно будет проявляться при соблюдении приведенных выше соотношений в указанных границах. Однако при выходе за эти границы, как доказано выше, этот результат будет значительно хуже или не будет достигнут совсем.

1. Устройство для очистки жидкости от газовых примесей, содержащее корпус с расположенными в нем патрубками выхода жидкости и пара, установленную в нем циклонную камеру с тангенциальными патрубками ввода деаэрируемой парожидкостной смеси, причем упомянутое устройство выполнено так, что на тангенциальных патрубках циклонной камеры установлен по меньшей мере один перфорированный диск для снижения давления деаэрируемой среды, а нижняя часть циклонной камеры оснащена средством восстановления давления в виде улитки, причем общая площадь отверстий перфорации в диске составляет 20-50% от площади поперечного сечения тангенциального патрубка, причем

где D - диаметр рабочего патрубка ввода,

L - длина рабочего патрубка ввода,

где l - толщина упомянутого перфорированного диска,

d - диаметр упомянутого отверстия перфорации в диске, и

где f - площадь отверстий в диске;

F - площадь подводящего патрубка;

β - объемное газосодержание,

причем значение β находится в диапазоне от 0,4 до 0,95.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол входа деаэрируемой среды в улитку и ее диаметр выбираются из соотношений

где α - угол входа воды в улитку;

Dц - диаметр циклонной камеры;

Dp - диаметр улитки;

Н - высота циклонной камеры.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии очистки бытовых и промышленных сточных вод. Способ очистки сточной воды от загрязнений включает реагентную обработку очищаемой воды и последующее отделение присутствующих в ней загрязнений с получением очищенной воды.

Изобретение может быть использовано в области очистки воды. В первом варианте исходную воду, содержащую взвешенные вещества, подают на флотационную установку, разделяют поток на осветленную воду и флотошлам.

Изобретение может быть использовано для обработки бытовых серых стоков по месту формирования. Устройство включает септический резервуар (3) для приема серых стоков через впускное отверстие (10) и отделения твердых веществ, фильтрующее устройство (7), содержащее слой (1) торфяного материала внутри контейнера (8), для формирования фильтрующей среды.

Изобретение относится к технологии получения дистиллированной воды и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической, косметической и энергетической отраслях промышленности для очистки и обессоливания воды, концентрирования рассолов, водоподготовки и деминерализации.

Изобретение может быть использовано для окислительного обезвреживания водных технологических конденсатов и/или сернисто-щелочных стоков, загрязненных токсичной сульфидной и/или меркаптидной серой, поступающих с предприятий нефтяной, газовой, химической, целлюлозно-бумажной, металлургической промышленности и кожевенного производства.
Изобретение может быть использовано для очистки промышленных сточных вод гальванических или других аналогичных производств, содержащих токсичные простые и комплексные цианиды.

Изобретение может быть использовано при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых для очистки подземных вод, загрязненных в результате техногенного воздействия.

Изобретение относится к очистке сточных вод. Флотокомбайн для очистки сточных вод включает корпус 1, на внешней стороне которого расположены патрубки для подачи исходной воды 3, отвода очищенной воды 7 и вывода флотошлама 14, блок сгущения флотошлама в виде эжектора 11 и узла совместного обезвоживания осадка и флотошлама с использованием мешка 16 из синтетической ткани.
Изобретение может быть использовано для очистки бытовых, технологических, поверхностных, сельскохозяйственных сточных вод от растворенных органических загрязнений.

Изобретение относится к радиоаналитической химии, конкретно к технологии сорбционного извлечения из водных сред радионуклидов цезия, их концентрирования и определения содержания в исходном растворе.

Группа изобретений относится к бытовой химии. Противовспенивающая гранула включает носитель и противовспенивающую композицию, нанесенную на носитель.

Настоящее изобретение относится к рецептурам регулирования вспенивания для предотвращения или снижения вспенивания и к применению таких рецептур для предотвращения или снижения вспенивания в текучих средах, таких как водные текучие среды и особенно в применениях в нефтяном промысле.

Группа изобретений может быть использована в области добычи нефти и газа, при обработке жидких отходов для нейтрализации растворенного кислорода для их использования в системе поддержания пластового давления.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к системам нефтепромыслового обустройства при разработке месторождений тяжелых нефтей и природных битумов.

Изобретение относится к устройствам для удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в энергетике для деаэрации воды. Предложено два варианта устройства, которое в первом варианте включает пленочную колонну с верхней и нижней тепломассообменными секциями, струйный эжектор, сепаратор и насосы.

Изобретение относится к опреснительным установкам. Подаваемая жидкость подается в камеру увлажнения второй ступени, в результате чего образуется ванна увлажнения второй ступени.

Изобретение относится к устройствам предварительного разделения нефти и газа и обеспечивает устойчивую стабилизацию давления в напорном нефтепроводе. Устройство, стабилизирующее давление в напорном нефтепроводе, включает цилиндрические горизонтальный и восходящий участки напорного нефтепровода с двумя нефтеотводящими трубопроводами и газоотводящим патрубком, причем первый по ходу потока нефтеотводящий трубопровод подключен к концу горизонтального участка.

Изобретение относится к подводной обработке флюида, добываемого из скважины. Подводное устройство содержит трубопровод, выполненный с возможностью вмещения потока указанного флюида, содержащего жидкость и газ, отвод, проходящий через стенку трубопровода, компрессор, выполненный с возможностью сжатия отделенного газа.

Изобретение относится к области рельсового транспорта. Вентиляционное устройство масляного бака для узла тормоза с гидравлическим приводом трамвайного вагона содержит вентиляционную пробку, уплотнительное кольцо, газопроводный канал и газопроводную трубку.

Изобретение относится к области разделения водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтяной, химической, нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области нефте- и газоперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессах дегазации жидкой серы от сероводорода. Способ представляет собой процесс предварительного удаления из жидкой серы физически растворенного H2S за счет центрифугирования жидкой серы в блоке центрифужной дегазации с последующим разложением полисульфидов водорода до растворенного в жидкой сере H2S в результате вакуумирования жидкой серы в блоке вакуумной дегазации. При этом подача жидкой серы в блок центрифужной дегазации осуществляется через струйный вакуумный насос, соединенный по линии разрежения с блоком вакуумной дегазации, при работе которого создается вакуум в блоке вакуумной дегазации и обеспечивается отвод из блока образованного H2S в процессе разложения полисульфидов водорода. Далее дегазированная жидкая сера выводится из блока вакуумной дегазации посредством вытеснения газообразным азотом, а удаленный H2S из блока центрифужной дегазации выводится под действием вытяжного вентилятора. Технический результат заключается в интенсификации процесса дегазации жидкой серы с остаточным содержанием H2S и H2Sx в жидкой сере, близким к абсолютным нулевым значениям, и в сокращении капитальных и эксплуатационных затрат на реализацию процесса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области энергетики, нефтехимии и может быть использовано в системах питания котельных установок, в теплофикационных системах, системах разделения жидких и газовых фаз, а также в других отраслях народного хозяйства. Устройство для очистки жидкости от газовых примесей содержит корпус с расположенными в нем патрубками выхода жидкости и пара, установленную в нем циклонную камеру с тангенциальными патрубками ввода деаэрируемой парожидкостной смеси. Устройство выполнено так, что на тангенциальных патрубках циклонной камеры установлен по меньшей мере один перфорированный диск для снижения давления деаэрируемой среды, а нижняя часть циклонной камеры оснащена средством восстановления давления в виде улитки. Технический результат: повышение эффективности отделения парогазовой фазы посредством инициирования вскипания потока парожидкостной смеси на входе в циклонную камеру. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх