Низкотемпературный сепаратор

 

I (!1)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ!

Союз Советских

Сониалистических

Респуолик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.01.75 (21) 2101386l23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.04.78. Бю.7лстснь № 13 (45) Дата опубликования описания 12.0-1.78 (51) М.К.7. С 10 G 5, 06

F 25 В 43/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.593

1 (088.8)

1 (72) Авторы изобретения

В. Н. Кириленко и А. И. Щербинин (71) Заявитель (54) НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СЕПАРАТОР

Изобретение относится к очистке газов от жидких примесей и может быть использовано в системах подготовки газа к транспорту, в частности, на промыслах природного газа.

Известна установка для низкотемпературной сепарации газа, включающая вихревую трубу с тангенциально расположенными соплами:и диафрагмой, трубопровод холодного потока, сепаратор, трубопровод горячего потока и низкотемпературный сепаратор, содержащий камеру с двумя завихрителями, один из которых, периферийный, соединен с трубопроводо м горячего потока газа (сепарируемого), а другой, центральный, — с трубопроводом холодного потока газа, и прямоточный сепаратор, подсоединенный к,выходу камеры (1).

В .камере низкотемпературного сепаратора происходит теплообмен между закрученным сепарируемым газом и закрученным внутри него в том же напр,авлении холодным газом и одновременно сепарация.

В этом устройстве для обеспечения т ребуемой степени сепарации камера должна иметь достаточную длину, чтобы теплообмен между потоками был полным. Такая камера с целью обеспечения:интенсификации теплообмена является недостатком известного низкотемпературного сепаратора.

Целью изобретения является увеличение интенсиф«акации Тс7; ообмена между потокам«и путем устранения центрального ядра холодного потока газа.

Указачная цель достигается тем, что теплообменная камера снабжена барабаном, установленным .концентрично внутри нее с возможностью вращения. При этом барабан снабжен устанозленными в нижней части усе10 ченными конусами.

На чертеже показан предлагаемый сепар,атор, продольный разрез.

Низкотемпературный сепаратор содержит теплообменную камеру 1, трубопровод 2 для подвода горячего потока газа (сепарируемого), трубопровод 3 для подвода холодного потока газа. Трубопровод 3 размещен в камере

1 концентрично. Внутри трубопровода 3 установлен завихритель 4,,а снаружи него в зазоре между камерой расположен периферийный завихритель б. Камера 1 своей нижней частью соединена со сборником б конденсата, з корпусе 7 которого расположен центральный трубопровод 8. Верхний конец последнего размещен в нижней части камеры 1.

На боковой поверхности трубопровода 8 закреплены отбойные тарелки 9, под которым«н выполнены отверстия 10. Трубопровод 8 соединен с отводящим трубопроводом 11. Над отбойными тарелкамл 9 устаHîз7ена 7åíòî÷601 0 ная спираль 12, предназначенная для предотвращения восходящего потока вдоль трубопровода 8 прги работе сепаратора.

Внутри камеры 1 концентрично ей расположен барабан 18 с,возможностью вращения в подшипниках 14, один из,которых (верхний) расположен в обтекателе 15 центрального завихрителя 4, a,äðóãoé — в центральном трубопроводе 8. В нижней части барабан 18 снабжен усеченными конусами .16, установленными большими основаниям и книзу.

Низкотсмпсратурный сепаратор работает следующим образом.

Сепарируемый поток газа .подается по трубопроводу 2, а холодный — IIQ трубо; роводу 8. Затем эти потоки проходят, соответстве;- но, через пе рифер IHHbIH завихритель 5 ,и центральный 4, в результате чего в камере теплообмена 1 образуется двухслойный поступательно-,вращательный поток, наружный слой которого представляет собой сепарируемый газ, а,внутренний — охлажденный чистый,газ.

Поток,при движении внутри камеры приводит во i" ращание барабан, так как последний свободно установлен,в подшипниках 14.

Благодаря вращательному движению и обеспечению достаточно высокого отношения тангенциальной составляющей турбулентов пульсации не оказывает существенно го действия а структуру потока и,в;нем не происходит пвремешивания слоев. Путем трения происходит выравнивание скоростей слоев потока.

Вследствие разницы температур слоев образуется центростремительный тепловой поток, в результате чего происходит выравнивание температуры слое в потока по его радиусу, Наружные слои потока охлаждаются, отдавая свое тепло внутренним слоям. По мере охлаждения наружных слоев газа взвеси конденсата выоших углеводородов и воды выпадают, под действием .и нерционных сил они перемещаются радиально к стенкам сборника конденсата 6 и, непрерывно укрупняясь, стекают в сборник.:Выделению конденсатора способствует то обстоятельство, что часть газа из наружных слоев для отделения из него конденсата поступает в сборник б, из которого в о чищенном состоянии через отверстия 10 под тарелкой 9 выходит в центральный трубопровсд 8, смешиваясь с центр,альными очищенны5 ми слоями потока, прошедшего камеру. Наличие внутри камеры барабана исключает ооразование центрального ядра в двухслойном потоке, благодаря чему уменьшается толщина теплообменивающихся слоев, что интенси10 фицирует их теплообмен. Усеченные конусы на нижней частги барабана улучшают .процесс отделения конденсата из потока, так как благодаря,им уменьшается проходное сечение между камерой и барабаном,,и, следователь15 но, газ приобретает большую скорость.

Предлагаемый сепаратор целесообразно использовать в системах подготовки газа к транспорту, когда имеются два потока газа с

2(j примерно одинаковыми давлениями, один из которых горячий и влажный, а другой холодный отсепарированный, например, полученный в результате температурного разделения газа в,вихревой камере.

Формула изобретения

1. Низкотемпературный сепа ратор, содержащий теплообменную камеру с двумя завихрителями, один из которых, периферийный, соединен с трубопроводом горячего потока газа, а другой, центральный, — с грубопроводом холодного потока газа, сепара ционпую камеру с трубопроводо м, о т л и ч а ю щ.и и с я

35 тем, что, с целью интенсификации теплообмена между потоками путем устранения цент,рального ядра холодного потока газа, тепло.обменная камера снабжена барабанном, установленным концентрично внутри нее с:возможностью вращения.

4О 2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что барабан снабжен установленными в нижней части усеченными кон усами.

Источник информации,,принятый IBQ вчи45 мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 380923, кл. F 25 В 43/00,,1973.

601302

1,, !

I г 1

16

1 /

Составитель О. Чернуха

Техред И. Михайлова Корректор И, Симкина

Редактор Л. Курасова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 122/218 Изд. № 123 Тираж 680 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушскан наб., д. 4/5