Устройство для сепарации потокагаза

 

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реснублнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц841690 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230779 (21) 2801772/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень 89 24

Дата опубликования описания 300681

1 (51)) . Кл.

В 04 В 5/08

В 01 D 45/14

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 66.067.57; ;621.928.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

О.A.Ãëoíü и В.Л.Чумаков

Ф

Киевский филиал Всесоюзного научно-исследс ательского института по строительству магистральных труоонраводов

Миннефтегазстроя и AH CCP >

j (71) Заявители (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА ГАЭА

В известном устройстве для смешивания с газом абсорбента последнему необходимо при движении к стенке тру15 бы расширяться в объеме, что затрудняет процесс равномерного смешивания и увеличивает его время. Ламинарный же режим движения газа в трубе при прочих равных условиях обусловлен

20 величиной эквивалентного гидравлического диаметра кольцевой полости меж- ду r.Tåíêîè трубы и перфорированным патроном. Чем меньше величина этого диаметра, тем большую скорость может иметь ламинарный поток. Одна из указанных выше скоростей является лимитирующей, что и определяет габари-.ы сепаратора при. эаданнбй степени разделения или производительность ceriapa30 тора при заданных габаритах.

Изобретение относится к технике сепарации газов от паров жидкости и может быть использовано в газодобывающей и газопЕрерабатывающей промышленности.

Известно устройство для сепарации потока газа от паров жидкости, содержащее цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для газа, перфорированную трубу на подшипниках, установленную в пблости корпуса, патрубок для подвода абсорбента в завихритель газового потока, перфорированный патрон с внутренним пористым покрытием, установленный внутри перфорированной трубы, и патрубок для слива отсепарированной жид.кости Г1(и E2g.

Производительность известного сепаратора ограничена скоростью потока газа вдоль оси перфорированной трубы.

Эта скорость, в свою очередь, обуславливается, с одной стороны, необходимостью соблюдения ламинарного режима течения газа в трубе, а с другой — скоростью равномерного смешивания абсорбента. с газом во всем объеме трубы и скоростью радиального перемешения насыщенного-влагой абсорбента к перфорированной стенке трубы.

Интенсивность процесса выделения парообразной жидкости из газового потока, а, следовательно, и степень разделения зависят главным образом от скорости насыщения влагой абсорбента. Последняя же зависит от соотношения величины объема сепарируемо-. го газа в трубе и площади контактирующей с ним пористой поверхности, выделяющей абсорбент.

841б90

Цель изобретения — повышение производительности сепаратора и эффективности использования абсорбента.

Поставленная цель достигается тем, что перфорированный патрон выполнен с продольными гофрами, контактирующими е перфорированной трубой, а концевая часть патрона снабжена поперечной перегородкой и выполнена с окнами.

На фиг. 1 изображен сепаратор, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1", на фиг. 3 — выступ гофра перфорированного патрона в разрезе.

Сепаратор включает корпус 1, эавихритель 2 с тангенциальнымн входными отверстиями 3 в боковой поверхности для ввода и закручивания. В дне завихрителя. 2 .выполнено сквозное отверстие 4 для ввода абсорбента из патрубка 5. На внутренней поверхности завихрителя 2 выполнена кольцевая проточка для закрепления торцовой части б перфорированного патрона 7 на подшипнике 8. В корпусе 1 на подшипниках 9 размещена перфорированная труба 10 с отверстиями 11, в которой закреплен другой конец перфорированного патрона 7. Перфорированный патрон 7 снабжен продольными выступами и впадинами (имеет гофры в продольном направлении), придающие поперечному сечению патрона звездообразную форму (фиг.2). Выступы гофр входят в контакт с трубой 10 по ее образующей и делят полость перфорированной трубы 10 на ряд каналов для прохождения сепарируемого,газа. Поперечная перегородка 12 разделяет внутреннюю полость патрона 7 на две полости, одна из которых сообщается с патрубком 5 для подвода абсорбента, а другая — с выходной магистралью 13 газа.

Внутренняя поверхность патрона 7 в первой полости покрыта слоем пористого материала 14, а стенка второй полости патрона 7 снабжена во впадинах окнами .15. На выходе второй полости установлена турбина 16, которая заставляет перфорированную трубу 10 вместе с.патроном 7 вращаться со ско- ростью закрученного с помощью завихрителя 2 потока газа. Для отвода уловленной жидкости в нижней части корпуса 1 выполнено отверстие 17.

Сепаратор работает следующим образом.

Газ, подаваемый на вход сепаратора, проходя, через тангенциальные отверстия завихрителя 2, приобретает требуемую угловую скорость вращения.

Далее, попадая в каналы перфорированной трубы 10, а затем в выходную полость перфорированного патрона 7 через окна 15, сепарируемый газ на лопатках турбины 16 развивает реактивную силу, достаточную для вращения трубы 10 с угловой скоростью, блиэ40 а =

4-gð

ЭК8 П где 5 — площадь канала, равная

3r э

5=—

П вЂ” периметр канала, равный

У Yg

n Z. (r< r 3+

50 где - радиус трубы

r< - радиус патрона 3 (у впадин) .

Следовательно .д = Тv /5 .(2(r " )+ . !

В то же время эквивалентный диаметр кольцевого канала (беэ выступов) известного сепаратора

40 БУКВ (2 таким обРазом, пРи-r 3га напРимер, отношение диаметро4 составит

ЛекВ -04K

6$

Йвкв кой или равной скорости закрученного потока в завихрителе 2. При этом при продольном движении газ будет вращаться вместе с трубой 10. Одновременно по патрубку 5 подается .на вход б патрона 7 абсорбент, который, проходя через слой пористого материала 14 и перфорированные отверстия в стенке патрона 7, попадает в каналы трубы 10, Абсорбент, контактируя с парообраэной влагой, насыщается ею и отбрасы0 I вается центробежной силой к стенке трубы 10, а затем через перфорирован-, ные отверстия трубы попадает в камеру накоплении, из которой через отверстие

17 в корпусе 1 удаляется в виде влаги в приемную емкость. Очищенный гаэ через отверстия 15 в стенке патрона

7 отводится в выходную магистраль 13.

Выполнение патрона 7 с продольными перфорированными гофрами.поэволя20 ет:

1) увеличить скорость движения газа в каналах, образованных выступами гофр патрона в трубе 10, не нарушая при этом ламинарного режима потока и, в итоге, увеличить пропускную способность сепаратора. Это достигается эа счет того, что несмотря на некоторое уменьшение живого сечения трубы, вызванное размещением в трубе выступов патрона 7, в значительной степени уменьшается эквивалентный диаметр каждого отдельного канала, образованного выступами гофр.

Действительно, пусть при количестве выступов = 8 живое сечение кольцевого канала трубы 10 уменьшится на 20%. При этом эквивалентный диаметр канала треугольной формы определяется по формуле

841690

Учитывая, что скорость потока для определенного числа Рейнольдса R при которой обеспечивается ламинарный рещим течения гама, связана с

4 зависимостью (коэффициент кинематической вязкос,ти () постоянен для данного газа), в сепараторе предлагаемой конструкции для рассматриваемого случая скорость, а значит.и пропускная способность, увеличивается в 2 раза;.

2) увеличить площадь контакта пористой поверхности патрона с потоком гаэа, что способствует .равномерному смешиванию абсорбента с сепарируемым газом. Это, в свою очередь, позволяет повысить качество очистки и увеличить скорость массообмена в трубе.

Действительно, в патроне предлагаемой конструкции увеличение площа1 ди контакта по сравнению с известным устройством при прочих равных условиях и для рассмотренного выше примера и = 8 достигает величины

15

25

- 100%, т.е. 500%.Это озна=

37, чает, что в канале треугольной формы с перфорированными стенками для радиальном движении абсорбента практически "прочесывается" весь объем потока газа, что не требует расширения абсорбента для равномерного его смешения с газом. В целом форма канала и увеличенная площадь контакта приводят к сокращению времени смешивания, как минимум, в 2 раза.

Достигаемые эффекты в совокупности позволяют увеличить производительность сепаратора вдвое.

В предлагаемой конструкции отбойным устройством служит выходная часть патрона 7 с окнами 15, куда в значительной степени уменьщается попадание абсорбента и парообразной влаги, так как засос газа в эту полость осуществляется в прилегающих к стенке патрона 7 наиболее очищенных слоях газа, где уже отсутствует абсорбент., Это способствует повышению качества очистки газа и экономии абсорбента.

Формула изобретения устройство для сепарации потока газа от паров жидкости, содержащее цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками .для газа, перфорированную трубу на подшипниках, установленную в полости корпуса, патрубок для подвода абсорбента в завихритель газового потока, перфорированный патрон, а внутренним пористым покрытием, установленный внутри перфорированной трубы, и патрубок для слива отсепарированной жидкости, о т л и ч а ю щ ее с я.тем, что, с целью повышения производительности сепаратора и эффективности использования абсорбента, перфорированный патрон выполнен с продольными гофрами, контактирующими с перфорированной трубой, а концевая часть патрона снабжена поперечной перегородкой и выполнена с окнами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9605640, кл. В 04 B 5/08, 20.12.76.

2. Авторское свидетельство СССР

9556839, кл. В 04 В 5/08, 06.12.75.

Составитель В.Апарин

Техред T.Маточка Корректор В.Синицкая

Редактор П.Макаревич

Эаказ 49 33/4 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4