Устройство для разделения газожидкостных потоков

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

«>980779 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1506.81 (21) 3300713/23-26 с присоединением заявки №-(23) Приоритет—

Р )М К,з

В 01 D 45/00

В 01 D 53/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (531УДК 66. 071. 7..05(088.8) Опубликовано 151282. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 171282

В.A Булкин, Н.A. Николаев, Ш.Г. Ени и В= .А.,иа е ц (72) Авторы изобретения

Казанский ордена Трудового Красного 3 енй.:,3симико- " технологический институт им. С.N. КйрЪва.(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗО-ЖИДКОСТНЫХ

ПОТОКОВ

Изобретение относится к устройствам для сепарации жидкости от газа механическим способом и может быть использовано для разделения фаз в абсорбционных, ректификационных и других аппаратах с закрученным движением потоков.

Известны сепарационные элементы для отделения газа от жидкости в аппаратах с закрученным движением потоков, выполненные в виде дуговых отбойников и вертикальных прорезей в цилиндре тепломассообменного аппарата (1 ).

Недостатком дуговых отбойников и сепараторов в виде вертикальных прорезей в цилиндрической обечайке является невозможность отделения жидкости от газа беэ попадания последнего в прорези или под дуговые отбойники. Указанный недостаток значительно снижает диапазон эффективной работы аппарата, в котором они применяются и требует либо большого рабочего пространства эа зоной сепарации для гравитационного отделения жидкости от газа, попавшего вместе с жидкостью, либо дополнительный сепаратор.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для разделения газожидкостных потоков, включающее цилиндр с отверстиями с кольцевой отбортовкой, направленной в сторону периферии устройства (2).

Недостатком этого устройства является ограниченная пропускная способность по жидкости при закрепленном размере отверстий перфорации, так как увеличение нагрузки по жидкости приводит к заполнению отверстия, а избйточная жидкость скользит по поверхности. При этом увеличивается зона сепарации и возможен пленочный унос жидкой фазы с поверхности устройства. Кроме того, наличие отбортовки отверстий в одну сторону затрудняет вывод газа иэ-эа перегородки в сторону оси устройства, что препятствует выравниванию давления по обеим его сторонам, а, следовательно, ухудшает движение атсепарированной жидкости через отверстия за пределы устройства.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения и расширение диапазона работы устройства за счет

980779 усиления воздействия газового потока на жидкость, осевшую на поверхность цилиндра, и выравнивания давления по обеим его сторонам.

Укаэанная цель достигается тем, что н устройстве для разделения ra- 5 эожидкостных потоков, включающем цилиндр с отверстиями с кольцевой отбортовкой, направленной к периферии устройства, между отверстиями выполнены дополнительные отверстия 1О с противоположно направленной отбортовкой, при этом поверхность цилиндра между отверстиями выполнена выпукло-вогнутой формы.

Наличие дополнительных отверстий

15 с отбортовкой краев, направленной н сторону геометрической оси устройства, т.е. в сторону противоположную направлению отбортовки отверстий, обеспечивает выравнивание данления газа по обеим сторонам поверхности устройства за счет воэможности независимого движения газа из зоны с более высоким давлением за пределами устройства внутрь его, где давление газа ниже, так как сепарируемый газо-жидкостной поток, проходящий внутри устройства, имеет вращательное движение. Таким образом, улучшаются условия движения отсепарирован- ЭО ной на поверхности устройства жидкости через отверстия за пределы устройства.

Выпукло-вогнутая форма поверхности между отверстиями перфорации 35 обеспечивает лучшее оседание жидких капель иэ газо-жидкостного потока за счет увеличения угла набегания газо-жидкостного потока на поверхность устройства, создает услОвия 4О для стекания осевшей жидкости .в углубления известных отверстий снижает возможность вторичного брызгоуноса с поверхности устройства. Таким образом, за счет выпукло-вогнутой формы поверхности обеспечивается работа устройства в более широком диапазоне нагрузок по жидкости.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — вид на боковую поверхность, где указано одно из возможных размещений отверстий; на фиг.3 — сечение стенки устройства по осям соседних отверстий.

Устройство выполнено в виде цилиндра 1, который имеет отверстия 2 с от- 55 бортовкой 3, направленной в сторону периферии устройства, и дополнительные отверстия 4 с отбортовкой 5, направленной в сторону оси устройства. Иежду отверстиями поверхность 60 устройства имеет выпуклости 6 и вогнутости 7, образующие выпукло-вогнутый профиль в форме "седла" гиперболического параболоида). Устройство предназначено д основном для сепарации жидкости от газа н аппаратах вихревого типа, где газо-жидкостной поток предварительно эакручинается.

Помещенное концентрически н корпус такого вихревого аппарата устройство работает следующим образом.

Закрученный газо-жидкостной. поток движется вдоль оси цилиндра 1. Капли жидкости под действием центробежных сил смещаются от оси цилиндра к периферии и оседает на его поверхности.

Достигнув внутренней стенки цилиндра капли коалесцируются в пленку.

Благодаря криволинейности поверхности стенки цилиндра жидкость не задерживается на ней, а концентрируется в углублениях отверстий 2 и под действием динамического напора и центробежных сил продавлинается эа пределы устройства. Газовая фаза, осво= божденная от капель жидкости, продолжает движение внутри устройства. Дополнительные отверстия 4 обеспечивают независимое обратное движение газа, прошедшего вместе с жидкостью н отверстия 2, благодаря чему выравнивается давление по .обеим сторонам цилиндра 1.

Наличие отбортовки 5 у дополнитель.ных отверстий 4 улучшает отделение жидкости от газа, так как увеличивается угол набегания газо-жидкосткого потока на поверхность цилиндра 1, в то же время за отбортовкой по ходу движения газового потока образуется зона, где ослабевает влияние газоной фазы на поверхности жидкости, что уменьшает возможность уноса жидкости с поверхности пленки.

Сочетание выпуклостей 6 и вогнутостей 7 образует вокруг отверстий

2 более глубокие соплообразные горловины, что увеличивает пропускную способность каждого отверстия по жидкости и более надежно предртвращает прохождение газа вместе с жидкостью, так как слой жидкости н рассматриваемой горловине толще.

Варианты ныполнения устройства могут быть различны, т.е. относитель.ное расположение отверстий может быть по вершинам треугольника, квадрата, по концентрическим окружностям и др. геометрическим фигурам с ронным или переменным шагом, при этом отверстия выполняются не снерлением, а выдавливанием пуансоном с профилем, соответствующим форме

;отверстия 2 или 4 и отбортонки 3

:или 5 соответственно.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает качественную сепарацию фаэ н диапазоне нагрузок в

1,5 раза выше Ilo сравнению с известным.

Формула изобретения

Устройство для разделения газо= жидкостных потоков, включающее цн980779 (Риг Р

Составитель Г. Урусова

Редактор И. Касарда Техред A.Áàáèíåö Корректор В. Вутяга

Заказ 9538/7 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,. г. Ужгород, ул. Проектная, линдр с отверстиями с кольцевой отбортовкой, направленной к периферии устройства, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения и расширения диапазона работы устройства за счет усиления воздействия газового потока на жидкость, осевшую на поверхность цилиндра, и выравнивания давления по обеим его сторонам, между отверстиями выполнены дополнительные отверстия с противоположно направленной отбортовкой, при этом поверхность цилиндра между отверстиями выполнена выпукло-вогнутой формы.

5 Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 580868, кл. В 01 D 3/28, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

10 по заявке 9 2623544/23-26, кл. В 01 Р 3/28, 31.05.79.