ГАЗОСЕПАРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B01D45/12 

Изобретение относится к устройствам для осушки газа, транспортируемого под высоким давлением, и может применяться в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен газожидкостный сепаратор, работающий по принципу прямоточной сепарации жидкости из газового потока, включающий вертикально установленный на тарелке цилиндр с завихрителем на входе и расположенный над цилиндром сепарационный патрубок с диафрагмирующим элементом на выходе [1]
Недостатком такого устройства является низкая интенсивность сепаратора вследствие проскока части капель жидкости через сепарационную зону.

Известен также газовый сепаратор с контактными элементами, снабженными устройством для отвода жидкой пленки, состоящим из соединенных между собой конической отражательной поверхности и внешнего отбойного цилиндра, образующих с контактным патрубком лабиринтный канал [2]
Недостатками данного устройства являются нестабильное отделение конденсата, зависящее от параметров входного газа, что снижает эффективность сепарации, и низкая пропускная способность.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является газосепаратор, который снабжен обечайкой в виде усеченного конуса, нагревателем, установленным в нижней части этой обечайки, поперечной перегородкой, размещенной в корпусе ниже патрубка входа газа и выполненной со сквозными прорезями и тангенциально направленными отгибами, при этом контактные элементы и конусообразная обечайка большим основанием герметично прикреплены к ней.

Недостатками данного газосепаратора являются недостаточная степень осушки газа, нестабильность температурных параметров газа. Кроме того, этот газосепаратор имеет вертикальный корпус и не может быть размещен в горизонтальном отрезке трубы. Предварительная сепарация происходит при более низкой температуре, чем в предлагаемом техническом решении.

Цель изобретения облегчение использования для обработки транспортируемого по газопроводу газа.

Цель достигается тем, что корпус выполнен с открытыми торцами в виде горизонтально расположенного отрезка магистрального трубопровода, снабжен двумя поперечными перегородками, первая из которых по ходу газа имеет в середине эллиптическое с горизонтально расположенной большой осью отверстие и образует заднюю стенку камеры предварительной сепарации, а вторая отверстие в верхней части. Камера охлаждения выполнена в виде отрезка трубы эллиптического поперечного сечения, соответствующего отверстию первой перегородки, один конец трубы заглушен через отверстие первой перегородки, герметично соединяясь с его краями, выведен в камеру предварительной сепарации и имеет в верхней стенке входное отверстие с седлом для регулярного давления, а другой конец герметично присоединен к образующей заднюю стенку камеры охлаждения второй перегородке ниже ее отверстия. Трубчатые элементы расположены за первой перегородкой в первой по ходу газа половине камеры охлаждения, а во второй ее половине расположен теплообменник, в нижней стенке выполнено выходное отверстие.

Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по газосепараторам позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. обладает новизной.

Кроме того, конструкция газосепаратора не следует явным образом из уровня техники, т. е. имеет изобретательский уровень. Создание данного изобретения продиктовано практической потребностью получения более глубоко осушенного газа благодаря использованию энергии холода, образующегося при редуцировании. Изготовленный макет подтвердил все выкладки, заложенные в конструкции. Следовательно, предлагаемая конструкция газосепаратора промышленно применима.

На фиг.1 представлен предлагаемый сепаратор; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 газосепаратор в изометрии; на фиг.5 диск с отгибами.

Газосепаратор состоит из корпуса 1 в виде горизонтально расположенного отрезка магистрального трубопровода и камеры охлаждения 2, выполненной в виде отрезка трубы эллиптического поперечного сечения. Корпус снабжен двумя поперечными перегородками, первая 3 по ходу газа имеет в середине эллиптическое с горизонтально расположенной большой осью отверстие, а вторая 4 отверстие в верхней части. Кроме того, в газовом сепараторе имеются входное отверстие 5 с регулятором давления 6, седло 7, которое расположено на трубе камеры охлаждения 2, трубчатые элементы 8, размещенные в шахматном порядке на трубе камеры охлаждения 2, теплообменник 9, камера предварительной сепарации 10, образованная путем установки диска 11 с тангенциальными прорезями 12, сливной патрубок 13, штуцер 14 и отверстия 15 во второй половине трубы камеры 2.

Газосепаратор работает следующим образом.

При входе в газосепаратор газ проходит через тангенциальные прорези 12 диска 11 в камеру предварительной сепарации 10, где после прохождения тангенциальных щелей скорость истечения падает, а объем увеличивается. Влага, находящаяся в парообразном состоянии, конденсируется в мелкие капли, которые, вращаясь с потоками газа, прижимаются к внутренней поверхности трубы и стекают через сливной патрубок 13 наружу. В результате работы регулятора давления 6 открывается клапан и газ дросселируется во внутреннюю полость эллипсообразной трубы камеры охлаждения 2, при этом происходит выделение энергии холода. Охлажденный газ, двигаясь вдоль внутренней поверхности трубы камеры охлаждения 2, охлаждает наружную поверхность трубчатых элементов 8. Затем газ поступает в теплообменник 9, где подогревается до положительных температур и вновь поступает внутрь трубчатых элементов 8, где получает тангенциальное вращательное движение и более глубокую осушку. За счет контрастности температуры поверхности трубчатых элементов 8 и температуры самого газа осушенный газ из трубчатых элементов идет в верхнюю часть сепаратора и выходит через отверстия в задней поперечной перегородке 4.

Предлагаемый газосепаратор размещается горизонтально, легко встраивается в магистральный газопровод. Благодаря использованию энергии холода, образующегося при редуцировании, обеспечивается более глубокая осушка газа.

Использование: для осушки газа, транспортируемого под высоким давлением, в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности. В корпусе 1, представляющем собой горизонтально расположенный отрезок магистрального трубопровода, расположена камера охлаждения 3, выполненная в виде отрезка трубы эллиптического поперечного сечения. Первая по ходу газа перегородка 3 корпуса имеет в середине эллиптическое с горизонтально расположенной большой осью отверстие, через которое в камеру предварительной сепарации 10 выведен заглушенный торец камеры 2. Вторая перегородка 4 имеет отверстие в верхней части. Седло 7 регулятора давления 6 расположено на верхней стенке камеры охлаждения 2. Трубчатые сепарационные элементы 8 размещены в шахматном порядке в первой половине камеры охлаждения 2, теплообменник 9 - во второй ее половине. 5 ил.

ГАЗОСЕПАРАТОР, содержащий цилиндрический корпус, установленный поперек корпуса диск, имеющий сквозные прорези на периферии с тангенциально направленными отгибами, образующими закручивающее устройство камеры предварительной сепарации, прямоточные трубчатые сепарационные элементы с тангенциальными входными каналами на нижнем конце, укрепленные в шахматном порядке в отверстиях нижней и верхней стенок камеры охлаждения, на входе в которую установлен регулятор давления, теплообменник, отличающийся тем, что, с целью облегчения использования для обработки транспортируемого по газопроводу газа, корпус выполнен с открытыми торцами в виде горизонтально расположенного отрезка магистрального трубопровода, снабжен двумя поперечными перегородками, первая по ходу газа из которых имеет в середине эллиптическое с горизонтально расположенной большой осью отверстие и образует заднюю стенку камеры предварительной сепарации, а вторая имеет отверстие в верхней части, камера охлаждения выполнена в виде отрезка трубы эллиптического поперечного сечения, соответствующего отверстию первой перегородки, один конец трубы заглушен, через отверстие первой перегородки, герметично соединяясь с его краями, выведен в камеру предварительной сепарации и имеет в верхней стенке входное отверстие с седлом для регулятора давления, а другой конец герметично присоединен к образующей заднюю стенку камеры охлаждения второй перегородке ниже ее отверстия, трубчатые элементы расположены за первой перегородкой в первой по ходу газа половине камеры охлаждения, а во второй ее половине расположен теплообменник и в нижней стенке выполнено выходное отверстие.