УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК B01D45/04 

Изобретение относиться к устройствам для очистки газа от жидких частиц и может быть использовано в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является "Устройство для очистки газа" (авт. св. N 614805, кл. B 01 D 45/04, В 01 D 47/00), включающее емкость, в нижней части заполненную жидкостью, патрубки ввода и вывода газа, горизонтальную трубку с отверстиями для жидкости и коллектор, установленный коаксиально с внешней стороны трубки и имеющий в своей нижней части продольные щели, в каждой из которых установлены разгонные устройства (прототип).

В данном устройстве газожидкостная смесь направляется из коллектора по трубкам вниз в емкость, где под действием сил гравитации происходит разделение газа и жидкости. Однако при поступлении в этот сепаратор одной или серии жидкостных пробок со скоростью 20 30 м/с разгонные устройства и тупиковый коней коллектора испытывают гидродинамические удары, что приводит к разрушению коллектора, а истечение с высокой скоростью жидкости из коллектора в емкость приводит к сильному волнообразованию и уносу жидкости вместе с газом из устройства.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности устройства при очистке высокоскоростного газожидкостного потока, содержащего жидкостные пробки.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для очистки газа, содержащем емкость с патрубками вывода газа и жидкости, патрубком ввода газожидкостной смеси, коллектором и разгонными устройствами, разгонные устройства выполнены в виде сопел Вентури, причем площадь поперечного сечения горловины каждого последующего сопла уменьшена относительно предыдущего, а между внешней поверхностью сопел и корпусом коллектора выполнены камеры, имеющие отверстия в горловинах сопел.

Выполнение разгонных устройств в коллекторе в виде сопел Вентури с камерами, расположенными между внешней поверхностью сопел и внутренней поверхностью коллектора и имеющих отверстия в горловинах сопел, позволяет уменьшить скорость течения по коллектору жидкостной пробки от сопла к соплу, так как кинетическая энергия жидкости расходуется на создание и поддержание вакуума в камерах, причем создаваемая глубина вакуума, а следовательно, и расход энергии потока жидкости пропорциональны величине начальной скорости жидкости. Диссипация кинетической энергии жидкости уменьшает гидродинамические нагрузки на конструкцию в целом и повышает ее надежность.

Выполнение коллектора с соплами Вентури, площади поперечных сечений горловин которых последовательно уменьшаются от сопла к соплу, позволяет в каждом из сопел разгонять поток до величины скорости его движения в горловине первого сопла.

Предлагаемая конструкция разгонных устройств в коллекторе позволяет снизить энергию жидкостной пробки, поступающей в коллектор вместе с газожидкостной смесью, до такой степени, что она не может вызвать ударного разрушающего воздействия на устройство для очистки газа. Жидкость, равномерно отводимая через отверстия коллектора, не вызывает образования брызг в основной емкости, которые могли бы подхватываться газом, поступающим в устройство следом за жидкостной пробкой, и уносится из устройства в выходные патрубки.

Таким образом при очистке газа от жидкостных пробок увеличивается надежность и эффективность устройства.

Заявителю не известно из существующего уровня техники устройств для очистки газа, в которых выполнение разгонных устройств в коллекторе таким образом позволило бы повысить надежность и эффективность работы устройства.

На чертеже представлено устройство для очистки газа в продольном разрезе.

Устройство для очистки газа состоит из емкости 1 с патрубками вывода очищенного газа 2, патрубком вывода жидкости 3, патрубком ввода газожидкостного потока 4, коллектора 5, имеющего в своей нижней части выходные отверстия 6, между которыми соосно с коллектором расположены разгонные устройства 7, выполненные в виде сопел Вентури. Внешняя поверхность каждого сопла и внутренняя поверхность коллектора образуют камеры 8, имеющие отверстия 9 в горловинах 10 сопел, а площадь поперечного сечения горловины каждого последующего сопла уменьшена относительно предыдущего.

Устройство для очистки газа работает следующим образом. Высокоскоростной газожидкостной поток, содержащий жидкостные пробки, поступает через входной патрубок 4 в коллектор 5 устройства для очистки газа. В коллекторе газожидкостная пробка попадает в первое разгонное устройство сопло Вентури 7. Так как горловина 10 сопла имеет площадь поперечного сечения меньше, чем площадь поперечного сечения коллектора, скорость движения жидкости, во время прохождения жидкостной пробки, возрастает, а давление в горловине падает. Вследствие снижения давления в горловине 10 сопла Вентури 7 через отверстие 9 из камеры 8 откачивается газ и в камере создается разряжение. На поддержание разряжения расходуется часть кинетической энергии движущейся жидкости. Кроме того, за счет снижения статического давления в горловине сопла снижается равновесное давление насыщенных паров жидкости. Из жидкости выделяются в виде газовых пузырьков легкокипящие компоненты, движение жидкости переходит в кавитационный режим, которому свойственна диссипация (рассеивание) кинетической энергии. Поскольку при прохождении горловины 10 сопла Вентури 7 происходит снижение кинетической энергии жидкостного потока, скорость движения жидкости вдоль коллектора после сопла уменьшается и часть жидкости под действием силы тяжести выводится из коллектора 5 через выходное отверстие 6, расположенное в нижней части коллектора, в емкость 1.

Движущаяся вдоль коллектора жидкостная пробка поступает во второе сопло Вентури. Несмотря на то что обьем жидкости уменьшился, скорость потока в горловине второго сопла возрастает до величины скорости движения в горловине первого сопла, так как площадь поперечного сечения горловины второго сопла меньше площади поперечного сечения горловины первого сопла. Во втором сопле повторяются те же процессы рассеивания кинетической энергии и торможения, что и в первом. Часть жидкости выводится из коллектора через выходное отверстие 6.

Последовательно проходя вдоль коллектора с соплами Вентури 7 и камерами 8, имеющими отверстия в горловинах сопел, площади поперечных сечений которых последовательно уменьшены, жидкостная пробка постепенно теряет свою кинетическую энергию, и в результате истечения через выходные отверстия 6 в коллекторе 5 жидкость равномерно отводится в емкость 1. Таким образом, полностью исключается ударное разрушающее воздействие на устройство для очистки газа, а жидкость, отводимая через выходные отверстия 6, в коллекторе не вызывает образования брызг, которые могут подхватываться и уноситься из емкости 1 в патрубки 2 с потокам газа.

Использование: для очистки газа от жидких частиц, может найти применение в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство состоит из емкости с патрубками вывода газа и жидкости, патрубком ввода газожидкостной смеси, коллектором и разгонными устройствами, выполненными в виде сопел Вентури, причем площадь поперечного сечения горловины каждого последующего сопла уменьшена относительно предыдущего, а между внешней поверхностью сопел и корпусом коллектора выполнены камеры, имеющие отверстия в горловинах сопел. 1 ил.

Устройство для очистки газа, содержащее емкость с патрубками вывода газа и жидкости, патрубком ввода газожидкостной смеси, коллектором и разгонными устройствами, отличающееся тем, что разгонные устройства выполнены в виде сопл Вентури, причем площадь поперечного сечения горловины каждого последующего сопла уменьшена относительно предыдущего, а между внешней поверхностью сопел и корпусом коллектора выполнены камеры, имеющие отверстия в горловинах сопел.