УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 2000 года по МПК B01D45/00 B04C3/04 

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для очистки газового потока от содержащихся в нем твердых и жидких примесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например нефтяной, химической, энергетической, газовой, пищевой и др.

Известны газоочистительные аппараты мультициклонного типа (см., например, А.А.Данилов, А.И.Петров. Газораспределительные станции, "Недра", С-Пб., 1997, с.8). К недостаткам подобных устройств следует отнести их большие габариты, что связано с низкими допустимыми скоростями движения газа в циклонах, и, как следствие, имеют ограниченный диапазон допустимых нагрузок.

Известно устройство для очистки газа, содержащее последовательно соединенные первую и вторую секции, рабочие и съемные элементы которых встроены в цилиндрический корпус с поперечными перегородками, разделяющими последовательно по потоку очищаемого газа полости первой и второй секций, отвод очищенного газа, причем вторая секция представляет собой отделитель прямоточно-центробежного типа, состоящий из сепарационных труб, а вход очищаемого газа в первую секцию осуществлен с торца корпуса (см. ав.св. N 1521503, кл. В 04 С 3/04, 1989).

Основным недостатком известного устройства является снижение его эффективности при значительном увеличении нагрузки.

Задачей изобретения является расширение диапазона нагрузок, уменьшение габарита по высоте, технологичность конструкции и удобство эксплуатации.

Задача решается за счет того, что вход очищаемого газа в первую секцию осуществлен с торца корпуса через отражатель, первая секция представляет собой фазовый отделитель инерционно-гравитационного типа, вторая секция снабжена каналом перепуска газа, сообщающим ее полость с выходом очищенного газа и выполненным в виде инжектора, у которого вход инжектирующего газа сообщен с верхней частью полости первой секции, а вход инжектируемого газа сообщен с верхней частью полости второй секции, а поперечные перегородки неподвижно закреплены относительно внутренней стенки корпуса, причем полости первой и второй секций с нижней стороны корпуса сообщены посредством вертикальных патрубков с полостью общего коллектора сбора и удаления уловленных примесей через установленные в нижней части патрубков обратные клапаны, снабженные датчиками положения, причем объем патрубков не превышает объема коллектора. Кроме того, отражатель выполнен в виде соосного с корпусом патрубка, в нижней части перфорированного отверстиями с суммарной проходной площадью не менее площади поперечного сечения корпуса, а торец патрубка со стороны полости первой секции заглушен конусом, своей вершиной обращенным в сторону входа очищаемого газа.

При выполнении перечисленной совокупности признаков в устройстве при увеличении нагрузки за счет разобщения полостей первой и второй секции обратными клапанами, не будет дополнительного возрастающего подпора газа в междутрубной полости второй ступени, препятствующего выводу отделенных примесей, и, кроме того, использование на входе очищаемого газа отражателя, существенно гасящего скорость движения газа, увеличивает эффективность отделения примесей в первой секции. Установление корпуса горизонтально уменьшает высоту устройства, что позволяет установить его в закрытом помещении, и кроме того, легко произвести монтаж-демонтаж быстроизнашиваемых отражателя и сепарационных труб, а неподвижное крепление перегородок позволяет использовать стандартные корпусные детали, как-то: трубы и тройники, что повышает технологичность конструкции устройства в целом.

На чертеже представлено предлагаемое устройство в виде продольного разреза с сечением А-А и выносным элементом I.

Устройство содержит последовательно соединенные первую 1 и вторую 2 секции, рабочие и съемные элементы которых встроены в цилиндрический корпус 3 с поперечными перегородками 4 и 5, разделяющими последовательно по потоку очищаемого газа полости первой 1 и второй 2 секций, выход 6 очищенного газа. При этом первая 1 секция представляет собой фазовый отделитель инерционно-гравитационного типа, вторая 2 - отделитель прямоточно-центробежного типа, содержащий сепарационные трубы 7, завихрители 8, каналы 9 отвода отделяемых примесей, канал перепуска газа, сообщающий полость второй 2 секции с выходом 6 очищенного газа. Канал перепуска выполнен в виде инжектора, у которого вход 10 инжектирующего газа сообщен с верхней частью полости первой 1 секции, а вход 11 инжектируемого газа сообщен с верхней частью полости второй 2 секции. Корпус 3 устройства установлен горизонтально таким образом, что вход 12 очищаемого газа в первую 1 секцию осуществлен с торца корпуса 3 через отражатель 13. Поперечные перегородки 4 и 5 неподвижно закреплены относительно внутренней стенки корпуса 3, причем полости первой 1 и второй 2 секций с нижней стороны корпуса 3 сообщены посредством вертикальных патрубков 14 и 15 соответственно с полостью общего коллектора 16 сбора и удаления отделенных примесей через установленные в нижней части патрубков 14, 15 обратные клапаны 17,18, снабженные датчиками положения 19,20, при этом объем патрубков 14 и 15 не превышает объема коллектора 16.

Отражатель 13 может быть выполнен в виде соосного с корпусом 3 патрубка 13, в нижней части перфорированного отверстия 21 с суммарной проходной площадью не менее площади поперечного сечения корпуса 3, а торец патрубка 13 со стороны полости первой 1 секции заглушен конусом 22, своей вершиной обращенным в сторону входа 12 очищаемого газа.

Вход 10 инжектирующего газа сообщен с верхней частью полости первой 1 секции над верхней неперфорированной частью патрубка 13 отражателя, а вход 11 инжектируемого газа сообщен с верхней частью полости второй 2 секции, непосредственно перед разделяющей секции 1 и 2 перегородкой 4. Кроме того, в сепарационных трубах 7 в пределах второй 2 секции каналы 9 отвода отделяемых примесей выполнены в виде равнорасположенных по окружности продольных сквозных тангенциальных каналов 23 с острыми входными кромками 24 заподлицо с внутренним диаметром сепарационных труб 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Газ, содержащий примесь в виде твердых и жидких частиц, поступает в первую секцию 1 корпуса 3 через торцовый вход 12 и, попутно ударяясь о конус 22 отражателя 13, изменяет направление движения. При этом наиболее крупные взвешенные твердые и жидкие частицы падают в нижнюю часть пространства и, накапливаясь внизу корпуса 1, поступают в вертикальный патрубок 14. А газ, содержащий преимущественно мелкие частицы, после подъема перед поперечной перегородкой 4 первой секции 1 поступает через открытые концы сепарационных труб 7 и, проходя завихрители 8, приобретает крутку. В трубах 7 под действием центробежных сил происходит разделение фаз. Большая часть газовой фазы, движущейся в приосевой области труб 7, выходит из нее через открытые концы на выход 6 корпуса 3. Взвешенная фаза, движущаяся спиральным потоком по периферии труб 7, захватывается каналами 9, выполненными в виде равнорасположенных по окружности продольных сквозных тангенциальных каналов 23 с острыми входными кромками 24 заподлицо с внутренним диаметром труб 7. Незначительная часть газового потока вместе с уловленной примесью попадает в межтрубную полость второй секции 2 перед поперечной перегородкой 5, где за счет резкого падения скорости под действием сил гравитации происходит отделение примеси и ее удаление в вертикальный патрубок 15, а оставшаяся часть газа отсасывается инжектором, чем ликвидируется возрастание подпора в полостях второй секции 2 и патрубка 15.

Дополнительный подпор полости второй секции 2 за счет перетекания части газа из полости первой секции 1 исключен, так как упомянутые полости разобщены между собой обратными клапанами 18 и 17, установленными в нижних частях патрубков 15 и 14 соответственно. В зависимости от величины нагрузки, от дисперсности и состава примеси, содержащейся в газе на входе в устройство, момент заполнения патрубков 14 и 15 и соответственно открытия того или другого обратных клапанов 17 и 18 в общем случае не совпадают. При этом срабатывание указанных клапанов настраивается предварительно на экспериментальном образце и в дальнейшем уточняется при испытаниях опытного образца устройства в "натурных" условиях. Указанная настройка с последующим открытием клапана сброса (удаления) примеси из коллектора 16 (на чертеже клапан сброса показан условно) может производиться вручную по показаниям датчиков положения 19 или 20 или в автоматическом режиме с использованием сигнала, полученного от тех же датчиков 19 или 20 через концевые выключатели (на чертеже эта связь показана условно пунктирной линией).

Итак, используя установку цилиндрического корпуса горизонтально таким образом, что вход очищаемого газа в первую секцию осуществлен с торца корпуса через отражатель, а поперечные перегородки неподвижно закреплены относительно внутренней стенки корпуса, причем полость первой и второй секций с нижней стороны корпуса сообщены посредством вертикальных патрубков с полостью общего коллектора сбора и удаления уловленных примесей через установленные в нижней части патрубков обратные клапаны, что практически исключает при повышении нагрузки дополнительный наддув междутрубной полости второй секции, препятствующий выводу примесей, достигается главная цель предлагаемого изобретения: расширение диапазона нагрузок, уменьшение габарита по высоте, технологичность конструкции и удобство эксплуатации.

Изобретение предназначено для очистки газового потока от содержащихся в нем твердых и жидких примесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например нефтяной, химической, энергетической, газовой, пищевой и др. Устройство содержит последовательно соединенные первую и вторую секции, рабочие и съемные элементы которых встроены в цилиндрический корпус с поперечными перегородками, разделяющими последовательно по потоку очищаемого газа полости первой и второй секций, выход очищенного газа, причем первая секция представляет собой фазовый отделитель инерционно-гравитационного типа, вторая секция - отделитель прямоточно-центробежного типа, состоящий из сепарационных труб с каналом перепуска газа, сообщающим полость второй секции с выходом очищенного газа, при этом канал перепуска выполнен в виде инжектора, у которого вход инжектирующего газа сообщен с верхней частью полости первой секции, а вход инжектируемого газа сообщен с верхней частью полости второй секции. Цилиндрический корпус устройства установлен горизонтально; так, что вход очищаемого газа в первую секцию осуществлен с торца корпуса через отражатель, а поперечные перегородки неподвижно закреплены относительно внутренней стенки корпуса, причем полости первой и второй секций с нижней стороны корпуса сообщены посредством вертикальных патрубков с полостью общего коллектора сбора и удаления уловленных примесей через установленные в нижней части патрубков обратные клапаны, снабженные датчиками положения. В устройстве обеспечивается расширение диапазона нагрузок. Конструкция технологична и удобна в эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для очистки газа, содержащее последовательно соединенные первую и вторую секции, рабочие и съемные элементы которых встроены в горизонтально установленный цилиндрический корпус с поперечными перегородками, разделяющими последовательно по потоку очищаемого газа полости первой и второй секций, выход очищенного газа, причем вторая секция представляет собой отделитель прямоточно-центробежного типа, состоящий из сепарационных труб, а вход очищаемого газа в первую секцию осуществлен с торца корпуса, отличающееся тем, что первая секция представляет собой фазовый отделитель инерционно-гравитационного типа и снабжена на входе отражателем, вторая секция снабжена каналом перепуска газа, сообщающим ее полость с выходом очищенного газа, и выполненным в виде инжектора, у которого вход инжектирующего газа сообщен с верхней частью полости первой секции, а вход инжектируемого газа сообщен с верхней частью полости второй секции, поперечные перегородки неподвижно закреплены относительно внутренней стенки корпуса, причем полости первой и второй секций с нижней стороны корпуса сообщены посредством вертикальных патрубков с полостью общего коллектора сброса и удаления уловленных примесей через установленные в нижней части патрубков обратные клапаны, снабженные датчиками положения, причем объем патрубков не превышает объем коллектора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражатель выполнен в виде соосного с корпусом патрубка, в нижней части перфорированного отверстия с суммарной проходной площадью не менее площади поперечного сечения корпуса, а торец патрубка со стороны полости первой секции заглушен конусом, своей вершиной обращенным в сторону входа очищаемого газа. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вход инжектирующего газа сообщен с верхней частью полости первой секции над верхней неперфорированной частью патрубка отражателя, а вход инжектируемого газа - с верхней частью полости второй секции непосредственно перед разделяющей секции перегородкой, кроме того, в сепарационных трубах в пределах второй секции каналы отвода улавливаемых примесей выполнены в виде равнорасположенных по окружности продольных сквозных тангенциальных каналов с острыми входными кромками заподлицо с внутренним диаметром сепарационных труб.