СЕПАРАТОР Российский патент 2008 года по МПК B01D45/12 B04C5/28 

Изобретение относится к области очистки газа от жидкости и мехпримесей на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано на газовых и нефтяных промыслах, а также на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Известен вертикальный двухступенчатый сепаратор тип MV 2 (рекламный каталог фирмы «Paladon», выставка «Нефтегаз» 1992 год, г.Москва), включающий вертикальный корпус с боковым штуцером входа газа, со штуцером выхода газа в верхней части корпуса, батарею мультициклонов, смонтированную между двумя решетками. Причем нижняя решетка оборудована бункером для сбора примесей, который имеет диаметр меньший, чем диаметр аппарата.

Нижняя часть аппарата является сборником примесей. Отвод жидкости и мехпримесей из нижней части аппарата и бункера осуществляется через самостоятельные патрубки.

Газ подается в аппарат через боковой штуцер, снабженный диффузором, в котором за счет снижения скорости гравитации осаждаемых частиц происходит предварительная очистка газа от жидкости и мехпримесей: далее газ поступает через кольцевой зазор на мультициклоны, где происходит его окончательная очистка. Очищенный газ поступает в верхнюю часть аппарата, откуда через патрубок выхода газа выводится из аппарата.

Сепаратор обладает рядом недостатков. Наличие бункера затрудняет доступ к мультициклонам, что делает невозможным ревизию и обслуживание мультициклонов между двумя решетками. В связи с этим снижается надежность и эффективность работы аппарата ввиду возможного забивания проходных сечений мультициклонов. Наличие верхней неразъемной решетки предотвращает возможность доступа в верхнюю часть аппарата для очистки и диагностики, что также снижает надежность аппарата. Доступ в верхнюю часть аппарата возможен при наличии люка-лаза над верхней решеткой. Однако это приводит к увеличению габаритов и металлоемкости аппарата.

Наличие между корпусом и бункером кольцевого зазора для подвода газа на мультициклоны ограничивает их количество, что приводит к уменьшению производительности аппарата и увеличению его гидравлического сопротивления.

Известен мультициклонный газоочиститель (авт. св. СССР №387739, МКИ В04С 7/00, 1973 г.), включающий вертикальный цилиндрический корпус, входной, выходной патрубки, мультициклонную насадку, состоящую из верхней горизонтальной решетки, нижней конической решетки, циклонных элементов.

Верхняя решетка присоединена к входному патрубку, а нижняя - к инерционному очистителю, представляющему собой камеру, расположенную между нижним днищем корпуса и нижней решеткой. Патрубок отвода газа располагается над верхней решеткой, а сборник примесей - в нижней части аппарата.

В данном аппарате решены вопросы обслуживания верхней зоны аппарата над решеткой, однако боковое расположение патрубка выхода газа приводит к необходимости увеличения высоты верхней зоны аппарата для обеспечения условий равномерного отвода газа из циклонных элементов, что увеличивает высоту и металлоемкость газоочистителя. Наличие инерционного очистителя ограничивает количество циклонных элементов между решетками, что снижает производительность газоочистителя и крайне затрудняет обслуживание нижней зоны аппарата. Кроме того, осевое расположение патрубка входа газа и инерционного осадителя приводит к сильному инерционному воздействию газа на осаждаемые твердые частицы и жидкость, что не позволяет обеспечить эффективное отделение примесей, и большая их часть будет увлекаться газовым потоком на циклонные элементы. Это снижает эффективность газоочистителя и надежность его работы за счет увеличения их нагрузки по жидкости и мехпримесям, что способствует заносу проходных сечений циклонных элементов.

Известен центробежный сепаратор (патент РФ 2147913, МПК⁷ B01D 45/12 от 31.05.99 г.), включающий вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальное устройство подачи очищаемого потока, центральную газоотводящую трубу, патрубок отвода жидкости и отсекающую тарелку с осевым отверстием, расположенную в нижней части корпуса и отражатель, установленный над осевым отверстием отсекающей тарелки и с зазором по отношению к ней.

К недостаткам данной конструкции можно отнести низкую степень очистки газа от механических примесей, так как очистка газа осуществляется в одну ступень, и громоздкость конструкции из-за разнесенных в разные стороны корпуса тангенциального устройства подачи очищаемого потока и отсекающей тарелки.

Известен центробежный пылеуловитель с бункером (патент РФ №2091134, МПК⁷ B01D 45/12 от 27.12.97 г. (прототип)), включающий цилиндрический корпус с патрубками входа, выхода газа и дренажа, решетку с установленными на ней сепарационными (циклонными) элементами, имеющими отверстия для входа неочищенного газа в средней части, выхода очищенного газа в верхней и вывода пыли в нижней части. В данном пылеуловителе решен вопрос снижения гидравлического сопротивления за счет выполнения нижней решетки в виде продольных параллельных секций, содержащих один или несколько рядов сепарационных элементов, которые снабженных отдельными желобами с уклоном днищ к середине.

Однако не решен вопрос повышения надежности за счет обеспечения обслуживания и диагностики секции над верхней решеткой. Кроме того, наличие секционированного бункера приводит к увеличению высоты (и соответственно - металлоемкости) аппарата, а наличие кольцевого зазора между секциями бункера и корпусом аппарата приводит к ограничению количества циклонных элементов, что уменьшает его производительность или эффективность.

Таким образом, целью изобретения является повышение надежности и эффективности работы сепаратора, а также снижение его металлоемкости.

Поставленная цель достигается за счет того, что в сепараторе, включающем цилиндрический корпус со штуцерами входа и выхода газа, циклонными элементами, установленными между двумя решетками, с тарелкой, размещенной под нижней решеткой с проходом в осевой зоне, кромки которой герметично соединены обечайкой с кромками прохода нижней решетки, а полость между нижней решеткой и тарелкой соединена патрубком с выходом примесей. Верхняя решетка сепаратора может быть снабжена лазом, а тарелка выполнена в виде наклонной к оси сепаратора поверхности.

На фиг.1 изображен эскиз сепаратора.

На фиг.2 - сечение по А-А.

На фиг.3 - исполнение верхней решетки с лазом.

На фиг.3 и 4 - вариант исполнения тарелки в виде наклонной к оси сепаратора поверхности.

Сепаратор включает в себя корпус 1, патрубки входа 2 и выхода 3 газа, верхнюю 4 и нижнюю 5 решетки, между которыми монтируются циклонные элементы 6. Под нижней решеткой 5 смонтирована тарелка 7 с осевым проходом, кромки 8 которой герметично соединены обечайкой 9 с кромками прохода в нижней решетке 5; полость 10 между нижней решеткой 5 и тарелкой 7 снабжена патрубком выхода примесей 11.

В сепараторе у патрубка входа газа смонтировано устройство 12 для предварительной очистки газа. Над сборником примесей в нижней части аппарата смонтирован защитный лист 13, образующий полость 14 для дополнительной очистки газа. Выход отсепарированных примесей из аппарата осуществляется через патрубок дренажа 15. Верхняя решетка может быть снабжена лазом 16 для обслуживания верхней полости 17.

Обечайка 9 является одновременно лазом для обслуживания и зачистки пространства между циклонными элементами, а лаз 16 позволяет обслужить зону 17, что повышает надежность работы сепаратора.

Работает сепаратор следующим образом. Загрязненный мехпримесями и жидкостью газ через штуцер 2 вводится в корпус 1 сепаратора, где попадает в устройство предварительной очистки газа 12. Узел 12 одновременно обеспечивает организованное вращательное движение газа в полости 14 сепаратора между тарелкой 7 и защитным листом 13. Здесь происходит дополнительная очистка газа.

Достаточно очищенный газ, вращаясь, поступает в обечайку 9 и далее в пространство между решетками 4 и 5, где распределяется между циклонными элементами 6, на которых происходит окончательная очистка газа. Очищенный газ поступает в полость 17 сепаратора над верхней решеткой и далее в штуцер 3 выхода газа. Выделенные из газа примеси осаждаются в полости 10 между нижней решеткой 5 и тарелкой 7, откуда выводятся через патрубок 11 из аппарата. Отделенные в устройстве 12 и в полости 14 аппарата примеси поступают в сборник примесей и выводятся через патрубок дренажа 15.

Использование данного изобретения позволяет повысить надежность и эффективность сепаратора, снизить его металлоемкость и повысить производительность.

Повышение надежности предложенного сепаратора обеспечивается возможностью обслуживания всех зон аппарата, а своевременная очистка циклонов способствует повышению его эффективности.

Снижение металлоемкости обеспечивается отсутствием люка-лаза над верхней решеткой 4, что позволяет уменьшить высоту аппарата и исключить площадку для обслуживания люка-лаза.

Повышение производительности обеспечивается увеличением количества циклонных элементов на 8-10% за счет замены кольцевого зазора осевым проходом.

Изобретение предназначено для отделения газового потока от жидкости и мехпримесей и может быть использовано на газовых и нефтяных промыслах, а также на компрессорных станциях магистральных газопроводов и относится к области очистки газа на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности. Сепаратор включает корпус с патрубками входа и выхода газа и дренажа, верхнюю и нижнюю решетки, между которыми монтируются циклонные элементы. Под нижней решеткой размещена тарелка с проходом в осевой зоне, кромки которой герметично соединены обечайкой с кромками прохода нижней решетки, а полость между нижней решеткой и тарелкой соединена с патрубком выхода примесей. У патрубка входа газа установлено устройство для предварительной очистки газа. Над сборником примесей в нижней части аппарата смонтирован защитный лист, образуя полость для дополнительной очистки газа. Технический результат: повышение надежности и эффективности работы сепаратора, снижение его металлоемкости и повышение производительности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Сепаратор, включающий корпус с патрубками входа и выхода газа и дренажа, верхнюю и нижнюю решетки, между которыми монтируются циклонные элементы, отличающийся тем, что под нижней решеткой размещена тарелка с проходом в осевой зоне, кромки которой герметично соединены обечайкой с кромками прохода нижней решетки, а полость между нижней решеткой и тарелкой снабжена патрубком выхода примесей, при этом верхняя решетка снабжена лазом.2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что тарелка выполнена в виде наклонной к оси сепаратора поверхности.