Газораспределительное устройство Российский патент 2021 года по МПК B01D45/04 B01D53/26 

Изобретение относится к газораспределителям, используемым в технологических аппаратах для проведения процессов отделения жидкой фазы от газовой и массообменных процессов в системе газ-жидкость, и может быть использовано в газодобывающей, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности.

Известен распределитель газожидкостного потока для технологических аппаратов, установленный внутри корпуса технологического аппарата против входного патрубка ввода газожидкостного потока, содержащий корпус, образующая которого выполнена из смонтированных на каркасе секций, внутри распределителя расположены элементы, выполненные в виде элементов переменного сечения с постепенно уменьшающими диаметр входного патрубка по длине распределителя, боковая поверхность корпуса, образованная указанными секциями, представляет собой цилиндрическую форму, при этом каждая секция состоит из рядов последовательно расположенных разделенных определенным расстоянием пластин, указанные пластины размещены радиально на боковых сторонах распределителя, а в смежных рядах установлены с различными углами наклона относительно входного патрубка ввода газожидкостного потока.

Преимущественное выполнение, когда пластины секций выполнены с загибами или пластины секций выполнены с вырезами;

Преимущественное выполнение, когда элементы переменного сечения выполнены в виде колец или в виде пластин, см. RU №171150 U1, B01D 50/00 (2006.01), B01D 45/12 (2006.01), 2017.

Недостатками известного устройства являются недостаточная равномерность распределения газового потока, громоздкость и повышенная материалоемкость, сложность изготовления и монтажа.

Наиболее близким по технической сущности является газораспределительное устройство аппарата для отделения жидкой фазы от газообразной при массообменных процессах, установленное внутри корпуса аппарата против патрубка ввода газа с зазором к корпусу и выполненное в виде шестиугольной призмы, на боковых сторонах которой установлены блоки из гофрированных листов, гофры которых в смежных листах выполнены перекрестно, призма имеет соосно расположенный внутренний цилиндр, имеющий щели или перфорацию, цилиндр по длине разделен на секции кольцевыми дисками с диаметрами отверстий, уменьшающимися от патрубка ввода газа.

Преимущественное выполнение, когда пространство между шестиугольной призмой и внутренним цилиндром заполнено нерегулярной насадкой, см. RU Патент 2394623, МПК B01D 3/00 (2006.01), B01D 3//32 (2006.01), 2010.

Недостатками устройства являются сложность конструкции, большая металлоемкость, недостаточно равномерное распределение газового потока.

Проблема распределения газового потока при использовании элементов переменного сечения связана с тем, что при деформации потока, набегающего на кольцевые диски или пластины, большая его часть движется вдоль этих элементов. В результате чего, при равномерности распределения расходов газа между секциями, профиль скорости выходящего газа в каждой секции остается неравномерным. Вызвано это равномерной плотностью сепарирующего слоя, которая характеризуется постоянным коэффициентом гидравлического сопротивления и не способна оказывать достаточное влияние на профиль скорости газового потока.

Технической проблемой является упрощение конструкции газораспределительного устройства, снижение металлоемкости, более равномерное распределение газового потока.

Техническая проблема решается тем, что газораспределительное устройство аппарата для отделения жидкой фазы от газообразной при массообменных процессах, установленное внутри аппарата, содержит цилиндр с выполненными в образующей его стенке щелями или перфорацией, при этом патрубок ввода газа, установленный в аппарате, соединен с указанным цилиндром газораспределительного устройства, наружная поверхность цилиндра снабжена многослойной сеткой, а цилиндр разделен по длине на секции кольцевыми дисками с диаметрами отверстий, уменьшающимися по направлению от патрубка ввода газа, при этом плотность слоев сетки в каждой секции увеличивается по направлению от патрубка ввода газа.

Решение технической задачи позволяет упростить конструкцию газораспределительного устройства, снизить его металлоемкость, осуществить более равномерное распределение газового потока.

На Фиг. 1 изображен вид на газораспределительное устройство в аксонометрии, на Фиг. 2 изображена одна секция, на Фиг. 3 изображено газораспределительное устройство в аппарате.

Газораспределительное устройство 1 для отделения жидкой фазы от газообразной при массообменных процессах, установлено внутри аппарата 2, см. Фиг. 3, Фиг. 1 и Фиг. 2, и содержит, цилиндр 4 с выполненными в образующей его стенке щелями или перфорацией 5, при этом патрубок ввода газа 3, установленный в аппарате 2, соединен с цилиндром 4 газораспределительного устройства 1, наружная поверхность цилиндра 4 снабжена многослойной сеткой 8, а цилиндр 4 разделен по длине на секции 6 кольцевыми дисками 7 с диаметрами отверстий, уменьшающимися по направлению от патрубка ввода газа 3, плотность слоев сетки 8 в каждой секции 6 увеличивается по направлению от патрубка ввода газа 3.

Газораспределительное устройство 1 для отделения жидкой фазы от газообразной при массообменных процессах работает следующим образом.

Газовую фазу с содержащимися в ней дисперсными частицами подают через патрубок ввода газа 3 в цилиндр 4 газораспределительного устройства 1, установленного внутри аппарата 2. Поток газа, проходя по цилиндру 4, который разделен по длине на секции 6 кольцевыми дисками 7, распределяется между ними при помощи кольцевых дисков 7 с диаметрами отверстий, уменьшающимися от патрубка ввода газа 3, которые выравнивают расход газа между секциями 6. Далее поток через щели или перфорацию 5, выполненные в образующей стенке цилиндра 4, проходит в многослойную сетку 8. При этом увеличивающаяся от патрубка входа газа 3 в секциях 6 плотность слоев сетки 8 и связанное с ней гидравлическое сопротивление сглаживают поле скорости газового потока на выходе из многослойной сетки 8. Кроме того, на поверхности сетки под действием инерционных сил происходит осаждение дисперсных частиц жидкости и образование жидкой пленки, которая под действием гравитационных сил стекает вниз.

Конструкция устройства позволяет подавать его в аппарат через люк и легко монтировать в новые и существующие аппараты.

Таким образом, заявляемая конструкция газораспределительного устройства для отделения жидкой фазы от газообразной при массообменных процессах позволяет более равномерно распределить газовый поток за счет выравнивания расхода газа между секциями и сглаживания поля скорости газового потока на выходе из многослойной сетки, а также снизить металлоемкость и значительно упросить его конструкцию.

Заявляемый объект прошел промышленные испытания в газовом сепараторе и показал хорошие результаты.

Изобретение относится к газораспределителям, используемым в технологических аппаратах для проведения процессов отделения жидкой фазы от газовой и массообменных процессов в системе газ-жидкость, и может быть использовано в газодобывающей, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности. Газораспределительное устройство аппарата для отделения жидкой фазы от газообразной при массообменных процессах, установленное внутри аппарата, содержит цилиндр с выполненными в образующей его стенке щелями или перфорацией. Патрубок ввода газа, установленный в аппарате, соединен с указанным цилиндром газораспределительного устройства. Наружная поверхность цилиндра снабжена многослойной сеткой, а цилиндр разделен по длине на секции кольцевыми дисками с диаметрами отверстий, уменьшающимися по направлению от патрубка ввода газа. Плотность слоев сетки в каждой секции увеличивается по направлению от патрубка ввода газа. Технический результат: упрощение конструкции, снижение металлоемкости, осуществление более равномерного распределения газового потока. 3 ил.

Газораспределительное устройство аппарата для отделения жидкой фазы от газообразной при массообменных процессах, установленное внутри аппарата и содержащее цилиндр с выполненными в образующей его стенке щелями или перфорацией, при этом патрубок ввода газа, установленный в аппарате, соединен с указанным цилиндром газораспределительного устройства, наружная поверхность цилиндра снабжена многослойной сеткой, а цилиндр разделен по длине на секции кольцевыми дисками с диаметрами отверстий, уменьшающимися по направлению от патрубка ввода газа, при этом плотность слоев сетки в каждой секции увеличивается по направлению от патрубка ввода газа.