Газожидкостный распределитель Российский патент 2024 года по МПК B01D3/32 B01D45/08 B01D53/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к газораспределителям, используемых в технологических аппаратах для проведения процессов отделения жидкой фазы от газовой, и может быть использовано в газодобывающей, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен распределитель газожидкостного потока, установленный внутри корпуса технологического аппарата против входного патрубка ввода газожидкостного потока с зазором к нему, 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, отличающийся тем, что 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. (Описание полезной модели к патенту РФ №171 150, МПК B01D 50/00, Опубликовано 22.05.2017).

Недостатками известного устройства являются недостаточная степень сепарации мелкодисперсных потоков, большие габаритные размеры, как следствие, повышенная металлоемкость, сложность изготовления и монтажа.

Известен пленочный аппарат, содержащий корпус с технологическими штуцерами, разделенный горизонтальными перегородками на камеры для ввода и вывода жидкости и газа, контактные трубы с распределительными патрубками и винтовыми спиралями, газожидкостные распределители, выполненные из профилированных пластин, размещенных тангенциально распределительным патрубкам с образованием щелей для прохода газа и снабженных заглушками и каналами для прохода жидкости, полость которых через отверстия в заглушке сообщена с камерой ввода жидкости и кольцевым зазором, образованным контактной трубой и распределительным патрубком, отличающийся тем, что контактные трубы и распределительные патрубки размещены с зазором L относительно нижних торцов профилированных пластин газожидкостных распределителей, которые прижаты к поверхности нижней горизонтальной перегородки камеры для ввода газа, а в корпусе аппарата установлена дополнительная горизонтальная перегородка, образующая камеру для дисперсных частиц, причем к пластинам газожидкостного распределителя прикреплены дополнительные пластины с образованием герметичных полостей, снабженных патрубками для ввода и вывода теплоносителя. (Описание изобретения к патенту РФ №2324517, МПК B01D 3/28, опубликовано 20.05.2008).

Недостатками этого устройства являются недостаточная степень сепарации мелкодисперсных потоков, громоздкость и повышенная материалоемкость, сложность изготовления и монтажа.

Известен также сепаратор для отделения жидкости и примесей из газового потока, включающий корпус, снабженный патрубком входа газожидкостной смеси и выходным патрубком, сборником жидкости, ориентированной к вертикали жалюзийной насадкой с карманами и с жалюзи, установленными с зазором друг к другу, отличающийся тем, что жалюзи насадки выполнены из соединенных между собой прямоугольных неравнополочных уголков, а карманы насадки для улавливания и стока жидкости с примесями выполнены посредством соединения меньшей полки одного неравнополочного уголка с большей полкой смежного неравнополочного уголка таким образом, что карманы расположены со стороны патрубка входа газожидкостной смеси, при этом неравнополочные уголки жалюзи установлены вертикально или под наклоном их верхней части к упомянутому патрубку входа. (Описание изобретения к патенту РФ №2457888, МПК B01D 45/08, опубликовано 10.08.2012).

Недостатками известного устройства являются недостаточная степень сепарации мелкодисперсных потоков при больших значениях фактора скорости в патрубке ввода газа.

Известен газожидкостный распределитель, установленный внутри корпуса аппарата, содержащий конструкцию из верхнего и нижнего оснований, лопастей с уловителями, при этом лопасти расположены по обе стороны пол углом относительно движения потока жидкости, причем уловительвыполнен в виде кармана и представляет собой приваренную к краю лопасти пластину, имеющую форму крючка, конец которого заходит за край лопасти. Входное устройство для текучей среды отклоняется от основного направления течения газа на угол, составляющий, по меньшей мере, 10° или более, предпочтительно на 20° или более, и не более 75° или менее, предпочтительно не более 65° или менее. (Описание изобретения к патенту РФ №2 397 001, МПК B01D 3/00, опубликовано 20.08.2010).

Отличается тем, что лопатки выполнены криволинейными, с отсекающей прямолинейной частью, а также имеется недостаточная степень сепарации мелкодисперсных потоков.

Известно устройство подачи сырья в массообменный аппарат, в котором направляющие лопатки ориентированы навстречу движению потока сырья, параллельны между собой, угол поворота лопатки относительно кромки распределительного устройства составляет 20°-70°. (Описание изобретения к патенту РФ №2773283, МПК B01D 53/18, опубликовано 01.06.2022).

Отличается тем, что распределительное устройство имеет общую часть и два направляющих канала, выполненных V- образно, имеется также недостаточная степень сепарации мелкодисперсных потоков.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей создания изобретения является повышение качества сепарации мелкодисперсных потоков.

Решение поставленной задачи достигается тем, что газожидкостный распределитель, установленный при помощи уголков внутри корпуса аппарата, выполнен в виде сварной конструкции из верхнего и нижнего оснований, имеющих прорези для точного позиционирования лопастей с уловителями, лопасти расположены по обе стороны параллельно друг к другу и под углом относительно движения потока жидкости; уловитель выполнен в виде кармана и представляет собой приваренную к краю лопасти пластину, имеющую форму крючка, конец которого заходит за край лопасти; лопасти расположены под углом ϕ₁ относительно движения потока жидкости, угол ϕ₁=50-70°.

Отличается тем, что края лопасти могут быть загнуты наружу под углом ϕ₂ относительно оси лопасти от 20 до 45 градусов.

Таким образом, техническое решение полностью выполняет задачу, стоящую перед изобретением, позволяет улучшить сепарацию мелкодисперсных потоков.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны, отвечают условиям предоставления правовой охраны и соответствует критериям патентоспособности.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 изображена конструкция устройства.

На фиг. 2 показано изменение направления потока рабочей среды по лопасти с карманом-уловителем и без него.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Газожидкостный распределитель включает:

1 - сварная конструкция из верхнего основания, имеющего прорези для точного позиционирования лопастей,

2 - сварная конструкция из нижнего основания, имеющего прорези для точного позиционирования лопастей и функция отвода уловленной жидкости,

3 - лопасти, расположенные по обе стороны под углом относительно движения потока жидкости,

4 - уловитель, позволяющий исключить явление вторичного уноса жидкости в связи со срывом с границы лопастей,

5 - уголки, служащие для крепления устройства к корпусу аппарата.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что газожидкостный распределитель, используемый для отделения жидкой фазы от газообразной, установлен при помощи уголков 5 внутри технологического аппарата. Распределитель выполнен в виде сварной конструкции, состоящей из верхнего 1 и нижнего 2 оснований, имеющих прорези для точного позиционирования лопастей. Лопасти 3, выполняющие функцию перераспределения газожидкостного потока и отвода уловленной жидкости, расположены по обе стороны под углом относительно движения потока жидкости. Угол наклона лопастей можно изменять в зависимости от скорости потока жидкости от 50 до 70 градусов, то есть угол ϕ₁=50-70°. Для обеспечения повышенной сепарации мелкодисперсных потоков концы лопасти имеют наклон относительно самой лопасти с загибом наружу от 20 до 45 градусов, то есть угол ϕ₂=20-45°. Для повышения качества сепарации мелкодисперсных потоков имеется уловитель 4, выполненный в виде кармана, и представляет собой приваренную к краю лопасти пластину имеющую форму крючка, конец которого заходит за край лопасти.

Предлагаемая конструкция распределителя газожидкостного потока работает следующим образом.

Входной поток, состоящий из газа и мелкодисперсных частиц жидкости, поступает в распределитель газожидкостного потока из входного патрубка (не показан).

Расположенные вдоль оси распределителя газожидкостного потока лопасти, выполненные в виде пластин, обеспечивают равномерное распределение входного потока по его длине, обеспечивая равномерную загрузку. Форма расположения лопастей обеспечивает максимально равномерное распределение входного потока без мертвых зон вдоль всей длины распределителя при прохождении. Ряды последовательно расположенных пластин, размещенных под углом на боковые стороны распределителя, разделяют общий входной поток на множество разнонаправленных потоков, которые, проходя через щели между соседними лопастями, под действием инерционных сил приводят к осаждению на поверхности пластин мелкодисперсных частиц жидкости. Осажденные мелкодисперсные частицы за счет изменения направления по изгибу лопасти попадают в уловитель в виде кармана, на внутреннюю часть крючка по которому стекают в сборник жидкости (не показан).

Газ, отделенный многократно на лопастях, отбирается из корпуса по выходному патрубку (не показан).

Материальное исполнение распределителя газожидкостного потока -конструкционная низколегированная или нержавеющая сталь (преимущественное исполнение), лопасти и пластины уловителя могут быть изготовлены из тонколистого металла. Для соединения между собой элементов конструкции распределителя используют известные методы и стандартные средства. Технологические параметры распределителя определяют в соответствии с производственными условиями эксплуатации.

Заявляемая конструкция распределителя газожидкостного потока позволяет расширить ассортимент аналогичной продукции, добиться равномерного распределения газожидкостного потока по сечению аппарата, что позволяет повысить качество сепарации мелкодисперсных потоков.

Заявляемый объект прошел промышленные испытания в газжидкостном сепараторе и показал хорошие результаты, может быть реализован промышленным способом в условиях серийного производства.

Изобретение относится к газораспределителям, используемым в технологических аппаратах для проведения процессов отделения жидкой фазы от газовой, и может быть использовано в газодобывающей, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности. Газожидкостный входной распределитель установлен при помощи уголков внутри корпуса аппарата, содержит сварную конструкцию из верхнего и нижнего оснований, имеющих прорези для точного позиционирования лопастей с уловителями. Лопасти расположены по обе стороны параллельно друг другу под углом относительно движения потока жидкости. Уловитель выполнен в виде кармана и представляет собой приваренную к краю лопасти пластину, имеющую форму крючка, конец которого заходит за край лопасти. Лопасти расположены под углом ϕ₁=50-70° относительно движения потока жидкости, края лопасти загнуты наружу относительно оси лопасти под углом ϕ₂=20-45°. Технический результат: улучшение сепарации мелкодисперсных потоков. 2 ил.

Газожидкостный распределитель, установленный при помощи уголков внутри корпуса аппарата, содержащий сварную конструкцию из верхнего и нижнего оснований, имеющих прорези для точного позиционирования лопастей с уловителями, лопасти расположены по обе стороны параллельно друг другу и под углом относительно движения потока жидкости; уловитель выполнен в виде кармана и представляет собой приваренную к краю лопасти пластину, имеющую форму крючка, конец которого заходит за край лопасти; лопасти расположены под углом ϕ₁ относительно движения потока жидкости, угол ϕ₁=50-70°, отличающийся тем, что края лопасти загнуты наружу под углом ϕ₂ относительно оси лопасти, угол ϕ₂=20-45°.