Центробежный сепаратор Советский патент 1983 года по МПК B04C3/00 

Изобретение относится к химическому и нефтяному машиностроению, а именно к аппаратам для очистки газа от жидкости в газовой и нефтяной промьшшенности, и может быть использовано в других областях техники, например в энергетической промышленности. Известен центробежный сепаратор, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, цилиндрическую сепарационнуютрубу , на входе в которую размещен завихритель и рециркуляционный канал, а выходной конец образует с патрубком вывода газа кольцевой канал для отвода газожидкостной смеси 1 . Недостатком известного устройства яв ляется ограничение егр газовой или жидкостной нагрузки (производительности) уносом жидкости из сепаратора. Унос жидкости появляется при превьплении допустимой производительности и связан со срывом уже отсепарированных капель с поверхности пленки жидкости, -. двюку, щейся по внутренней стенке сепараци.онной трубы. Величина уноса жидкости опре деляется скоростью газа в сеттарационной груба, которая (при эаданной газовой и жидкостной нагрузке сепаратора) определяется геометрическими размерами (диаме ром в большей степени, и длиной1| вихревой трубы. Повысить производительность известгной конструкции сепаратора можно за сче увеличения геометрических размеров, например диаметра сепарационной трубы. Однако такое увеличение неизбежно ведет к увеличению габаритов сепаратора в целом (ввиду необкодимости соблюдения всех геометрических .соотношений), его веса, металлоемкости, увеличению затрат на изготовление, транспортирование, монтаж. Известен центробежный сепаратор, содержащий горизонтальный корпус с осевой входной трубой и размешенным, в ней за вихри телем, последовательно установлен№ соосно входной трубе сепарационные трубы, которые образуют между собой и вхо ной трубой кольцевые щели для отвода oi сепарированной жидкости с частью газа в объем корпуса. Против выходного отвер стия последней по ходу газа сепарационн трубы установлен конический дефлектор, служащий для отделения оставшихся в основном потоке газа капель жидкости, кот рые отделяются на конической повертност дефлектора и под действием сил тяжести стекают в объем корпуса сепаратора и да лее в нижерасположенный сборник жидкости. Очищенный газ из сепарационных труб выходит из корпуса сепаратора через Bbiхоануютрубу.установленную соосно с вхоаной и сепарационными трубами. По этойже трубе из корпуса .отводится часть основного потока газа, поступившая через кольцевые щели -в пространство между корпусом и сепарационными трубами С 2 . Недостатком данной конструкции является то, что с увеличение1у1 производительности количество отводимого через кольцевые щели продукта (отсепарированная жиакостьс частью основного потока газа) и его скорость увеличиваются.Выкоаяшая из кольцевых щелей жидкость более интенсивно аррбигся, попкватываетсявыхоаящэй вместе с ней частью газа, а затем вместе с основным потоком газа через трубу выхоаа выносится из сепаратора. Оановременно с этим отцепившийся на конической поверхности дефлектора и стекающая под действием сил тяжести в объем корпуса сепаратора жидкость также-интенсивно дробится основным потоком газа и частью газа, выходящего из кольцевых щелей, а затем через трубу выхода выносится из сепаратора. Таким образом, производительность сепаратора ограничена величиной, при которой в пространстве между корпусом и сепарационными трубаыи очистка потока газа может осуществляться с достагоч- ной эффективностью за счет действия сил гравитации. Известен центробежный газожидкостной сепаратор, содержащ ий корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, разделенный поперечной перегородкой на две сепарационные камеры, в первой из которых установлена сепарационная труба с завихрителем и рециркуляционными каналами на входе и укрепленным 6 центральном отверстии поперечной перегородки каплесъемника на выходе, в стенке второй камеры выполнены отверстия для вывода газа и жидкости Сз J . -, В сепараторе отсепарированной жидкости осуществляется в две ступени. В нижней части сепаратора отвод жидкости осуществляется по внутренней поверхности корпуса на тарелку. В верхней части жидкость отводится черед отверстия вместе с частью газа в пространство между сепараторами. Часть отводимого газа возвращается в основной поток, а жидкость под действием сил г аввгадии осаждает31Ося в виде капель или пленки на тарелку с наружной стороны сепаратора, С увеличением производительности сепа ратора увеличивается количество газа, которое отводится вместе с жидкостью через отверстия в верхней части. Происходит интенсивное дробление жидкости в отверстиях и. в пространстве за сепаратором и вынос капель в очищенный поток. Причём жидкости в очищенный поток выносится тем больше, чем выше производительность сепаратора. Ограничением производительности сепаратора является допустимая скорость части газа в npocTf ранстве за сепаратором, при которой осуществляется его эффективная очистка только за счет сил гравитации. Таким образом, общим недостатком известных конструкций является ограничение производительности уносом жидкости. Унос жидкости появляется при повышении производительности сепараторов Цель изобретения - повышение произвоаительности и обеспечение высокой степени сепарации за счет снижения вторичного уноса. Поставленная цель достигается тем, что центробежный сепаратор, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, разделенный поперечной перегородкой на дае сепарационные камеры, в первой из которых установлена сепарационная труба с завихрителем и рециркуляционным каналом на входе и укрепленным в центральном отверстии поперечной перегородки каплесъемником на выходе, снабжен установленной во второй камере продольной перегородкой, офазук щей со стенкой камеры щелевое отверстие а под ней в поперечной перегородке выпол нено отверстие. . 1изображен предлагаемый сеп.аратор; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 вариант выполнения сепаратора с несколькими отверстиями. Сепаратор содержит корпус 1 с патрубка ми 2 входа и выхода 3 газа ,4 выхода кидкости, сепарационную трубу 5. Труба 5 может гь выполнена с разрывами (зазо рами) для многоступенчатого отвода жидко-я сто и свабЬкена со стороны вкода газа за ввхритепем 6 и каналом 7 рециркуляшга, а со CTopotffit выхода газа каплесъемником 8. Завихри гель мoжet быть осевым шга гевгешшальным, а канал рециркуляции с подводом как в осевую, гак и пристенную зону вихревой трубы. Кацлесъемник укреплен в центральном отверстии поперечной перегородки 9. В поперечной перегородке 184 . . выполнено одно или несколько огвертий 10. Каплесъемник 8, поперечная пе- регородка 9, корпус 1 и патрубок 3 .выхоа газа ограничивают вторую камеру 11 епарации, диаметр которой определяется внутренним диаметром корпуса сепаратора 1 и всегда больше внутреннего диаметра трубы 5. В этой зоне расположена продольная перегородна 12, которая присоединена к поперечной перегородке 9 и корпу-су сепаратора 1 таким образом, что с одной стороны с корпусом она образует щелевое отверстие 13. Отверстие Ю ; соединяет полость между продольной перегородкой 12 и корпусом 1с полостьюмежду трубой 5 и корпусом 1. Сетаратор работает следукшим офазом. Газожидкостная смесь через патрубок 2 входа поступает в трубу 5. Проходя завихритель 6, газожидкостная смесь приоб-. ретает вращательное движение. Жидкость за счет центробежных сил отделяется от газового потока попадает на внутреннюю поверхность трубы 5. и в виде плёнки движется к каплесъемнику 8,где попадает в кольцевой канал 14 с частью газа рециркуляции и отводится в полость меисду трубой 5 и корпусом 1. Здесь жидкость отделяется от газа рецир|Еуляции, который далее поступает в канал 7 рециркуляции. При повьпиении газовой или жидкостной нагрузки происходит срыв части отсепарированной жидкости с поверхности трубы и вынос ее в камеру 11 основным потоком газа, который в камере 11 соз раняет ; интенсивное вращение. Интенсивное вращение газового потоки в камере 11 способствует отделению от газового потока унесенных из труб капель жидкости, которые оседают на внутренней поверхности корпуса 1 и вращаются в направлении вращения гбизового потока (показано стрелкой), . Через щелевое отверстие 13 между корпусом 1 и перегородкой 12 пленка жидк(х:ти попадает в полость между перегородкой 12 и корпусом 1, а очищенный поток газа направляется к патрубку 3 выхода газа и Ьтводится из сепаратора. Вращакядийся поток основного газа создает избыток давления в полости между перегородкой 12 и корпусом 1 по сравнению с давлением в полости между трубой 5 и корпусом 1. Отделившаяся жидкость за счет избытка давления через, отверстие 10 (или несколько отверстий), выполненное в поперечной перегородке 9,

с частью газа огводигся в полость между трубой 5 и корпусам 1. Жидкость (вместе с жидкостью, отделенной каппесъемником 8) отводится из сепаратора через патрубок 4 выхода жидкости, а часп основного потока, прошедшая через отверстие 10, поступает в трубу 5 через канал 7 циркуляции.

При однаковой степени сепарации в предлагаемом сепараторе газовая нагрузка может быть повышена в 1,67 раза, жидкостная - в 1,43 раза.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАР ТОР, содержащий корпус с патрубками для ввода н вывода газа и жидкости, раэдепенный поперечной. перегородкой на две сепарационшле камеры, в первой из которых }становпена сепарационная труба с заверителем н рециркуляционным каналом на входе и укрепленным в центральном отверстии псиеречной перегородки каплесъемником на выходе, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и обеспечения высокой степени сепарации за счет снижения вторичного уноса, он снабжен установленной во второй камере продольной перего одкой образующей со стенкой камеры щелевое отверстие, а поД ней в поперечной перегородке выполнено отверстие.

/1-/4

(pue.Z