Многоканальный центробежный сепаратор Советский патент 1985 года по МПК B01D45/12 B04C3/00 

Изобретение относится к устройствам для отделения капельной жидкости от потока газа и может применяться в газовой, нефтехимической и других отраслях промьшшенности для очис ки газов или для извлечения из них ценных .продуктов.-

. Известен газосепаратор для очистки природного газа от конденсата, включающий цилиндрический корпус с та1ггенциаль:1ым вводом газа и установо анную внутри корпуса контактную тарелку, на которой размещены сепарационные элементы с цилиндрическими патрубками, имеющими тангенциальные прорези на входе,и устройства для отвода жидкой пленки на выходе, состоящие из соединенных между собой конической отражательной поверхности и внешнего отбойного цилиндра, обра-. зующих с сепарационньп патрубком лабиринтный канал СОНедостатком указанного сепаратора является низкая эффективность сепарации при высоком начальном конденсатном факторе. При вертикальном расположении сепарационньк патрубков i

длина патрубка ограничивается условием устойчивости пленки жидкости в вое

ходящем потоке газа и не превьшает 45 диаметров патрубка. При большей длине патрубка начинается процесс волнообразования на стенках сепарационного патрубка, сопровождающийся разрушением жидкостной пленки и уносом капель жидкости с потоком газа. В то же время наиболее высокая эффективность сепарации (особенно тонкодисперсных капель жидкости) достигает :;я при длине сепарационного патрубка, в 8-10 раз превышающей его диаметр, что не может быть вьшолнено при вертикальном расположении сепарационньк патрубков.

Известен также горизонтальный многоканальный центробежньш сепаратор, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода газа и отсепарированной жидкости, установленное внутри корпуса множество вихревых трубок с завихрителями во входной части и. пазами для отвода жидкости в выходной части вьшолненными в виде кольцевых разрывов 2.1, Сепарация жидкости происходит внутри каждой вихревой трубки под действием центробежных сил благодаря закрутке потока, Отсепарированная жидкость стекает из вихревых трубок через кольцевые разрывы и удаляется из сепаратора через патрубок отвода жидкости. Благодаря горизонтальному расположению вихревых трубок и достаточной их длине сепаратор обеспечивает вы(рокую эффективность разделения газа и жидкости.

Недостатком указанного сепаратора является повьщ1енный вторичный унос жидкости, вызываемый тем, что отсепарированная жидкость, стекающая из пазов, попадает в пазы нижерасположенньгх трубок, вновь подхватывается потоком газа и уносится с ним. Это снижает эффективность сепарации.

Наиболее близким к предложенному устройству является сепаратор З, содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, трубные доски с закрепленными на них вихревыми трубками, имеющими пазы для отвода жидкости, расппоженные в нижней части трубок.

Недостатком сепаратора является то, что отсепарированная жидкость стекает на ниже расположенные трубки и попадает по их стенкам внутрь трубок за счет вторичньгх вихревых течений, что снижает эффективность сепарации.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации путем предотврщения вторичного уноса отсепарированной жидкости, достигается тем, что в многоканальном центробежном сепараторе, содержащем горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, трубные доски с закреплеными на них выхревыми трубками, имеющими пазы с продольными кромками для отвода жидкости, расположенные в нижней части трубок, продольные кромки пазов выполнены отогнутыми наружу.

Пазы целесообразно выполнить на расстоянии не менее 10 диаметров вихревых трубок от завихрителя, а отгиб кромок пазов выполнить на ширину, превьш1ающую диаметр вихревой трубки. При этом исключается захват отсепарированных капель потоком газа.

Благодаря такому конструктивному выполнению вихревых трубок над каждым пазом для отвода жидкости образуются козырьки, исключающие попадание в поток газа отсепарированной в вьше расположенных трубках жидкости. Длину паза необходимо выбирать из условия полного отвода отсепарированной жидкости от вихревых трубок Испытания вихревых трубок в стендовых условиях на прозрачной модели показали, что отсепарированная жидкость движется по стенкам трубки в виде отдельных струйных витков.Выполнение паза с длиной, превьппающей длину витка закрученного потока, спог собствует полному отводу жидкости из вихревой трубки. Длина витка и соо ветственно длина .паза зависят от конструкции завихрителя (величины тангенциальной и аксиальной составляюпщх скорости потока на выходе из завихрителя), диаметра и шероховатости стенок вихревых трубок, расстояния между завихрителем и пазом и определя ются расчетным или зкспериментальным путем. Экспериментальным путем установлено, что для стальных труб при распо- ложении паза на расстоянии 10-15 диаметров вихревой трубки длина паза ;. может быть определена из зависимости , йд - длина паза для отвода жидкости; X/,W - соответственно, аксиаль ная и тангенциальная сос тавляющие скорости поток на выходе из завихрителя d - диаметр вихревой трубки.

Коэффициент 2 учитывает затуха- ние тангенциальной скорости потока на длине (10-15) с/ от завихрителя.

На фиг. 1 изображен предлагаемый сепаратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Сепаратор содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с патрубком 2 ввода газожидкостной смеси, патрубком 3 выхода очищенного газа и пат- 50 рубком А отвода отсепарированной жидкости. Внутри корпуса 1 в трубных решетках 5 и 6 установлены вихревые трубки 7 с завихрителями 8 на входе и пазами 9 на выходе. Пазы 9 55 вьтолнены в нижней части трубок 7. Кромки 10 пазов трубок 7 отогнуты по длине пазов наружу.

Как видно из таблицы, в многоканальном сепараторе эффективность сепарации всех рядов вихревых трубок одинакова и достигает 98-99%, а эффективность сепарации в вихревых трубках с кольцевым разрывом, начиная с четвертого ряда, не превьш1ает 90%. Сепаратор работает следующим образом. Разделяемую газожидкостную смесь подают через патрубок 2 в трубки 7 и закручивают с помощью завихрителей 8. Под действием центробежных сил капли жидкости отбрасываются на стенки трубок 7 и перемещаются в виде спиральных струй к выходному концу.Достигнув пазов 9, жидкость стекает по кромкам 10 и удаляется из сепаратора через патрубс; 4. Наличие кромок 10, имеющих форму козырьков, предотвращает попадание отсепарированной жидкости в пазы ниже расположенных трубок 7. Очищенный газ выводят из сепаратора через патрубок 2. При высоком конденсатном факторе возможна сепарация жидкости из газа под действием,гравитационных сил до входа в трубки 7. В этом случае целесообразно установить дополнительный патрубок для отвода жидкости из зоны между патрубком 2 и трубной решеткой 5. Испытания многоканальных сепараторов в стендовых условиях показали, что при выполнении пазов в виде кольцевых разрывов эффективность сепарации ниже расположенных рядов выхревых трубок ниже, чем верхних рядов. , Сравнительная характеристика эффективности предлагаемого сепаратора и базового объекта 2 приведена в таблице.

Таким образом, предлагаемый многоканальный центробежный сепаратор позволит повысить эффективность сепарации за счет исключения вторичного уноса жидкости.

Внедрение предлагаемого сепаратора на установках осушки и очистки

газа в производственном объединении Оренбурггаззавод позволит получить годовой экономический эффект 70 тыс. руб. на один сепаратор по сравнению с базовым сепаратором за счет снижения потерь абсорбента с газом из сепараторов.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЬПТ СЕПАРАТОР, содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода и вывода газа и жидкости, трубные доски с закрепленными на них вихревьгми трубками, имеющими пазы с продольными кромками для отвода жидкости, расположенные в нижней части трубок, о тличающийся тем, что, с целью повьшгения эффективности сепарации путем исключения вторичного уноса отсепарированной жидкости, продольные кромки пазов выполнены отогнутыми наружу. (Л ;о 05 VI |

Ю