Сепаратор Советский патент 1984 года по МПК B01D45/00 

Изобретение относится к устрой для очистки вэрывоопасных газов (например, ацетилена) от капель ной влаги в системах, находящихся под избыточным давлением, и может быть использовано в химической и газовой промьшшенности, промьшшенной энергетике и других отраслях народного хозяйства. Известны инерционные сепараторы поверхностного типа, содержащие цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и поверхность осаждения капель tl 3. Однако вследствие вторичного уноСа жидкости в таком устройстве снижается эффективность сепарации, а из-за увеличения скорости газа по вьшаются затраты энергии. Таким образом, снижается эффективность сепа ратора по основным показателям назначения. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и дистигаемому результату является сепаратор, соде жащий вертикальный цилиндрический корпус с днищами, подводящий и верт кальный патрубки, последний из кото рых прикреплен к нижнему днищу, и набор коаксиально расположенных в к пусе труб, образующих между собой проточную часть .2J. Эффективность такой конструкции ограничена из-за неравномерности скоростей и массовых расходов фаз в проточной части, что проявляется в виде вторичного уноса жидкости на участке проточной части между стенками корпуса и первой (по ходу газа трубы вблизи сечения входного патру ка. Кроме того, для такой, сепарато характеризуется взрыоопасностью кор пуса при эксплуатации в системе взр воопасных газов. Так, при обратном ударе взрывной волны элементы, обра зующие проточную часть сепаратора, могут быть повреждены. Особенность компоновки проточней части сепарато ра не позволяют совместить в нем функции предохранительного устройст Поэтому для уменьшения взрывоопасно ти после сепаратора должен устанавл ваться затвор. Сухие затворы при эксплуатации требуют повьпиенных затрат энергии на прокачку газа, а водяные являются источником появления в с.истеме дополнительной влаги из-за уноса брызг. 8 2 Целью изобретения является повыщение эффективности и взрывобезопасности сепаратора. С этой целью сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищами, подводящий и вертикальный патрубки, последний из которых прикреплен к нижнему днищу, и набор коаксиально расположенных в корпусе труб, образующих между собой проточную часть, снабжен предохранительным устройством в виде разрывной мембраны, размещенной на верхнем днище против торца вертикального патрубка, а на поверхности ближайшей к корпусу трубы под острым углом к ее оси вьтолнены сплошные или прерывистые выступы. При этом верхнее днище снабжено фланцем для крепления предохранительного устройства. Кроме того, сепаратор снабжен сужающимся соплом и/или коагулятором, размещенными в подводящем патрубке. На чертеже показан сепаратор, общий вид. Сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами. Сбоку к корпусу присоединен горизонтальный 4, а к нижнему днищу - вертикальный 5 отводящие патрубки. Внутри корпуса при помощи коаксиальных труб 6 и 7, прикрепленных соответственно к верхнему и нижнему днищам, образован кольцевой лабиринтовый канал. Ближайшие к оси корпуса труба 7 является продолжением вертикального патрубка 5. Этим обеспечивается прямоточность внутреннего канала от вертикального патрубка до верхнего днища. Напротив торца трубы 7 на верхнем днище смонтировано предохранительное устройство. В частности, оно может быть выполнено в виде разрывной мембраны 8, закрепленной на фланце 9 при помощи кольца 10. На поверхности ближайшей к корпусу трубы 6 под острым углом к ее оси вьтолнены сплошные или прерывистые выступы 11. В патрубке, по которому подводится двухфазная (газожидкостная) неочищенная среда, установлено сужающееся сопло 12 или (и) коагулятор 13, например, сотового типа. Между трубой 7 и нижней частью корпуса 1 образована полость для сбора жидкости - поддон 14. 3. 1 В нижней части поддона имеется дренажный штуцер 15, Сепаратор в системе взрывоопасны газов работает следующим образом. Двухфазный поток через горизонтальный патрубок 4 и суживающееся сопло 12 поступает в полость кольце вого канала между корпусом 1 и трубой 6. В сопле 12 двухфазный поток ускоряется, и образующаяся струя обтекает трубу 6, что способствует осаждению капель жидкости на поверх ность ближайшей к корпусу трубы 6. Эффективность осаждения капель повы шается при установке в подводящем (горизонтальном) патрубке 4 коагулятора 13, способствующего укрупнению капель жидкости. Под действием нисходящего газового потока и силы тяжести образующаяся пленка жидкост подтекает к нижней кромке трубы 6 и в виде струек и капель стекает в поддон 14. Исследованиями установ лено, что при отсутствии на поверхности трубы 6 выступов основная масса газа.устремляется по пути наи меньшего сопротивления - только по части кольцевого канала, примыкающе го непосредственно к подводящему па рубку. По части поверхности трубы 6 обращенной к входному патрубку 4 (лобовой), стекает основная масса жидкости. Это приводит к локальной неравномерности отвода жидкости и снижает нагрузку сепаратора. При по вьпиении рабочего значения скорости газового потока струйк жидкости, стекающие с лобовой части, срываютс с нижней кромки трубЫ 6. Для предот вращения вторичного уноса жидкости и повьшения эффективности сепарации двухфазный поток перераспределяется при помощи выступов 11, вьтолненны на поверхности трубы 6 под острым углом к ее оси. При этом распределе ние жидкой фазы по периметру трубы 6 происходит под воздействием газового потока. Равномерный отвод жидкости по периметру трубы в поддон осуществляется за счет вьтолнения выступов прерывистыми. После высадки капель жидкости на поверхности трубы 6 очищенный газ из полости кольцевого лабиринтового канала между корпусом 1 и трубой 6 поступает в полость канала между трубами 6 и 7. Затем через зазор между верхним днищем 2 и торцом тру бы 7 поступает в трубу 7 и направляется к выходному патрубку 5. Отсепарированная жидкость собирается в поддоне 14 и удаляется из сепаратора через дренажный штуцер 15. Конструкция предлагаемого сепаратора обеспечивает безопасную эксплуатацию при обратном ударе взрывной волны. Взрьгеная волна через вертикальный патрубок 5 и трубу 7 движется к ее торцу, практически не испытывая сопротивления на своем пути и, подойдя к разрывной мембране 8, воздействует на нее. При этом энергия, необходимая для разрыва мембраны 8, меньше энергии, необходимой для прохода волны через сепаратор или повреждения его элементов. Разорвав мембрану 8, взрывная волна уходит за пределы сепаратора. Указанные обстоятельства позволяют эксплуати-. ровать сепаратор непосредственно в помещении (например, ацетиловой станции). Сепаратор может использован и в качестве выносной конструкции батарейного варианта сепарационного устройства. В этом случае двухфазная среда подводится по вертикальному патрубку 5, в котором устанавливается коагулятор 13, а на фланце 9 верхнего днища 2 устанавливается предохранительный клапан. Сепарация двухфазной среды осуществляется в лабиринтовом канале, образованном между трубами 7, 6 и корпусом 1. Очищенный газ удаляется из сепаратора через горизонтальный патрубок 4. Предложенная конструкция сепаратора допускает более высокие (примерно в 2-3 раза) рабочие скорости газа, чем известные устройства такого же назначения. При этом уровень очистки газа и затраты энергии сохраняются на прежнем уровне. В сепараторе по изобретению предусмотрена защита от обратного удара взрывной волны, что повышает безопасность труда и позволяет располагать устройство в помещении ацетиленовой станции. Кроме того, предотвращается поступление влаги в магистральный трубопровод, улучшается качество газа, повьшается культура производства. Возмолжость расположения сепаратора в помещении улучшает условия труда персонала, обслуживающего систему ацетилена в зимний период.

1. СЕПАРАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищами, подводящий и вертикальный патрубки, последний из которых прикреплен к нижнему днищу, и набор коаксиально расположенных в корпусе труб, образующих между собой проточную часть, отличающийся тем, что., с целью повьппения взрывобезопасности и эффективности работы, сепаратор снабжен предохранительным устройством в виде разрывной мембраны, размещенной на верхнем днище против торца вертикального патрубка, а на поверхности ближайщей к корпусу трубы под острым углом к ее оси выполнены сплошные или прерывистые выступы. 2.Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что верхнее днище снабжено фланцем для крепления предохранительного устройства. i (/) 3.Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен сужающимся соплом и/или коагулятором, размещенными в подводящем патрубке.