Газожидкостный сепаратор Советский патент 1987 года по МПК B01D45/12 

10

15

Изобретение относится к аппаратам для разделения, газа и жидкости и иожет использоваться в качестве сепарацион- ного узла в газоочистных и тепломас- . сообменных аппаратах в различных областях промьштенности.

Цель изобретения - повьшение произ водительности по фазам за счет проведения интенсивной сепарации в осевой зоне корпуса.

На фиг.1 схематически изображен гйзожидкостньй сепаратор, разрезу на фиг.2 - движение потоков в сепараторе, ступенчатый разрез А-А на фиг.1. Газожидкостный сепаратор содержит вертикальный хщлиндрический корпус 1 с входным конфузором 2, многолопастный цилиндрический завихритель 3, имеющий нижнее кольцевое основание 4 и верх- 20 нюю ,крышку 5 в виде воронки с патрубком 6 для отвода жидкости. Над завих- рителем 3 коаксиально размещен полый усеченный конус-отбойник 7. В нижней части корпуса 1 размещен кольцевой 25 сборник 8 жидкости. На крышке 5 установлен конический завихритель 9. Верхний обратный усеченный конус 10 своим верхним основанием присоединен к верхнему основанию конуса-отбойника ЗО 7 и нижним основанием - к наружным краям лопаток конического завихрителя 9. Нижний обратньй усеченный конус 11 верхним основанием присоединен к нижнему основанию конуса-отбойника 7 и нижним основанием - к наружным краям лопаток цилиндрического завихрителя 3 в его средней части. Направление крутки потока, создаваемой лопастями завихрителей 3 и одинаковым.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостный поток поступает в устройство через конфузор 2 и при этом ускоряе;тся за счет уменьшения проходного сечения. Далее высокоскоростной поток достигает крыщки 5 и из меняет направление движения на ра-- диально-восходящее. При этом происходит сепарация жидкости из газа под действием инерционных сил с образованием пленки жидкости на поверхности крышки 5. Проходя завихритель 3, газ, и жидкость разделяются на однонаправленные струи. Так как между основанием 4 и крышкой 5 цилиндрического завихрителя размещен конус 11, происходит отвод атсепарированнои жидкости и газа с каплями из верхней зоны цилиндрического завихрителя 3 в объем отбойника 7. Так как нижний конус 11 ра-змещен меныпим основанием вниз, то в его объеме создается прямоточное движение жидкости и газа. Далее происходит сепарация жидкости на поверхности конуса отбойника 7 за счет центробежных сил и увлечение ее вращающимся газом вверх. Благодаря тому, что промежуточный конус-отбойник 7 размещен меныпим основанием вверх, сохраняется крутка потока и подъем пленки жидкости до основания верхнего конуса 10 с последующим стеканием по его поверхности под действием сил тяжести. Далее жидкость с нижнего основания конуса 10 перетекает на лопасти завихрителя 9 благодаря их . жесткому соединению. По лопастям завихрителя 9 жидкость стекает на воронкообразную крышку 5 и отводится через патрубок 6 в сборник 8. Газ поступает в конусный завихритель 9 в зоне, ограниченной сверху конусом 10, при этом проходит преимущественно в нижней части, как имеющей большее проходное сечение. За счет того , что направление крутки пото.ка, создавае- мое цилиндрическим завихрителем 3, совпадает с направлением крутки в конусном завихрителе 9, происходит эф- 35 фекТивное центробежное вьщеление жидкости из газового потока, которая осаждается на лопастях завихрителя 9 и отводится по ним из зоны сепарации. Газ поднимается по высоте завих- вьшолнено 40 рителя 9 и выходит из него в зоне между верхним основанием конуса 10 и вершиной завихрителя 9. Так как завихритель 9 выполнен коническим, происходит возрастание скорости выходящего газа за счет уменьшения проходного сечения. При этом происходит окончательная сепарация невьщеливших- ся ранее мелких капель жидкости на поверхности верхнего конуса 10 за счет центробежных сил. Отсепарирован- ная жидкость стекает вниз, перетекает на лопасти завихрителя 9 и по ним отводится из зоны сепарации. Освобожденный от жидкости газ движется далее вверх в центральной области устройства. Газожидкостньш поток, выходящий из цилиндрического завихрителя Зв зоне, ограниченной нижним основанием 4 и нижним конусом 11, приобретает.

45

50

55

вращательно-восходящее движение. При этом происходит центробежная сепарация жидкости на корпусе 1 устройства с последующим ее стеканием в виде ламинарной пленки по корпусу 1 в сборник 8. Волнообразование со срывом стекающей пленки не происходит, так как концентрация жидкости и расход .

газа в этой зоне уменьшились за счет ю мещенный над завихрителем коаксиаль- отвода части газа и жидкости в отбой- но польш усеченный конус-отбойник.

ник 7. Далее вращающийся газ поднимается и смепшвается в верхней части с газом, движущимся в центральной области, и выходит через патрубок 12.

Сравнительные испытания известного, и предлагаемого газожидкост ых сепараторов диаметром 0,4 м в стендовых

условиях на системе воздух - вода пока-20 ченнь1ми обратными конусами, верхние зали, что при равной эффективности сепа рации жидкости нагрузка по газу вьпие в предлагаемом устройстве на 38%, а по жидкости - на 26%, чем в известном. Это -достигается за счет того, 25 что часть газа с высокой концентрацией жидкости отводится в центральную область устройства с высокоэффективной сепарацией, приводя к снижению нагрузок по газу и жидкости в перифе-ЗО рийной области устройства, что и позволяет повысить производительность.

основания которых присоединены соответственно к верхнему и нижнему осно ваниям конуса-отбойника, нижнее осно вание одного из них присоединено к наружным краям лопаток конического завихрителя в средней части последне го, а нижнее основание другого - к наружным краям лопаток цилиндрического завихрителя в его средней части

2. Сепаратор поп.1, отличаю- щийся тем, что лопасти за вихрителей установлены так, что направление крутки потока одинаково.

Формула изобретения

1. Газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с входным конфузором, многолопастный цилиндрический завихритель, имеющий нижнее кольцевое основание и верхнюю крьшку в виде коронки с патрубком для отвода жидкости, разразмещенный в нижней части корпуса кольцевой сборник жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности по фазам за счет проведения интенсивной сепарации в осевой зоне корпуса, он снабжен установленным на крышке коническим завихрителем и двумя полыми усеченнь1ми обратными конусами, верхние

основания которых присоединены соответственно к верхнему и нижнему основаниям конуса-отбойника, нижнее основание одного из них присоединено к наружным краям лопаток конического завихрителя в средней части последнего, а нижнее основание другого - к наружным краям лопаток цилиндрического завихрителя в его средней части.

2. Сепаратор поп.1, отличаю- щийся тем, что лопасти за- вихрителей установлены так, что направление крутки потока одинаково.

Изобретение может использоваться в качестве сепарационного узла в газожидкостных и тепломгюсообменных аппаратах в различных областях промышленности. Сепаратор позволяет повысить производительность по фазам за счет проведения интенсивной сепарации в осевой зоне корпуса. Наличие обратных усеченных конусов, большими основаниями присоединенных к конусу-отсекателю, позволяет перераспределить поток на периферийную и центральную части. . Центральная часть интенсивно очищается в коническом завихритепе, установлен- g ном над воронкообразной крышкой цилиндрического завихрителя. 1 з.п.ф-лы, ГЛ 2 ил. СО СО СО 00 00

иг. 2