Вертикальный сепарационный элемент Советский патент 1988 года по МПК B01D27/06 B01D45/02 

сд

1C

Изобретение относится к аппара - там, предназначенным для очистки газа от жидких частиц, в частности для очистки природного газа в газосепараторах при промысловой добыче газа и фильтрах-сепараторах на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Цель изобретения - увеличение -npoизводительности сепарационного элемента за счет организации отвода жидкости из сепарационного слоя.

На фиг. 1 изображен сепарационный элемент, общий вид} на фиг. 2 - се- чение А-А на фиг. 1.

Вертикальный сепарационный элемент состоит из каркаса 1 цилиндрической или конической формы, опорной катушки 2 и сепарационного слоя 3, выполненного в виде намотки на каркасе рукавной вязаной сетки, в котором концентрично входному отверстию 4 в катушке 2 установлены дренажные каналы 5 в виде трубок с удаленной частью поверхности, причем вогнутая поверхность 6 дренажных каналов 5 расположена против входного отверстия 4 и канала 7 сепарационного элемента

Опорная катушка 2 имеет два опор- ных кольца, нижнее кольцо 8 предназначено для крепления сепарационного элемента к сепарациоинрй тарелке в аппарате, а верхнее кольцо 9 - для опирания сепарационного слоя и отвода уловленной жидкости через имеющиеся в нем отверстия 10, расположенные под дренажньми каналами 5. Кольцевая зона 11, расположенная между кольцами & и 9 и цилиндрической частью 12 катушки 2, является сборником жидкости

В верхней части сепарационный элемент имеет сплошное доньшко 13 с кольцевым отражателем 14, который примыкает к наружной поверхности сепарационного слоя 3.

Сепарационный элемент работает следующим образом.

Газ, содержащий капельную жидкост поступает внутрь элемента через цилиндрическое входное отверстие 4 опорной катущки 2, которая крепится своим нижним кольцом 8 к сепарацион- ной тарелке аппарата, и распределяется по внутреннему объему элемента, проходит через сепарационный слой 3, укрепленный на каркасе 1, где и происходит отделение капель жидкости. Капли жидкости выносятся в зону рас

Q

r

п 5

5

0

0

5

положения дренажных каналов 5, и основной поток жидкости по этим каналам стекает в низ элемента и через отверстия 10 в верхнем кольце 9 катушки 2 попадает в кольцевую зону 11, не контактируя с очищенным потоком выходящего из элемента газа. Другая часть выделившейся жидкости из сепарационного слоя отводится в нижнюю зону сетчатого слоя элемента обычным путем, стекая вниз по проволочкам сетки под действием сил тяжести, но так как в -нижней части элемента толщина слоя сетки меньше, накопление жидкости в слое не образуется, она или проваливается вниз через отверстия 10 или стекает через боковые поверхности сетчатого слоя вниз. Так как эта зона вертикального сепарационного элемента обычно застойная для газа, то уноса жидкости, имеющей уже пленочную, а не капельную форму, не происходит или он очень незначителен. .

Газ, пройдя через сепарационный элемент, освобождается от жидкости, а жидкость удаляется с сепарационной тарелки аппарата через сливные трубы. В вертикальном цилиндре (коническом элементе) дренажные каналы, выполненные в виде полуцилиндров или трубок со срезанной по длине частью поверхности, расположены внутри сепарационного слоя по высоте элемента концентрично его входному отверстию, что позволяет отбирать уловленную жидкость по всей высоте и направлять ее по внутренней поверхности канала вниз, при этом вогнутая поверхность канала не только препятствует проскоку, газа, но и заставляет поворачивать струйки газа, и на краях канала происходит по всей высоте дополнительное отделение жидкости. При этом форма канала влияет следующим образом на эффективность дренажа и улавливания жидкости: при форме канала в сечении менее полуцилиндра объем канала недостаточен для отвода жидкости, при вырезе по периметру менее 1/4 сопротивление щели высоко для входа в канал жидкости, и в том и другом случае начинает накапливаться жидкость по высоте элемента.

Организация отвода жидкости по всей высоте позволяет увеличить высоту элемента и, следовательно, его

сепарационную поверхность, что в свою очередь ведет к увеличению количества пропускаемого-,газа, т.е. производительности.

Так как 2/3 части толщины слоя достаточно для отделения основного количества жидкости., а остальная 1/3 часть толщины слоя препятствует уносу ее, то расположение в этой зоне дренажных каналов позволяет уменьшить вынос жидкости в наружную часть слоя и повысить эффективность очистки или при сохранении эффективности очистки увеличить скорость газа, т.е. производительность.

Уменьщение толщины сепарационно- го слоя в нижней части элемента до 50-75 мм в связи с уменьшением гидравлического сопротивления слоя в этой зоне позволяет эффективнее отводить жидкость в специальную зону виде наружного кольцевого пространства, образованного опорным фланцем элемента, который выполнен в виде ктушки.

Толщина сепарационного слоя ,в верхней части элемента принята рав- ной 100-150 мм и определена в зависимости от требуемой эффективности очистки газа от жидкости у 99,9% и количества сепарируемой жидкости. Толщина больше 150 мм не влияет на эффективность, а ведет к увеличению металлоемкости, при толщине менее 100 мм происходит унос жидкости и,

следовательно, снижение эффективности.

Толщина в нижней части элемента принята оптимальной из условия сохранения эффективности и минимальной высоты жидкости в слое в этой зоне. При толщине менее 50 fft происходит прорыв газа с крупными каплями, при толщине более 75 мм образуется слой жидкости в нем, и повышается вероятность уноса ее, и, кроме того, уменьшается сепарационная поверхность.

Отвод жидкости из сетчатого элемета через дренажные отверстия в верхнем кольце опорного фланца в кольцевую зону исключй.е,т контакт очищенно5

0

го газа с отсепарированной жидкостью, что также препятствует вторичному уносу.

Кольцевой отражатель, установленный на верхнем доньш1ке, приммкающий к наружной поверхности сепарационного слоя, создавая дополнительное сопротивление в кольцевой зоне элемен- Q та, способствует более равномерному распределению потока газа по длине и одновременно предотвращает проскок газа из-за имеющей место неплотности контакта сетчатого слоя с доньшпсом из-за усадки сетки под действием сил Тяжести в процессе эксплуатации.

Предлагаемое техническое решение в сравнении с известим позволяет увеличить высоту элемента до двух диаметров по сравнению с 0,6D-D, т.е. увеличить производительность более, чем в 2 раза при обеспечении высокой эффективности очистки.

5 Формула изобретения

1.Вертикальный сепарационный элемент, содержащий каркас, опорный фланец с входным отверстием, верхнее , донышко и сепарационный слой с дренажными каналами, о т.л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния производительности, расположенные внутри слоя каналы установлены на расстоянии 1/3 толщины слоя от наружной поверхности элемента и выполнены в виде концентрично размещенных вогнутых пластин, направленных в сторону входного отверстия. .

2.Элемент поп.1,отлича- ю щ и и с я тем,, что толщина слоя выполнена увеличивающейся по ходу газового потока.

3.Элемент по п. 1, о.тлича- ю щ и и с я тем, что опорный фланец выполнен в виде катушки, верхнее кольцо которой выполнено с отверстиями, расположенными под дренажными каналами.

4.Элемент по п. 1, отлич а- 0 ю щ и и с я тем, что донышко снабжено кольцевым отражателем.

0

5

0

5

/

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для очистки газа от жидких частиц, в частности для очистки природного газа в газосепараторах при промысловой добыче газа и фильтрах-сепараторах, на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Его использование позволяет увеличить производительность сепара- ционного элемента. Вертикальный се- парационный элемент содержит каркас и сепарационный слой с дренажными каналами, выполненными в виде концент- рично размещенных вогнутых пластин, направленных в сторону входного отверстия. Толщина сепарационного слоя переменна по высоте и равна в нижней части 50-75 мм, а в верхней 100- 150 мм. Опорный фланец вьшолнен в виде катушки, верхнее кольцо которой выполнено с отверстиями, расположенными под дренажными каналами. Кроме того, верхнее донышко элемента снабжено кольцевым отражателем. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. сл

Р(&дактор А.Шишкина

Составитель. Н.Ковалева Техред М.Дидык

Зйказ 3238/6

Тираж 642

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

фмг,2

Корректор А.Тяско

Подписное