Газожидкостной сепаратор Советский патент 1990 года по МПК B01D45/12 

Изобретение относится к устройствам для выделения жидкой фазы из газового потока и может использоваться на стадий проведения газогюдго- товки в химической, газовой и других отраслях промышленности, например, для выделения масла из углекислого газа после компрессии С02 в производстве карбамида.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации за счет увеличения центробежно-инерционного эффекта и коагуляции мелкодисперсной фазы о

На фиг.1 показан сепаратор, общий вид; на - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 2;на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.6 - разрез Д-Д на, фиг. 2.

Сепаратор включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубком ввода газа 2, патрубком вывода очищенного газа 3, патрубком отвода масла 4. Завихряющая вставка выполнена в виде диска 5 и перфорирована сквозными каналами 6, расположенными по концентрическим окружностям 7.

Оси каналов 6 расположены под углом об к вертикальной плоскости, тфов денной через касательную к окружности 7, на которой расположена ось канала 6. Угол od выполнен уменьшающимся от центра к периферии. Угол oi может уменьшаться до нуля.

Оси каналов 6 расположены также под углом fi к горизонтальной поверхности диска 5 и под углом У1 к вертикальной плоскости, проведенной через радиус диска в точке пересечения оси канала с диском. При этом точки пересечения осей каналов с внутрен- ней поверхностью корпуса расположены в одной горизонтальной плоскости.

Сепаратор работает следующим образом.

Газомасляный поток поступает в уст- через штуцер 2 и поступает

5

0

5

0

5

40

45

50

55

на диск 5. Благодаря тому, что диск 5 перфорирован каналами 6 происходит разделение газомаслянного потока на струи. При этом в каналах 6 имеет место ускорение движения двухфазного потока, так как суммарная проходного сечения каналов 6 меньше площади поперечного сечения корпуса I . За счет ускорения движения потока в каналах 6 и за счет размещения осей каналов под углом Ь происходит высокоэффективное инерционное осаждение масляных капель на внутренней поверхности каналов 6, что обуславливает процесс коагулирования мелкодисперсной фазы. Далее высокоскоростной газовый поток выходит из каналов 6 диска 5 в виде системы цилиндрических газовых струй, содержащих скоагули- рованные капли масла. За счет того, что угол об выполнен убывающим по радиусу диска от центра к периферии, образуется система струй на выходе из диска 5, расходящаяся от оси устройства к корпусу 1. Благодаря тому, что оси каналов пересекают стенку корпуса на равном расстоянии от диска, происходит слияние отдельных струй на стенке корпуса, улучшая коагуляцию мелкодисперсных частиц жидкости. Капли масла под действием центробежных сил потока, обусловленных наклоном каналов 6 под углом и инерционных сил, сообщаемых выходящими из диска 5 газовыми струями, осаждаются на стенке корпуса и образуют пленку жидкости на корпусе 1., стека- цющую винтообразно за счет наличия крутки и под действием гравитационных сил вниз устройства. При этом обеспечивается процесс высокоэффективного выделения масла за счет того, что на выходе из диска 5 капли скоа- гулированы в крупнодисперсную фазу. Отсепарированная жидкая фаза выводится из аппарата через штуцер 4, а газ, освобожденный от масла, выходит из аппарата через штуцер 3.

Сравнительные испытания заявляемой конструкции с базовым вариантом (прототип) проведены в стендовых условиях на модели масло-воздух. Корпус сепараторов выполнен из стеклянной трубы диаметром 100 мм.

Прозрачность стенок позволяла визуально отмечать различия в физической картине протекания сепарационно- го процесса в сравниваемых устройствах. Диспергирование масла в поток обеспечивалось пневматической форсункой о Параметры распределения дисперсности капель: медианный весовой диаметр - 20 мкм, среднеквадратическое отклонение - 1,6. Приведенная скорость по сечению корпуса - 8 м/с. Эффективность сепарации ty устанавливалась по отношению количества отсе- парированного масла к распыляемому. В случае базового устройства J7 78%, в случае заявляемого Ј 94%. Повышение эффективности составляет 16%.

Формула изобретения

1. Газожидкостной сепаратор, содержащий корпус, завихряющую вставку, штуцеры ввода, вывода газа и отвода масла, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет центробежно-инерцион- ного эффекта и коагуляции мелкодисперсных капель, завихряющая вставка выполнена в виде диска, перфорированного по концентрическим окружностям каналами, оси которых расположены под углом к горизонтальной поверхности диска, к вертикальной плоскости, проведенной через радиус диска в точке пересечения оси канала с поверхностью диска и к вертикальной плоскости проведенной через касательную к окружности, на которой распо5 ложена ось канала, причем последний выполнен уменьшающимся от центра к периферии, при этом толщина диска составляет не менее двух диаметров канала о

0 |

2,Сепаратор по п 1, отличающийся тем, что угол, образованный осью канала с вертикальной плоскостью, проведенной через каса5 тельную к окружности, на которой расположена ось канала, выполнен уменьшающимся до нуля.

3.Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что точки, пе0 ресечения осей каналов с внутренней поверхностью корпуса, расположены в одной горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к устройствам для выделения жидкой фазы из газового потока и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения состоит в повышении эффективности сепарации за счет увеличения центробежно-инерционного эффекта и коагуляции мелкодисперсной фазы. Сепаратор включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками входа газа 2, вывода очищенного газа 3 и отвода масла 4. Завихряющая вставка выполнена в виде диска 5 и перфорирована сквозными каналами 6. Каналы 6 расположены по концентрическим окружностям и направляют закрученные струи внииз к стенке корпуса, повышая центробежный эффект отделения и коагуляцию мелкодисперсных частиц жидкости. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Вид А

Фиг. 2

Б-6

UA

Ь.

шш ЕШШ §шш ш%ш

Фиг.д

фагЛ

Редактор М.Товтин

Составитель Л.Ларин

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Бескид

Заказ 937

Тираж 568

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Г-Г

Л-А

Ь. /

1 S/

Фиг. 5

Фае, 6

Подписное