Сепаратор Советский патент 1990 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к устройствам для разделения газолидкостных смесей и может использоваться в различных областях техники, в частностиj в установках для интенсификации водо- отбора из геотермальных скважин или в газлифтных геотермальных установках i..

Ц.гль изобретения - повьппение экономичности и надежности работы сепаратора.

На чертеже схематически представлен сепараторе

Сепаратор состоит из корпуса 1, в котором расположены в нижней части подогреватель 2 воды с входным 3 и

выходным 4 патрубками, сопло 5 с входным патрубком 6 для подвода в -корпус газожидкостной смеси (смесь геотермальной воды и испарившейся рабочей жидкости - пропан, бутан)о К верхнему срезу сопла 5 крепится конус 7, нкже конуса 7 к соплу 5 крепится переливная перфорированная тарелка 8о К конусу 7 и переливной перфорированной тарелке 8 приварены перфорированные трубы 9, на которых крепится отбойник О и зонт 11 о Все эти элементы сепаратора необходимы для того, чтобы разбить фонтанирующий поток газожидкостной .смеси термальной воды на мел-, кие капли и пленку, увеличить поао

4

00

;о сд

верхность жидкости, из которой должны выделиться пары рабочей жидкостио В верхней части сепаратора установлена сепарирующая решетка 12 для отделения капелек воды из паров рабочей кидкостио Над сепарирующей решеткой

12установлена конусообразная емкость

13для сбора к о1-щенсирующейся геотермальной воды 14 и рабочей жидкости 155 в верхней части которой имеется патрубок 16 для .слива рабочей жид-. кости и конденсатор 17с входным 18

и выходным 19 патрубками охлаждающей ВОДЫ;, а в нижней части - клапан 20, связанный с поплавком 21, предназначен для удаления геотермальной воды

14из конусообразной емкости 13 по патрубку 22о Уровень геотермальной воды 23 в нижней части корпуса 1 поддерживается с помощью датчиков 24 и регулятора 25 уровняо Патрубок 26 to- служит для отвода геотермальной воды 14 о Через автоматическое устройство 27 удаляются неконденсирующиеся газыо Подогреватель 2 имеет тепло- обменные трубы 28 и проходы 29 для термальной водыо

В результате проведенных опытов была определена оптимальная высота уровня воды над теплообменными труба- Miij которая составила минимальную ве- личину три диаметра теплообменной трубы„ Наличие уровня воды над тепло- обменной поверхностью обеспечивает повышение надежности работы сепаратора, обеспечивая эффективность работы теплообменникао

Сепаратор работает следующим.образом

Через патрубок 6 поступает газожидкостная смесь термальной воды и рабочей жидкости в сопло 5с Сопло 5 снижает скорость газожидкостной смеси за счет увеличе шя проходного сечения Смесь ударяется в отбойник 10, меняет направление движения, дробится и стекает пленкой вниз по конусу 7 и зонту 11 в переливную тарелку 8с,

ГаЗэ выделившийся с внутренней поверхности пленки жидкости, через отверстия Б перфорированной трубе 9 . поступает во внутренний объем корпуса 1 сепараторао С наружной поверхности пленки 5ЩЦКОСТИ газ непосредственно выделяется во внутренний объем корпуса 1 сепаратора Перфорирован- ная тарелка 8 разделяет поток жидкости на ряд струек, вытекающих через

0

5

0

5

отверстия, и пленку, образующуюся при стекании жидкости через край перфорированной тарелки 8 Газ, выделившийся при этом из жидкости,, по перфорированной трубе 9 поднимается и поступает во внутренний объем корпуса 1 о Из внутреннего объема сепаратора газ, скопившийся в корпусе 1, поднимается, проходит сепарирующую решетку 12, обтекает конусообразную емкость 13 с наружной стороны и поступает на конденсатор 17 Конденсатор 17 охлаждается водой, которая поступает через патрубок 18 и выходит из конденсатора 17 через патрубок 19о

Сконденсировавшиеся рабочая жидкость 15 и геотермальная вода 14 сливаются в конусообразную емкость 13, в которой установлен клапан 20, связанный с поплавком 21. Вес поплавка 2 выполнен таким, что он может всплыть только в геотермальной воде, открыв при этом клапаном 20 проход для слива воды через патрубок 22 в нижнюю часть сепаратора Накапливающаяся рабочая жидкость .15 в конусообразной емк.ости 13 выливается из нее через патрубок 16с. Несконденсировавшиеся газы постепенно накапливаются в верхней части корпуса 1 сепаратора, повышается их давление в сепараторе, и они, преодолевая давление гидрозатвора 27, выбрасываются в атмосферуо

Накопившаяся геотермальная вода 14 в нижней части сепаратора отдает свое тепло подогревателю воды 2 и затем удаляется через патрубок 26, причем уровень геотермальной воды 23 в нижней части сепаратора поддерживается выше подогревателя воды 2 с помоидью датчиков 24 уровня и регулятора 25 уровня. Дно емкости 13 вы- 5 полнено конусообразным и в центре этого конуса установлен патрубок 22, отверстие которого в верхней части закрывается клапаном 20 Конусообразное дно позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление восходящему п а- ровому потоку за счет увеличения проходного сечения, .уменьшить высоту корпуса-1 сепаратора и снизить его веСо

В предлагаемой конструкции высокая степень очистки хшдкости от газа достигается многокрст.тным увеличением поверхности газовыде.чения за счет разбивания потока газожидкостной смеси

0

5

0

0

5

на отдельные струи и пленки. С целью предотвращения захвата потоком газа капельной, жидкости на пути газового потока установлена сепарирующая решетка. Основная часть влаги, уносим парами, улавливается этой решеткой 12 и стекает в нижнюю часть сепаратора, смешиваясь с основной частью геотермальной воды 14

Зазор между наружной стенкой конусообразной емкости 13 и внутренней стенкой корпуса 1 сепаратора должен обеспечить скорость пара не более 4-5 м/с, гарантировав тем самым непр рывную конденсацию паров рабочей жидкости при минимальных гидравлических потерях в проходном сечении между конусообразной емкостью 13 и внутренней стенкой корпуса 1 сепаратора

Автоматическое удаление неконденсирующихся газов через устройство 27 повышает надежность работы установки,

20 ло, сепарирующую решетку, переливную перфорированную тарелку, конус, прикрепленный к верхнему срезу сопла отбойник с зонтом установленным над соплом, перфорированные трубы, соеди

так как они, накопившись в верхней ча-25 няющие переливную тарелку с конусом сти сепаратора, ухудшают работу конденсатора вследствие того, что перекрывают доступ паров рабочей жидкости к теплообменным трубкам конденсаторао

Таким образом, наличие встроенных 30 во внутрь сепаратора в нижней части подогревателя воды, в верхней части конусообразной емкости с конденсатором и устройством для разделения скони отбойником, патрубок подвода газожидкостной смеси термальной воды и патрубок отвода термальной воды с ре гулятором уровня, отличающийся тем, что, с целью повьш1е- ния экономичности и надежности работ сепаратор снабжен установленной в верхней части конусообразной емкость с конденсатором и сбросным патрубком воды с клапаном и поплавком, подогре вателем воды с теплообменными трубами и проходами для термальной воды, установленным в нижней части корпуса и устройством для автоматического v сброса несконденсировавщихся газов, размещенным снаружи верхней части корпуса

денсировавшихся рабочей жидкости и геотермальной воды, обеспечение скорости паров рабочей жидкости в пределах 4-5 м/с, а следовательно, уменьшение гидравлических потерь- при их движении за счет выполнения днища ем- кости конусным и соответствующего зазора между емкостью и внутренней

г тора

стенкой корпуса сепаратора, автоматическое удаление несконденсировавшихся газов из сепаратора, улучшение системы поддержания уровня гебтермаль- ной воды в сепараторе путем установки трех датчиков по уровню и регулятора уровня позволяют уменьшить металлоемкость за счет исключения толстостенного корпуса конденсатора и соединяющих трубопроводов, уменьшить расход электроэнергии на перекачивание рабочей жидкости, повысить надежность и экономичность работы сепара.г тора

Формула изобретения Сепаратор, вкпючаюощй корпус, соп20 ло, сепарирующую решетку, переливную перфорированную тарелку, конус, прикрепленный к верхнему срезу сопла, отбойник с зонтом установленным над соплом, перфорированные трубы, соединяющие переливную тарелку с конусом

и отбойником, патрубок подвода газожидкостной смеси термальной воды и патрубок отвода термальной воды с регулятором уровня, отличающийся тем, что, с целью повьш1е- ния экономичности и надежности работы сепаратор снабжен установленной в верхней части конусообразной емкостью с конденсатором и сбросным патрубком воды с клапаном и поплавком, подогревателем воды с теплообменными трубами и проходами для термальной воды, установленным в нижней части корпуса, и устройством для автоматического v сброса несконденсировавщихся газов, размещенным снаружи верхней части корпуса

17

27.

13

19

1

ze

Изобретение относится к сепараторам и может быть использовано для разделения газожидкостной смеси на составляющие компоненты. Целью изобретения является повышение экономичности и надежности. Внутри сепаратора установлена конусообразная емкость с конденсатором и патрубком геотермальной воды с клапаном и поплавком. В водяном объеме сепаратора установлен подогреватель воды, а снаружи, в верхней его части, установлено устройство для сброса газов. Через патрубок поступает смесь термальной воды в сопло, снижает свою скорость и ударяется в отбойник, дробится и стекает пленкой по конусу в тарелку. Газ и пары, выделившиеся из воды, проходят сепарирующую решетку. Пары воды и рабочей жидкости конденсируются в конденсаторе, разделяются поплавковым клапаном и возвращаются в рабочий цикл, а несконденсировавшиеся газы по мере накопления автоматически сбрасываются в атмосферу. Геотермальная вода в нижней части сепаратора отдает свое тепло в подогревателе воды и удаляется из него. 1 ил.