Сепаратор для разделения трехфазных систем Советский патент 1991 года по МПК B01D47/06 

Изобретение относится к сепараторам для разделения трехфазных систем пара (газа), жидкости и флотирующихся частиц и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях промышленности, в частности, при сепарации воздуха выходящего из ферментера для выращивания кормовых дрожжей от капель жидкости (питательное сусло) и микроорганизмов (дрожжей).

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации флотирующихся частиц.

На чертеже представлен общий вид сепаратора для разделения трехфазных систем.

Сепаратор для разделения трехфазных систем содержит корпус 1 со штуцерами для ввода газа 2 и вывода шлама 3, внутри которого установлены контактные устройства, выполненные в виде цилиндрических труб 4, в верхней части которых размещены се- парационные элементы 5, а в нижней - узлы распределения жидкости и газа 6. По длине снаружи труб 4 размещены распределительные кольцевые камеры 7, снабженные каналами 8 слива и направляющими козырьками 9 под ними, а в верхней части снаружи труб коаксиально установлены улавливающие стаканы 10. образующие кольцевой зазор 11. На поверхности стакана 10 установлен штуцер 12 для подвода жидкости. Камеры 7 размещены с зазорами 13 к трубам 4. При этом отношение длины

О

XI со

VJ -N

Li, заглубленного в стакан 10 участка трубы 4 к общей длине L трубы 4 составляет , 1-0,4.

Сепаратор для разделения трехфазных систем работает следующим образом.

Загрязненный газ через штуцер 2 поступает в корпус 1 сепаратора, а затем проходит в цилиндрические трубы 4, подхватывает жидкость из распределителя жидкости и газа 6 и транспортирует ее в виде тонкой жидкостной пленки. При этом происходит интенсивная очистка газа от твердых включений. На выходе из цилиндрической трубы 4 очищенный газ, жидкостная пленка и капли жидкости поступают в сепарационный элемент 5, где осуществляется отделение жидкости от очищенного газа, при этом жидкость поступает в улавливающий стакан 10, а очищенный газ удаляется из сепаратора. Из улавливающего стакана 10 жидкость с твердыми флотирующимися включениями в ней поступает в кольцевой зазор 11, где, сформировавшись в жидкостное кольцо, стекает затем в виде волновой жидкостной пленки по наружной поверхности цилиндрических труб 4. После этого жидкостная пленка поочередно сливается в жидкость распределительных камер 7, образуя в них флотирующие пузырьки воздуха, которые собирают флотоконцент- рат, образуя в верхней части камер 7 сгущенную суспензию (шлам), который через каналы 8 для удаления шлама поступает на направляющие козырьки 9, а затем сливается на дно корпуса 1 сепаратора и отводится из него через штуцер 3. Приток свежей жидкости осуществляется через штуцер 12.

Таким образом, размещение в верхней части цилиндрических труб улавливающих стаканов, размещения по длине труб камер с каналами для удаления шлама и направляющими козырьками позволяет снизить энергозатраты и повысить эффективность сепаратора, что снижает себестоимость выпускаемого продукта, улучшает экологию окружающей среды.

Очистка жидкости от твердых включений происходит за счет флотации включений в полости распределительных камер, которые скапливаются (концентрируются) в верхнем слое жидкости, размещенной в камере. Флотация (подъем пузырьков воздуха и твердых включений в жидкости) осуществляется за счет внедрения воздуха в жидкость, размещенную в распределительных камерах, волновой поверхностью жидкостной пленки, стекающей по наружной поверхности цилиндрических труб и вообще на всем протяжении контакта газа с пленкой жидкости.

Таким образом, в распределительных камерах происходит разделение суспензии на осветленную жидкость и шлам, вследствие чего в стекающей и поднимающейся

жидкостной пленке не происходит нарастания концентрации включений, что обусловливает устойчивое движение жидкостной пленки и предотвращает забивание сепара- ционного устройства.

Наличие каналов 8 для удаления шлама

и направляющих козырьков 9 обеспечивает постоянное удаление шлама из камер и предотвращает попадание шлама с вышерасположенной камеры на нижерасположенной камеры на нижерасположенные, что обеспечивает работоспособность сепаратора.

Соблюдение отношения длины участка цилиндрической трубы, размещенного в

улавливающем стакане U к длине цилиндрической трубы L, равного U/L 0,1 - 0,4 позволяет обеспечить в улавливающем стакане столб жидкости (гидрозатвор), устраняющий прорыв газа через кольцевой зазор, образованный улавливающим стаканом и наружной поверхностью цилиндрической трубы, что обеспечивает работоспособность аппарата и направляет газ во внутреннюю полость цилиндрических труб,

обеспечивая тем самым транспортировку жидкости по внутренней поверхности труб 4.

Установлено, что с целью получения эффективности очистки 99-99,8% длина цилиндрической трубы должна быть равна 1,5 - 3 м в зависимости от расхода газа и его запыленности.

Тогда высота гидрозагвора U может варьироваться в зависимости от сопротивления в следующем диапазоне 0,15-1,2 м.

При выполнении соотношения L i/L 0,1, высота гидрозатвора становится менее 150 мм вод.ст., что явно не достаточно для удержания газа в корпусе 1, аппарат становится

не работоспособным.

Выполнение отношения ,4 не целесообразно, так как неоправдано увеличивается длина U, которая становится более 1,2 м, что уменьшает рабочую зону очистки

и снижает эффективность.

Формула изобретения Сепаратор для разделения трехфазных систем, содержащий корпус с контактными устройствами в виде цилиндрических труб, выполненных в нижней части с узлами распределения жидкости и газа, а в верхней части - с сепарационными элементами, о т- личающийся тем, что. с целью повышения эффективности сепарации флотирующихся частиц из газа, он снабжен улавливающими стаканами, установленными коакси- ально снаружи с зазором к каждой трубе на уровне сепарационного элемента, и кольцевыми камерами, размещенными подлине с зазором снаружи каждой трубы и выполненными с каналами слива шлама в верхней части и направляющими козырьками под ними, при этом отношение длины заглубленного в стакан участка каждой цилиндри- ческой трубы к общей длине трубы составляет 0.1 - 0.4.

Изобретение предназначено для очистки газа твердых и жидких флотирующихся включений и может быть широко использовано в химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение эффективности сепарации от флотирующихся частиц. Очистка загрязненного газа осуществляется путем контактирования его с жидкостной пленкой, транспортирующейся по обеим сторонам поверхности цилиндрических труб 4. При стекании жидкостной пленки в распределительные камеры 7, происходит осветление жидкости от флотирующихся включений, которые флотируются и через каналы 8 по козырькам 9 поступают на дно корпуса 1 сепаратора. Таким образом, в процессе очистки (сепарации) постоянно используется жидкость с малой концентрацией флотирующихся включений. 1 ил.

Шла