Аппарат для обработки газа Советский патент 1992 года по МПК B01D46/26 B01D3/30 

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от твердых, жидких и газообразных приме.сей и предназначено преимущественно для промысловой обработки природного газа.

Известно устройство для очистки газа от твердых, жидких и газообразных примесей, содержащее корпус с установленными в нем фильтрующими элементами с приводом от полого цилиндра, с лопатками на подшипниках.

Подшипники установлены на валу, закрепленном в корпусе посредством крестовин. Корпус выполнен с входным боковым патрубком, внутри которого расположено регулируемое сопло, с патрубками для выхода газа и с патрубком для отвода

твердых и жидких примесей. Штуцер служит для подачи смазки подшипникам чэрез отверстие.

Известное устройство может служить только для отдельных технологических процессов при подготовке и очистке газа (фильтрация, сепарация).

Известен аппарат для обработки газа, включающий ротор в виде цилиндрического фильтрующего элемента, выполненного заодно с полым валом, цапфа которого служит осевым каналом для отвода отсепари- рованного газа. Фильтрующий элемент сочленен с ротором расширительной машины, содержащим турбинное колесо и колесо компрессора. К корпусу прикреплены

оо

4

м ел ю

щитки, размещенные против труб распылителей, распиливающих абсорбент.

В известном аппарате осуществляются все основные процессы обработки природного газа на промысле с помощью разных аппаратов: фильтров, абсорберов, сепараторов и турбодетандеров.

ОбработКаТаза осуществляется при высоких скоростях его движения, которая ограничивается не конструкцией аппарата, а влагопоглотительной способностью абсорбента.

Недостатком этого аппарата является нерегулируемый унос капель и брызг, а также невозможность использования его для процесса регенерации абсорбента.

В качестве прототипа выбрано устройство для очистки газа, содержащее корпус с входным и выходным патрубками и с патрубком для отвода шлама, фильтрующий барабан, установленный на горизонтальном валу внутри корпуса, и распылитель жидкости, расположенный внутри барабана, при этом устройство снабжено дополнительными распылителями жидкости, расположенными в кольцевой полости равноудаленно от фильтрующих барабанов, и дополнительным фильтрующим барабаном, установленным концентрично внутри первого барабана.

Наличие многослойных сетчатых фильтрующих элементов с подачей орошающей жидкости в кольцевую полость между элементами позволяет производить обработку больших количеств газа при сравнительно низких скоростях вращения ротора, достигая при этом степени сепарации жидких примесей из газа, равный 100%, а также снизить гидравлическое сопротивление аппарата и устранить явление уноса орошающей жидкости.

Использование устройства-прототипа на газодобывающих объектах требует применения дополнительного оборудования для первичной сепарации газа перед абсорбцией и для регенерации абсорбента.

Цель изобретения - снижение капитальных затрат при изготовлении оборудования и строительстве объектов газодобывающей промышленности, а также снижение энергозатрат на обработку газа.

На чертеже представлен аппарат для обработки газа, продольный разрез.

Аппарат состоит из корпуса 1, ротора 2, патрубка 3 входа газожидкостной смеси, патрубка 4 выхода очищенного газа, патрубка 5 отвода отсепарированной жидкости, патрубка 6 отвода насыщенного абсорбента, регулируемого сопла 7, сепарационной

насадки 8 первой ступени, абсорбционной насадки 9, сепарационной насадки 10 второй ступени, перфорированных трубок 11 подачи регенерированного абсорбента,

лабиринтных уплотнений 12, 13, вала 14, подшипников 15, комбинированных крышек 16 корпуса, патрубков 17, 18 подачи насыщенного абсорбента, рубашки 19, патрубка 20 входа дымовых газов, десорбционной наружной отдувочной насадки 21, сепарационной отдувочной насадки 22, патрубка 23 отвода регенерированного абсорбента, перфорированных трубок 24 подачи насыщенного абсорбента, комбинированной тарелки 25, десорбционной наружной укрепляющей насадки 26, сепарационной укрепляющей насадки 27, патрубка 28 подвода и патрубка 29 выхода насыщенного абсорбента, патрубка 30 выхода газов отдувки, патрубка 31 подвода регенерированного абсорбента, обечаек 32, 33, 34, 35, фланцевого разъема 36.

Корпус 1 аппарата состоит из четырех обечаек 32, 33, 34, 35 разного диаметра.

Три обечайки 32, 33. 34 представляют собой единую часть корпуса и соединены с четвертой обечайкой 35 фланцевым разъемом 36. Фланцевый разъем 36 служит для монтажа комбинированной лабиринтной

тарелки 25 и для удобства осуществления ремонтных работ всего ротора.

В верхней части промежуточной обечайки 35 корпуса 1 расположены патрубок 3

ввода газожидкостной смеси и сопло 7, а в нижней части обечайки 32 установлен патрубок 5 отвода отсепарированной жидкости. В нижней части абсорбционной обечайки 33 расположен патрубок 6 отвода

насыщенного абсорбента.

В верхней части десорбционной отдувочной обечайки 34 расположены патрубок 20 входа дымовых газов отдувки, патрубок 18 подачи абсорбента и патрубок 29 выхода

насыщенного абсорбента. В нижней части десорбционной укрепляющей обечайки 35 расположен патрубок 29 выхода насыщенного абсорбента.

Корпус 1 закрыт с обеих сторон комбинированными крышками 16, в которых расположены патрубки 21 выхода очищенного газа и патрубки 30 выхода газов отдувки, патрубки 31 подвода регенерированного абсорбента и патрубки 28 подвода насыЩенного абсорбента. В патрубка 4 и 30 установлены подшипниковые узлы 15, служащие опорой вала 14 ротооа 2.

В корпусе 1 размещен вал 14, на котором насажены семь насадок: сепарационная первой ступени 8, абсорбционная 9,

сепарационная второй ступени 10, десорб- ционная наружная отдувочная 21, сепарационная отдувочная 22, десорбционная наружная укрепляющая 26, сепарационная укрепляющая 27.

Между репарационной насадкой первой ступени и абсорбционной частью корпуса расположены лабиринтные уплотнения 12. Данное уплотнение служит для предотвращения смещения потоков газа.

Аналогичные по своим функциям лабиринтные уплотнения 13 расположены в крышках 16 корпуса и между обечайками 34, 35.

В обечайке 33 между абсорбционными и сепарационными насадками расположены перфорированные трубки 11 подачи ре- генерированного абсорбента.

В обечайках 34, 35 между наружными 21, 26 и сепарационными 22, 27 насадками отдувачной и укрепляющей десорбционны- ми частями корпуса 1 расположены перфорированные трубки 24 подачи насыщенного абсорбента.

Аппарат работает следующим обра- зом.

Газожидкостный поток поступает через патрубок 3 и регулируемое сопло 7 на ротор 2 с большой скоростью и своей энергией приводит во вращение ротор 2. Газ прохо- дит через сепарационную насадку 1 ступени

8к оси вала 14 и вдоль оси проходит в зону абсорбционной насадки 9.

Жидкость центробежной силой отбрасывается на стенки корпуса и стекает через патрубок 5 отвода отсепарированной жидкости. Газ, поступивший на абсорбционную насадку 9, на ее наружную поверхность, прохрдит через насадку от периферии к центру и в кольцевом зазоре между насадками

9и 10 орошается регенерированным абсорбентом, который вводится через патрубки 31 по перфорированным трубкам 11. Абсорбент центробежной сипой отбрасывается насадкой 10 на насадку 9 и проходит через нее противотоком к газовой фазе. При встрече газа и абсорбента на насадке 9 происходит масообменный процесс - абсорбция газа. Газ проходит через насадку 10 и выходит через штуцер 4, абсорбент отбра- сывается вращающейся насадкой 9 на стенки корпуса 1 и, собираясь в его нижней части, удаляется через патрубок 6 отвода насыщенного абсорбента.

Насыщенный абсорбент после выветри- вателя и теплообменника (на чертеже не показан) через патрубок 17 проходит в рубашку 19 десорбционной части корпуса 1, где дополнительно нагревается до 130° С и

направляется в патрубок 18 подачи насыщенного абсорбента.

Регенерация насыщенного абсорбента осуществляется дымовыми газами отдувки, количество которых определяется технологическим расчетом.

Дымовой газ через штуцер входа поступает на наружную насадку 21 отдувочной части десорбера. В толще сетки происходит отдувка дымовыми газами из-насыщенного абсорбента паров влаги, чем повышается концентрация абсорбента до 99%.

Концентрированный абсорбент с температурой 160° С под действием центробежных сил направляется на наружную поверхность насадки 21, откуда, собираясь в нижней части корпуса 1, выводится через патрубок 23. Поток газа отдувки проходит через сепарационную насадку 22 в укрепляющую десорбционную часть аппарата.

Кроме того, подвод насыщенного абсорбента для впрыска в наружную насадку 21 отдувочной части десорбера осуществляется при помощи неподвижной комбинированной тарелки 25 из трубок 24, расположенных между насадками отдувочной части десорбера. Комбинированная тарелка 25 служит для подвода насыщенного абсорбента и для уплотнения поверхностей, разделяющих потоки.

В укрепляющей части поток газа проходит через наружную 26 и сепарационную 27 насадки. На внутреннюю обечайку укрепляющей десорбционной насадки осуществляется впрыск охлажденного насыщенного абсорбента с температурой 30° С через патрубки 28 по трубкам 24, что обеспечивает конденсацию имеющегося в потоке газа пара абсорбента. Сконденсировавшийся на сетке абсорбент отбрасывается на ее наружную поверхность и выводится через патрубок 29.

Внутренняя сепарационная насадка 27 предотвращает унос насыщенного абсорбента.

Отработанный газ выводится через осевой канал в патрубок 30 выхода газа отдувки.

Таким образом, в аппарате производятся все основные операции осушки природного газа, осуществляемые на промыслах с помощью разных аппаратов: абсорберов, сепараторов и десорберов.

Аппарат для обработки газа при подготовке его к транспорту имеет в своем составе установку регенерации абсорбента с роторными десорберэми.

Предложенный аппарат может быть использован в качестве двух раздельных аппаратов: абсорбера роторного типа, работающего от струи газа, и десорбера, работающего от электродвигателя.

Таким образом, предлагаемый аппарат при использовании его на объектах газовой промышленности по сравнению с известными аппаратами обеспечивает возможность довести коэффициент сепарации до 100%, сократить металлоемкость, значительно сократить размеры площадок установки комп- лексной подготовки газа и снизить энергозатраты на подготовку газа к транспорту.

Формула изобретения

1. Аппарат для обработки газа, содержащий корпус с входными и выходными патрубками газа и жидкости, фильтрующие насадки, установленные на горизонтальном валу внутри корпуса, и перфорированные трубки, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных затрат при изготовлении оборудований и строительстве объектов газодобывающей промышлен- ности, а также снижения энергозатрат на обработку газа, аппарат выполнен в виде

четырех обечаек, три из которых представляют собой единое целое и соединены с четвертой фланцевым разъемом и снабжены установленной во фланцевом разъеме комбинированной тарелкой, дополнительными фильтрующими насадками, установленными на валу внутри обечаек для сепарации газа и регенерации абсорбента, при этом корпус закрыт с обеих сторон комбинированными крышками, а вал снабжен подшипниковыми узлам, размещенными в патрубках выхода газа.

2.Аппарат по п.1,отличающийся тем, что в крышках и между обечайками расположены лабиринтные уплотнения.

3.Аппарат по пп.1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что обечайка, в которой расположены дополнительные фильтрующие насадки для регенерации абсорбента, со стороны насадки для сепарации газа снабжена рубашкой.

4.Аппарат по пп.1-3. отличающий- с я тем, что дополнительные фильтрующие насадки для регенерации абсорбента дополнительно снабжены перфорированными трубками.

Использование: для очистки газов от твердых, жидких и газообразных примесей на установках комплексной подготовки газа к транспорту. Сущность изобретения: корпус аппарата состоит из четырех обечаек, три из которых представляют собой еди,- ное целое и соединены с четвертой фланцевым разъемом. Между этим разъемом установлена комбинированная тарелка, снабженная лабиринтным уплотнением, Внутри обечаек на общем валу установлены фильтрующие насадки, а вал снабжен подшипниковыми узлами, размещенными в патрубках выхода газа. Аппарат с обеих сторон закрыт комбинированными крышками с лабиринтными уплотнениями. Со стороны сепарационной насадки первой ступени поверх обечайки установлена паровая рубашка. В фильтрующие насадки, предназначенные для регенерации абсорбента, помещены перфорированные трубки. 3 э.п. ф-лы, 1 ил. in

Ш. 19