Сепаратор для разделения газо-жидкостной смеси Советский патент 1982 года по МПК B01D45/00 

1

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от капелек жидкости и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и химической промышленности, например, для очистки растворителя пропана от капелек кабельного масла и для дополнительного улавливания жидкого продукта при адсорбционной очистке кабельных масел.

Известен сепаратор для разделения газожидкостной смеси, который имеет корпус с патрубками ввода смеси и вывода газа и жидкости, упругий фильтрующий каплеуловительный элемент, выполненный из губчатой резины 1.

Однако такой аппарат не может осуществлять практически полного разделения газожидкостной смеси, особенно при работе на переменных физических свойствах рабочей среды газа и жидкости, при резких колебаниях технологического режима, уровнях нагрева и размерах капелек жидкости. Фильтрующий каплеуловительный элемент выполнен из губчатой резины и при работе в указанных условиях быстро насыщается капельками жидкости, оказывая определенные сопротивления потоку газа. При дальнейшей работе фильтрующий каплеуловительный элемент не способен больше впитывать жидкость, что создает условия для вторичного уноса жидкости газовой фазой и ухудшения качества продукта.

,j Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сепаратор для разделения газожидкостной смеси, включающий корпус с тангенциальным

20 патрубком ввода смеси и патрубками вывода газа и нефти, каплеуловительный элемент в виде конической многослойной сетки, установленной над патрубком ввода смеси 2 . Плотность газа и жидкости, вязкость и поверхностное натям ение жид кой фазы на размер получаемых капел и на эффект их отделения от газа. Физический контакт капелек является результатом сил вязкости и турбулен ности потока и при этом капли объед няются с постоянно уменьшающейся скоростью. Этот закон нарушается в вестном устройстве при неустановившихся режимах работы оборудования, при которых ввиду обильного смачива жидкостью нижних слоев сеток создаются благоприятные условия вторичного уноса капелек жидкости Гс13овой фазой. Все это часто приводит к ухудшению качества кабельного масла Целью изобретения является повышение степени очистки газовой фазы от частиц жидкости и достижение бесперебойной его работы в условиях колебания технологического режима. С этой целью в сепараторе для разределения газожидкостной смеси включающем корпус с тангенциальным патрубком ввода смеси и патрубками вывода газа и жидкости, каплеуловительный элемент в виде конической многослойной сетки, установленный над патрубком ввода смеси, сетка каплеуловительного элемента выполне нй бронзовой с радиальными гофрами. Предлагаемый сепаратор позволяет при работе на переменных физических свойствах жидкости, переменных условиях работы оборудования, уровнях нагрева смеси и размерах капелек жидкости создавать на всех режимах работы значительные по величине момент количества движения смеси и поле центробежных сил, что приводит к существенному росту ударной поверхности для капелек жидкости и эффекту инерционных сил для их улав ливания. При этом внутри сепаратора создаются условия для хорошего захвата, улавливания и организованного отвода капель жидкости в сборник конденсата и тем самым растет степень очистки газа от жидкой фазы и производительность сепаратора.

На фиг. 1 представлен сепаратор для разделения газожидкостной смеси, продольный разрез; на фиг. 2 - то

вид сверху; на фиг. 3 разрез

же,

А-А на фиг. 2,,

Сепаратор состоит из корпуса 1, фильтрующего каплеуловительного элеОчищенный газ сквог.ь фильтрующего каплеуловительного элементы 2, 3 и 4 последовательно очищается от капелек жидкости разньХ размеров (от наибольших - размером 100 мк и более, до минимальных - 8 мк и менее) и через выходной патрубок 6 отводит24мента из слоев сетки 2, 3 и t, которые размещены в форме полого конуса, а каждый слой выполнен из гофрированных проволочных бронзовых сеток с упорядоченным расположением гофр и структурой ячеек, двух входных патрубков 5, тангенциально расположенных к внутренней поверхности фильтрующего элемента, выходного патрубка 6, сборника конденсата 7. Первый слой фильтрующей сетки 2 изготовляется из проволоки диаметром 0,22 мм и размерами ячеек 0,5x0,5 мм и служит для улавливания более крупных капель, их конденсации и сбора в сборник конденсата. Второй слой 3 состоит из проволоки диаметром 0,18 мм и размерами ячеек 0,35 х X 0,35 мм и служит для улавливания, конденсации и организованного отвода более мелких капелек жидкости. Третий слой k, который состоит из проволоки диаметром 0,15 мм и размерами ячеек 0,25 х 0,25 мм, служит для улавливания, конденсации и отвода капелек жидкости менее 10 мкм. Гофрированная проволочная сетка, изготовленная, например, в виде пакетов, укладывается в радиальном направлении в форме полого конуса с высотой каждого слоя 15 мм. Предлагаемая компановка создает жесткую конструкцию фильтрующего каплеуловительного элемента и организованный отвод жидкой фазы по наклонным каналам, образуемым гофрами. Сепаратор для разделения газожидкостной смеси работает следующт образом. Рабочая жидкость Ч€:рез два входных тангенциально расположенных патрубка 5 поступает вовнутрь корпуса, где и создается момент количества движения, а следовательно, и поле центробежйых сил. Сетчатая структура внутреннего слоя фильтрующего каплеуловительного элемента определяет увеличенную ударную поверхность и существенный рост эффекта инерционных сил для отделения капель жидкости в каждом слое. 5 ся в специальную емкость, а капли жидкости, осевшие в каждом слое и частично образуемые при конденсации в ячейках бронзовых сеток 2, 3 и слоев, организованно захватываются, улавливаются и отводятся главным образом по наклонным каналам, образуемым гофрами, а затем в сборник конденсата 7. Сепаратор испытан в промышленных условиях при адсорбционной очистке кабельных масел от растворителя пропана. Испытания проводились при производительности установки по кабельному маслу от 0,2 до 18 кг/с, температура процесса К и да лениях в сепараторе от 0,5-10 до 25-10 Па. При этом в. течение опр деленного длительного времени работы предлагаемого сепаратора его фильтрующий каплеуловйтельный элемент после тщательного осмотра находился в чистом хорошем состоянии, в то время как в известных сепараторах очистка фильтрующего элемента произ водилась в конце каждого месяца. Установка послойно гофрированной бронзовой сетки с определенными размерами ячеек и с упорядоченной их структурой в каждом слое обеспечивает большие ударные поверхности, значительный эффект инерционных сил следовательно, высокую степень очис ки газожидкостной смеси и бесперебойность работы сепаратора. 26 Пакеты из бронзовой сетки имеют высокий коэффициент теплопроводности, что приводит к интенсификации теплообмена капелек жидкости, конденсаНИИ и коагуляции их. Кроме того, жидкая фаза организованно захватывается, улавливается и отводится главным образом по наклонным каналам, образуемым гофрами. Формула изобретения Сепаратор для разделения газожидкостной смеси, включающий корпус с тангенциальным патрубком ввода смеси и патрубками вывода газа и жидкости, каплеуловйтельный элемент в виде конической многослойной сетки, установленный над патрубком ввода смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и достижения бесперебойности в работе в условиях колебания технологического режима, сетка каплеуловительного элемента выполнена бронзовой с радиальными гофрами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 553986, кл. В 01 О 19/00; 1977. 2.Авторское свидетельство СССР ff 265071. кл. 12 е 3/03, 1968 (прототип).