Устройство для центробежной очистки потока газа Советский патент 1982 года по МПК B01D45/12 

I

Изобретение относится к технике очистки газов от взвешенных в газе частиц и может быть использовано для отделения капель масла от потока газа в производствах аммиака и азотной кислоты.

Известно устройство для очистки газа от капельной жидкости, содержащее корпус со штуцером для ввода газа и расположенный внутри центро-, бежный сепаратор в виде спирального элемента, размещенного между цилиндрами, и комбинированное устройство для очистки газа от капельной жидкости, содержащее наряду с центробежным сепаратором фильтр радиального типа в виде перфорированного цилиндра, на наружной поверхности которого размещен слой фильтрующего материала. Очищаемый газ проходит по винтовому каналу центробежного сепаратора, где очищается от капельной жидкости в поле центробежных сил. В комбинированном устройстве

газ после центробежного сепаратора проходит сквозь фильтр радиального типа, где происходит его дополнительная очистка от мелкодисперсных капель (менее 10 мкм) жидкости L11.

Однако это устройство обеспечивает высокую эффективность очистки газа от капельной жидкости только в узких диапазонах нагрузки и давления очищаемого газа, так как центробеж10ный сепаратор эффективно очищает газ только при эксплуатации на расчетных нагрузках и давлении газа. Например, при уменьшении нагрузки газа по сравнению с расчетной фактор

15 разделения центробежного сепаратора падает, а при ее увеличении начинается вторичный унос капель жидкости из отсепарированной жидкостной пленки. В промышленных условиях нагрузка

20 и давление очищаемого газа могут значительно изменяться. В производстве аммиака расход азотно-водородной смеси может изменяться при не39

обходимости в 1,4 раза (от lESOOO до 25000 для одного компрессора) , а давление в 1,3 раза (от 250 до 320 ати).

Известно также устройство для центробежной очистки потока газа от жидких частиц, содержащее корпус с входным и выходным штуцерами для газа и со штуцером для слива жидкости, коаксиальные цилиндры, размещённые в корпусе и образующие внешнюю и внутреннюю кольцевые камеры, снабженные спиральными перегородками, подключенную к входному штуцеру камеру с верхней и нижней крышками, сообщающуюся с кольцевыми камерами через отверстия в крышках, и перемещающий механизм со штоком. Данное устройство позволяет поворотом первой крышки подавать очищаемый газ в любой из центробежных сепараторов, благодаря чему можно регулировать эффективность очистки при изменении нагрузки или давлении очищаемого газа 1:23 .

Однако это устройство характеризуется недостаточной герметичностью запирания отверстий в неподвижной крышке неработающих сепараторов, что приводит к снижению эффективности очистки газа во включенном сепараторе вследствие того, что часть потока очищаемого газа попадает в отключенные сепараторы. Недостатком устройства является также необходимость обеспечения наряду с поворотом вала подвижной крышки его возвратно-поступательного перемещения и связанное с этим усложнение обслуживания аппарата. Для переключения подачи потока очищаемого газа с одного центробежного сепаратора на другой необходимо выполнить три операции: отодвинуть подвижную крышку от неподвижной; повернуть подвижную крышку на определенный угол; прижать подвижную крышку к неподвижной. Необходимо также наличие специального устройства, точно фиксирующего угловую координату поворота вала с подвижной крышкой, Кроме того, недостатком известного устройства является невозможность подачи очи щаемого газа сразу в несколько центробежных сепараторов и, следовательно, нет возможности увеличения производительности аппарата.

22254

Цель изобретения - увеличение производительности и эффективности очистки газа и упрощение конструкции устройства.

5 Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее корпус с входным и выходным штуцерами для газа и со штуцером для слива жидкости, коаксиальные цилиндры, размещен10 ные; в корпусе и образующие внешнюю и внутреннюю кольцевые камеры, снабженные спиральными перегородками, подключенную к входному штуцеру камеру с верхней и нижней крышками, сообщающуюся с кольцевыми камерами чер рез отверстия в крышках, и перемещающий механизм со штоком, снабжено запирающим отверстия любой из крышек клапаном, установленным на штоке

20 шарнирно с возможностью возвратнопоступательного перемещения между верхней и нижней крышками, а верхние торцы наружного цилиндра внешней камеры расположены над верхними торцами остальных цилиндров и соединены перегородкой.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для очистки газа от

капельной жидкости содержит корпус 1 со штуцерами для ввода очищаемого газа 2 и вывода очищенного газа 3. Внутри корпуса 1 располо : ены две коаксиальные центробежные камеры k и 5 выполненные в виде спиральных элементов 6, размещенных между коаксиальными цилиндрами 7, 8 и 9, на верхних частях которых установлены неподвижно одна за другой две крышки 10 и 11 с отверстиями 12 для подачи очищаемого газа в сепараторы. Первая по ходу крышка 10 и вторая по ходу газа крышка 11 соединены с внутренним цилиндром 7 наружной камеры k . Крышка 11 соединена, кроме того, с цилиндрами 8 внутренней камеры 5. В камере 13 между крышками 10 и 11 размещен запирающий отвер- стия любой из крышек 10 и 11 клапан

Н, прикрепленный с помощью шарнирного соединения 15 к соосному по отношению к камерам ( и 5 штоку 16, который соединен с устройством 17 для его возвратно-поступлтельиого

перемещения. Для подачи очищаемого газа в камеры и 5 камера 13 между крышками 10 и 11 соединена со штуцером 2 Д.ПЯ ввода газг, а верхние

торцы наружного цилиндра 9 наружной камеры Ц выступают над верхними торцами его внутреннего цилиндра 7 и соединены перегородкой 18, Для вывода из аппарата отсепарированной из газа жидкости служит штуцер 19. Наличие шарнирного соединения 15 между клапаном 1 и штоком 16 резко снижает требования к точности изготовления цилиндров 7 и 9 и к параллельности установки крышек 10 и 11 и повышает герметичность запирания отверстий 12 одной из крышек 10 и П. Фиксация двух крайних положений штока 16 клапаном 14, который может быть прижат как к первой крышке 10, так и ко второй крышке 11, обеспечивается в предлагаемом аппарате по сравнению с известным самой его конструкцией и не требует применения специального фиксирующего устройства для фиксации угловой координаты поворота вала с подвижной крышкой. Кроме того, в предлагаемой конструкции клапан И со штоком 16 может быть установлен в промежуточном положении между крышками 10 и 11, и очищаемый газ может подаватся сразу в обе камеры и 5. Для переключения подачи очищаемого газа в любую из камер 4 и 5 или в обе камеры нужно не три операции,, а одна - перемещение штока 16-по его оси вверх или вниз с помощью устройства 17 для возвратно-поступательного перемещения.

Устройство для очистки газа работает следующим образом.

Очищаемый газ через штуцер 2 для ввода газа поступает в камеру 13 между крышками 10 и П. Далее газ в зависимости от расхода, давления и от соответствующего этим параметрам положения клапана 14 может проходить при промежуточном положении клапана, показанном на чертеже, через отверстия 12 крышек 10 и 11 в обе камеры 4 и 5 (максимальная производительность аппарата); при верхнем крайнем положении клапана 14, когда он прижат к верхней крышке 10, через отверстия 12 нижней крышки 11 в камеру 5; при нижнем крайнем положении клапана 14, когда он прижат к нижней крышке 11, через отверстия 12 верхней крышке 10 в камеру 4. Клапан 14 устанавливают в одно из трех указанных положений

В зависимости от расхода и давления очищаемого газа. Если расход и давление газа изменились, клапан 14 перемещают в другое положение (соответствующее новым параметрам газа) посредством перемещения штока 16 с помощью устройства 17 возвратноIпоступательного перемещения. РазмеI ры цилиндров 7 и 9 камер 4 и 5 и спиральных элементов 6 выбирают в зависимости от производственных условий . При движении газа по винтовым каналам одной из камер 4 или 5 или по винтовым каналам двух камер газ под действием центробежных сил очищается от капель жидкости и, выйдя из сепараторов снизу, через штуцер 3 удаляется из корпуса 1. Жидкость, отделенная в камеру 4 и 5 стекает по внутренним поверхностям их наружных цилиндров на дно корпуса 1, откуда периодически через штуцер 19 выводится из устройства.

Сравнительные промышленные испытания известного устройства и предлгаемого аппарата, прюведенные в сопоставимых условиях в производстве аммиака, показали, что при очистке азотно-водородной смеси от капель масла предлагаемый аппарат обеспечивает более высокую эффективность очистки. Остаточное содержание масла в газовой смеси в известном устройстве 2,0-2,3 мг/нм, а в предлагаемом 1,4-1,6 мг/нм.

Формула изобретения

Устройство для центробежной очистки потока газа от жидких частиц,

содержащее корпус с входным и выходным штуцерами для газа и со штуцером для слива жидкости, коаксиальные цилиндры, размещенные в корпусе и образующие внешнюю и внутреннюю кольцевые камеры, снабженные спиральными перегородками, подключенную к входно му штуцеру камеру с верхней и нижней крышками, сообщающуюся с кольцевыми камерами через отверстия в

крышках, и перемещающий механизм со штоком, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности и эффективности очистки газа и упрощения конструкции устройства, оно снабжено запирающим отверстия любой из крышек клапаном, установленным на штоке шарнирно с возможностью возвратно-поступательного перемещения между верхней и нижней крышками, а верхние торцы наружного цилиндра внешней камеры расположены над верхними торцами остальных цилиндров и соединены перегородкой . 91222 58 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Труды ГИАП. М., ОНТИ ГИАП, 1971, вып. 10, с. 178-186, рис. 3. 2.Авторское свидетельство СССР № 528939, кл. В 01 D 5/12. 09Л0.7+.

18

я