Газожидкостный сепаратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11) 3380 А 1 1 Р 45/1 151) 4 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ я ственное объПритыцкогоЯковлев пА.Ю., Очистка М,: Химия,9,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение может использоватьсяв качестве сепарационного узла в газожидкостных и тепломассообменных апаратах в различных областях промьппленности. Сепаратор позволяет повыситьпроизводительность по фазам за счетпроведения интенсивной сепарации восевой зоне корпуса. Наличие обратныхусеченных конусов, большими основаниями присоединенных к конусу-отсекателю,позволяет перераспределить поток напериферийную и центральную части.Центральная часть интенсивно очищаетсяв коническом завихрителе, установлен-ном над воронкообразной крьппкой цилиядричеояого яееилрителя.1 е;л.ф-лы, Я113333Изобретение относится к аппаратам для разделения газа и жидкости и яожет использоваться в качестве сепарационного узла в газоочистных и тепломас-,5 сообменных аппаратах в различных областях промышленности.Цель изобретения - повышение произ водительности по фазам за счет проведения интенсивной сепарации в осевой зоне корпуса.На фиг. 1 схематически изображен гйэожидкостный сепаратор, разрез; на фиг.2 - движение потоков в сепараторе, ступенчатый разрез А-А на фиг.1. 15Газожидкостный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с входным конфузором 2, многолопастный цилиндрический завихритель 3, имеющий нижнее кольцевое основание 4 и верх нюю,крышку 5 в виде воронки с патрубком б для отвода жидкости. Над завихрителем 3 коаксиально размещен полый усеченный конус-отбойник 7. В нижней части корпуса 1 размещен кольцевой 25 сборник 8 жидкости. На крышке 5 установлен конический завихритель 9. Верхний обратный усеченный конус 10 своим верхним основанием присоединен к верхнему основанию конуса-отбойника ЗО 7 и нижним основанием - к наружным краям лопаток конического завихрителя 9. Нижний обратный усеченный конус 11 верхним основанием присоединен к нижнему основанию конуса-отбойника 7 и нижним основанием - к наружным краямлопаток цилиндрического завихрителя 3 в его средней части. Направление крутки потока, создаваемой лопастями завихрителей 3 и 9, выполнено 4 О одинаковым. Устройство работает следующим образом.Газожидкостный поток поступает в устройство через конфузор 2 и при этом ускоряется эа счет уменьшения проходного сеченияДалее высокоскоростной поток достигает крышки 5 и из. меняет направление движения на радиально-восходящее. При этом происходит сепарация жидкости из газа под действием инерционных сил с образованием пленки жидкости на поверхности крышки 5. Проходя завихритель 3, газ и жидкость разделяются на однонаправленные струи. Так как между основанием 4 и крышкой 5 цилиндрического завихрителя размещен конус 11, происхо 80 2дит отвод стсепарированной жидкостии газа с каплями иэ верхней эоны цилиндрического эавихрителя 3 в объемотбойника 7. Так как нижний конус 11размещен меньшим основанием вниз, тов его объеме создается прямоточноедвижение жидкости и газа. Далее происходит сепарация жидкости на поверхности конуса отбойника 7 за счетцентробежных сил и увлечение ее вращающимся газом вверх, Благодаря тому,что промежуточный конус-отбойник 7размещен меныпим основанием вверх,сохраняется крутка потока и подъемпленки жидкости до основания верхнегоконуса 10 с последующим стеканиемпо его поверхности под действием силтяжести. Далее жидкость с нижнего основания конуса 10 перетекает на лопасти завихрителя 9 благодаря их .жесткому соединению, По лопастямэавихрителя 9 жидкость стекает на воронкообразную крышку 5 и отводитсячерез патрубок 6 в сборник 8, Газпоступает в конусный эавихритель 9 взоне, ограниченной сверху конусом 10,при этом проходит преимущественно внижней части, как имеющей большеепроходное сечение, За счет того, чтонаправление крутки потока, создаваемое цилиндрическим завихрителем 3,совпадает с направлением крутки в конусном завихрителе 9, происходит эффективное центробежное вьделение жидкости иэ газового потока, котораяосаждается на лопастях завихрителя9 и отводится по ним из зоны сепарации. Гаэ поднимается по высоте завихрителя 9 и выходит из него в зонемежду верхним основанием конуса 10и вершиной завихрителя 9, Так какзавихритель 9 выполнен коническим,происходит возрастание скорости выходящего газа эа счет уменьшения проходного сечения. При этом происходитокончательная сепарация невьделившихся ранее мелких капель жидкости наповерхности верхнего конуса 10 засчет центробежных сил, Отсепарированная жидкость стекает вниз, перетекаетна лопасти завихрителя 9 и по ним отводится иэ зоны сепарации. Освобожден.ный от жидкости газ движется далеевверх в центральной области устройства. Газожидкостный поток, выходящийиз цилиндрического завихрителя 3 в зоне, ограниченной нижним основанием4 и нижним конусом 11, приобретаетз 13333 вращательно - восходящее движение. При этом происходит центробежная сепарация жидкости на корпусе 1 устройствас последующим ее стеканием в виде ламинарной пленки по корпусу 1 в сбор" ник 8. Волнообразование со срывом стекающей пленки не происходит, так как концентрация жидкости и расход газа в этой зоне уменьшились за счет 10 отвода части газа и жидкости в отбойник 7. Далее вращающийся газ поднимается и смешивается в верхней части с газом, движущимся в центральной области, и выходит через патрубок 12. 15 Сравнительные испытания известного. и предлагаемого газожидкостных сепараторов диаметром 0,4 м в стендовых условиях на системе воздух - вода показали, что при равной эффективности сепарации жидкости нагрузка по газу выше в предлагаемом устройстве на 383, а по жидкости - на 263, чем в известном. Это достигается за счет того, 25 что часть газа с высокой концентрацией жидкости отводится в центральную область устройства с высокоэффективной сепарацией, приводя к снижению нагрузок по газу и жидкости в перифе- ЗО рийной области устройства, что и позволяет повысить производительность 804формула изобретения1. Газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с входным конфузором, многолопастный пилиндрический завихритель, имеющий нижнее кольцевое основание и верхнюю крышку в виде коронки с патрубком для отвода жидкости, размещенный над завихрителем коаксиально полый усеченный конус-отбойник, размещенный в нижней части корпуса кольцевой сборник жидкости, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности по фазам за счет проведения интенсивной сепарации в осевой зоне корпуса, он снабжен установленным на крьппке коническим завихрителем и двумя полыми усеченными обратными конусами, верхние основания которых присоединены соответственно к верхнему и нижнему основаниям конуса-отбойника, нижнее основание одного из них присоединено к наружным краям лопаток конического завихрителя в средней части последнего, а нижнее основание другого - к наружным краям лопаток цилиндрического завихрителя в его средней части,2. Сепаратор по п. 1, о т л и - ч а ю, щ и й с я тем, что лопасти за вихрителей установлены так, что направление крутки потока одинаково.1333380Составитель Н, Кекишева Редактор Э. Слиган Техред д, Олийнык Корректор А. Обручар Заказ 3864/7 Тираж 656 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4