Устройство для сепарации потокагаза

Союз Советскнх Соцналнстнческнх РеслублннОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 841690(23) ПриоритетОпубликовано 30.06.81. Бюллетень М 9 24Дата опубликования описания 3026811 51)М. К . В 04 В 5/08В 01 О 45/14 Государственный комитет СССР но девам изобретений и открытий(72 Авторы изобретения О.А,Глонь и В,Л.Чумаков Киевский филиал Всесоюзного научно-исследа ательскогоинститута по строительству магистральных труоонраводовМиннефтегазстроя и АН Украинской ССР(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА ГАЭА 2 В известном устройстве для смешивания с газом абсорбента последнемунеобходимо при движении к стенке тру бы расширяться в объеме, что затрудняет процесс равномерного смешиванияи увеличивает его времяЛаминарныйже режим движения газа в трубе припрочих равных условиях обусловлен 20 величиной эквивалентного гидравлического диаметра кольцевой полости меж-ду стенкои трубы и перфорированнымпатроном, Чем меньше величина этогодиаметра, тем большую скорость можетиметь ламинарный поток. Одна из указанных выше скоростей является лимитирующей, что и определяет габаритысепаратора при. эаданнбй степени разделения или производительность сепара.30 тора при заданных габаритах. Изобретение относится к технике сепарации газов от паров жидкости и может быть использовано в газодобывающей игазопЕрерабатывающей промьпапенности.Известно устройство для сепарации потока газа от паров жидкости, содержащее цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для газа, перфорированную трубу на подшипниках, установленную в пблости корпуса, патрубок для подвода абсорбента в завихритель газового потока, перфорированный патрон с внутренним пористым покрытием, установленный внутри перфорированной трубы, и патрубок для слива отсепарированной жид.кости Г 1 и Г 2Производительность известного сепаратора ограничена скорортью потока газа вдоль оси перфорированной трубы. Эта скорость, в свою очередь, обуславливается, с одной стороны, необходимостью соблюдения ламинарного режима течения газа в трубе, а с другой - скоростью равномерного смешивания абсорбента. с газом во всем объеме трубы и скоростью радиального перемешения насыщенного влагой абсорбента к перфорированной стенке трубы. Интенсивность процесса выцеленияпарообразной жидкости из газового потока, а, следовательно, и степеньразделения зависят главным образомот скорости насыщения влагой абсорбента. Последняя же зависит от соотношения величины объема сепарируемо-.го газа в трубе и площади контактирующей с ним пористой поверхности,выделяющей абсорбент.Цель изобретения - повышение производительности сепаратора и эффективности использования абсорбента.Поставленная цель достигается тем, что перфорированный патрон выполнен с продольными гофрами, контактирующими с перфорированной трубой, а концевая часть патрона снабжена поперечной перегородкой и выполнена с окнами.На фиг. 1 изображен сепаратор, общий вид в разрезе," на фиг. 2 - разрез Л-А на фиг. 1", на фиг. 3 - выступ гофра перфорированного патрона в разрезе.Сепаратор включает корпус 1, эавихритель 2 с тангенциальнымн входными отверстиями 3 в боковой поверхности для ввода и закручивания. В дне завихрителя, 2 .выполнено сквозное отверстие 4 для ввода абсорбента из патрубка 5. На внутренней поверхности завихрителя 2 выполнена кольцевая проточка для закрепления торцовой части б перфорированного патрона 7 на подшипнике 8. В корпусе 1 на подшипниках 9 размещена перфорированная труба 10 с отверстиями 11, в которой закреплен другой конец перфорированного патрона 7. Перфорированный патрон 7 снабжен продольными выступами и впадинами (имеет гофры в продольном направлении, придающие поперечному сечению патрона звездообразную форму (фиг.2). Выступы гофр входят в контакт с трубой 10 по ее образующей и делят полость перфорированной трубы 10 на ряд каналов для прохождения сепарируемого,газа. Поперечная перегородка 12 разделяет внутреннюю полость патрона 7 на две полости, одна из которых сообщается с патрубком 5 для подвода абсорбента, а другая - с выходной магистралью 13 газа. Внутренняя поверхность патрона 7 в первой полости покрыта слоем пористого материала 14, а стенка второй полости патрона 7 снабжена во впадинах окнами,15. На выходе второй полости установлена турбина 1 б, которая заставляет перфорированную трубу 10 вместе с.патроном 7 вращаться со ско- ростью закрученного с помощью завихрителя 2 потока газа. Для отвода уловленной жидкости в нижней части корпуса 1 выполнено отверстие 17,Сепаратор работает следующим образом.Газ, подаваемый на вход сепаратора, проходя, через тангенциальные отверстия завихрителя 2, приобретает требуемую угловую скорость вращения. Далее, попадая в каналы перфорированной трубы 10, а затем в выходную полость перфорированного патрона 7 через окна 15, сепарируемый газ на лопатках турбины 16 развивает реактивную силу, достаточную для вращения трубы 10 с угловой скоростью, блиэ 4 (рэ 8 40 где 5 - площадь канала, равная э5= -10П - периметр канала, равныйУ гП "2 Г -г)+ 50где г - радиус трубыг.1 - радиус патрона 3 (у впадин) .Следовательноху аЪ Хт 3% С 2 гд-У+, Ч В то же время эквивалентный диаметр кольцевого канала (беэ выступов) известного сепаратора40 ц 9 к 9 ="2 "4Таким образом, при г Зга капример, отношение диаметро 4 составит9 кВ63 Веке кой или равной скорости закрученногопотока в завихрителе 2. При этом припродольном движении газ будет вращаться вместе с трубой 10. Одновременнопо патрубку 5 подается .на вход бпатрона 7 абсорбент, который, проходячерез слой пористого материала 14 иперфорированные отверстия в стенкепатрона 7, попадает в каналы трубы 10,Абсорбент, контактируя с парообраэной влагой, насыщается ею и отбрасывается центробежной силой к стенкетрубы 10, а затем через перфорирован-,ные отверстия трубы попадает в камерунакоплении, из которой через отверстие17 в корпусе 1 удаляется в виде вла ги в приемную емкость. Очищенный газчерез отверстия 15 в стенке патрона7 отводится в выходную магистраль 13.Выполнение патрона 7 с продольными перфорированными гофрами поэволя ет:1) увеличить скорость движениягаза в каналах, образованных выступами гофр патрона в трубе 10, не нарушая при этом ламинарного режима д потока и, в итоге, увеличить пРопускную способность сепаратора. Это достигается эа счет того, что несмотряна некоторое уменьшение живого сечения трубы, вызванное размещениемв трубе выступов патрона 7, в значительной степени уменьшается эквивалентный диаметр каждого отдельногоканала, образованного выступами гофр.Действительно, пусть при количестве выступов и = 8 живое сечениекольцевого канала трубы 10 уменьшится на 20. При этом эквивалентныйдиаметр канала треугольной формыопределяется по формулеУчитывая, что скорость потока для определенного числа Рейнольдса Й при которой обеспечивается ламинарный режим течения гама, связана с д зависимостью(коэффициент кинематической вязкос,ти 9 постоянен для данного газа),1 р в сепараторе предлагаемой конструкции для рассматриваемого случая скорость, а значит.ипропускная спо- . собность, увеличивается в 2 раза;2) увеличить площадь контакта пористой поверхности патрона с потоком гаэа, что способствует .равномерному смешиванию абсорбента с сепарируемым газом. Это, в свою очередь, позволяет повысить качество очистки и увеличить скорость массообмена в 2 Р трубе.Действительно, в патроне предлагаемой конструкции увеличение площа ди контакта по сравнению с известным устройством при прочих равных 25 условиях и для рассмотренного вышепримера и = 8 достигает величины100, т.е. 500.Это озна=Р, чает, что в канале треугольной Формы с перфорированными стенками для радиальном движении абсорбента практически "прочесывается" весь объем потока газа, что не требует расширения абсорбента для равномерного его сме- З 5 шения с газом. В целом форма канала и увеличенная площадь контакта приводят к сокращению времени смешивания, как минимум, в 2 раза. Достигаемые эффекты в совокупности позволяют увеличить производительность сепаратора вдвое.В предлагаемой конструкции отбойным устройством служит выходная часть патрона 7 сокнами 15, куда в значительной степени уменьшается попадание абсорбента и парообразной влаги, так как засос газа в эту полость осуществляется в прилегающих к стенке патрона 7 наиболее очищенных слоях газа, где уже отсутствует абсорбент. Это способствует повышению качества очистки газа и экономии абсорбента.формула изобретенияустройство для сепарации потокагаза от паров жидкости, содержащеецилиндрический корпус с входным ивыходным патрубками для газа, перфорированную трубу на подшипниках, установленную в полости корпуса, патрубокдляподвода абсорбента в завихрительгазового потока, перфорированный патрон, а внутренним пористым покрытием,установленный внутри перфорированнойтрубы, и патрубок для слива отсепарированной жидкости, о т л и ч а ю щ ее с я,тем, что, с целью повышенияпроизводительности сепаратора и эффективности использования абсорбента,перфорированный патрон выполнен спродольными гофрами, контактирующимис перфорированной трубой, а концеваячасть патрона снабжена поперечной перегородкой и выполнена с окнами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР9605640, кл. В 04 В 5/08, 20,12.76.2, Авторское свидетельство СССР9556839, кл. В 04 В 5/08, 06.12.75..Маточка остав ехред Редактор П Рректор В.Синицкая каре Подписное иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна каз 4933/4 ВНИИ по 113035, И Госуделамосква,Тираж 645 рственного комитета обретений и открыти -35, Раушская наб.,