Рециркуляционный сепаратор

 

Изобретение относится к сепараторам и позволяет повысить эффективность сепарирования. Сепаратор содержит установленьый в корпусе 1 сепарирующий патрон, состоящий из двух концентрично установленных цилиндров 7 и 12 с входными тангенциапышми соплами 8 и 13; размещенный на конце внешнего цилиндра 7 уловитель жидкости 9 с отводной трубкой 1.1; серповидную отбортовку 15 со спиральными лопастями 16, установленныг под внутренним цилиндром 12, который имеет сквозные пазы 14, Кроме того, тангенциальное сопло 2 корпуса 1 соединено рециркуляционной трубой 17 с тангенциальным соплом 13. 2з.п. (}т-лы, 6 ил. С (О ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1191 <В (51)4 B Ol D 45 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сгорал с ага

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4142289/23-26 (22) 03.11.86 (46) 15.07.88. Бюл. У 26 (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (72) Э.Н.Гагарин, В.В.111ибаров и А.В.Киркин (53) 621.928.37(088.8) (56) Обзорная информация "Подготовка и переработка газа и газового конденсата . Вып. 6 — Усовершенствоваil ние конструкций газовых сепараторов, М., 1981, с. 3-4. (54) РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение относится,к сепараторам и позволяет повысить эффективность сепарирования. Сепаратор содержит установленный в корпусе 1 сепарирующий патрон, состоящий из двух концентрично установленных цилиндров 7 и 12 с входными тангенциальными соплами 8 и 13, размещенный на конце внешнего цилиндра 7 уловитель жидкости 9 с отводной трубкой

11; серповидную отбортовку 15 со спиральными лопастями 16, установленными под внутренним цилиндром 12, который имеет сквозные пазы 14. Кроме того, тангенциальное сопло 2 корпуса

1 соединено рециркуляционной трубой

17 с тангенциальным соплом 13. 2 э.п. ф-лы, 6 ил.

1409313

Изобретение относится к сепараторам, используемым в технологических процессах разделения жидкостей, частиц и газов за счет центробежных сил, и может быть также применено для се5 парации смесей жидкостей, характеризующихся различными удельными весами.

Цель изобретения — повышение эффективности сепарирования.

На фиг. 1 изображен сепаратор, общий вид; на фиг.2 — разрез А-A на фиг. 1, с противотоком омывающих стенки сепарирующего патрона гаэожидкост- 15 ных струйных потоков; на фиг.3 — то же, с параллельными потоками; на фиг.4 — узел I на фиг.2 с вариантом выполнения пазов внутреннего цилиндра сепарирующего патрона; на фиг.5 узел II на фиг.3; на фиг.6 — разрез

Б-Б на фиг.l.

Рециркуляционный сепаратор содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндрического сосуда, содержащего тангенциальное сопло 2, отражатель

3 вихря, осевой выходной патрубок 4 с защитным козырьком 5, штуцер 6 слива жидкости и сепарирующий патрон, смонтированный в корпусе 1 на патруб- 30 ке 4 и состоящий из внешнего цилиндра 7 с тангенциальным соплом 8 и расположенным в нижней части фигурным (каплеобразным) уловителем 9 жидкости, имеющим прилегающее к внутренней стенке цилиндра 7 кольцевое отверстие 10 и отводную трубку 11, и внутреннего цилиндра 12 с тангенциальным соплом 13. Цилиндр 12 выполнен со сквозными пазами 14 и серповидной отбортовкой 15, огибающей уловитель

9 жидкости и прилегающей с зазором к внутренней стенке корпуса 1 со смонTHpoBBHHblNH в полости этой отбортовки спиральными лопастями 16. При этом тангенциальное сопло 2 соединено рециркуляционной трубой 17 с тангенциальным соплом 13, а на входе исходной смеси установлены арматура 18, ротаметр (расходомер) 19 и контролирующий состав фаэ смеси жидкости и газа прибор 20.

Рециркуляционный сепаратор работает следующим образом.

В сепаратор через арматуру 18, расходомер 19 и тенгенциальное сопло

8 подается контролируемая по составу фаэ прибором 20 исходная смесь жидкости и газа. Тангенциальное сопло 8 формирует струю исходной смеси, которая sa счет перепада давлений в зазорах сепаратора раскручивается по спирали на внутренней стенке внешнего цилиндра 7 сепарирующего патрона.

При этом находящаяся во взвешенном состоянии в струе исходной смеси жидкость эа счет значительно больших, чем у газа центробежных сил прижимается к внутренней стенке внешнего цилиндра 7 и, концентрируясь там, стекает по этой стенке вниз, попадая через кольцевое отверстие 10 в уловитель 9 жидкости, иэ которого с помощью отводной трубки 11 отводится в жидкостную полость на слив иэ сепаратора через штуцер 6.

Наличие уловителя 9 жидкости и отводной трубки 11 предотвращает перекрещивание потоков жидкости и газа на выходе иэ зазора между внешним 7 и внутренним 12 цилиндрами сепарирующего патрона, что повышает эффективность сепарации на первой ступени сепарирующего патрона, так как прошедшая первую ступень сепарации раскрученная струя исходной смеси по спирали огибает уловитель 9 жидкости, установленный на нижнем конце внешнего цилиндра 7.

Затем за счет действия центробежных сил и перепада давлений серповидной отбортовкой 15 и спиральными лопастями 16 поток отбрасывается на внутреннюю стенку корпуса 1, где, продолжая круговое движение по спирали, которое можно придать соответствующим наклоном серповидной отбортовки 15 и спиральными лопастями 16 с нужным шагом, устремляется под воздействием перепада давлений по спирали вверх к тангенциальному соплу 2 корпуса 1 сепаратора. При этом осуществляется вторая ступень разделения смеси на жидкостную и газовую фазы: жидкость за счет- центробежных сил прижимается к внутренней стенке корпуса 1 и, концентрируясь на ней, стекает вниз для отвода ее через штуцер 6 слива жидкости. Эффективность сепарации на второй ее ступени повышается, так как при спиральном движении потока исходной смеси вверх, жидкостная фаза под действием сил тяжести стремится стечь вниз, отставая от движения струи газа по скорости. .Бл годаря рециркуляционной трубе

17, соединяющей тангенциапьное сопло

1409313

2 корпуса i сепаратора с тангенциальным соплом 13 внутреннего цилиндра

12 сепарирующего патрона, прошедшая две ступени сепарации исходная смесь жидкости и газа поступает снова в се5 паратор во внутренний цилиндр 12 сепарирукицего патрона. Так генциальиое сопло 13 ввода смеси жидкости и газа во внутреннюю полость внутреннего ци- 10 линдра 12 сепарирующего патрона закручивает струю поступающей смеси по стенке этого цилиндра.

Оставшаяся в поступающей смеси жидкость эа счет центробежных сил и разностей удельных весов фаэ прижимается к стенке внутреннего цилиндра

12 сепарирующего патрона и благодаря предусмотренным на боковой поверхности этого цилиндра сквозным паэам 14 отсасывается. через них эа счет перепада давления (раэрежения) и эффекта эжекции в зазор между цилиндрами 7 и 12 сепарирующего патрона, осуществляя таким образом третью ступень наиболее эффективного сепарирования, так как жидкостная фаза, в том числе

If 11 и жидкостной туман покидают газовый поток (струю), находящийся во внутренней полости цилиндра 12 сепарирующего патрона, и переходят через пазы 14 в зазор между цилиндрами 7 и 12 сепарирующего патрона, где, захватываясь исходным потоком смеси жидкости и газа, подвергаются рециркуляции с прохождением двух указанных ступеней сепарации.

Освобожденная от жидкостной фазы струя газа, двигаясь по винтовой линии вниз и попадая на отражатель 3

40 вихря, отражается от не го и через патрубок 4 покидает сепаратор в соот. ветствии с обычной схемой движения потока в центробежном сепараторе.

Циркулирующие потоки смеси жидкос45 ти и газа последовательно проходят зазоры межпу цилиндрами 7 и 12, внешним цилиндром 7 и корпусом I и попадают во внутреннюю полость цилиндра

l2 сепарирующего патрона, омывая таким образом как внутреннюю, так и наружную стенки внутреннего цилиндра

12 сепарирующего патрона, содержащего сквозные пазы 14. При этом в зависимости от расположения тангенциальных сопел 8 и 13 ввода смеси в сепарирующий патрон эти потоки направлены навстречу друг другу (фиг.2) или параллельны (фиг.3), что позволяет повысить при необходимости эффект эжекции отсасывания жидкости иэ конечного газового потока путем применения конструктивных вариантов исполнения сепарируюшего патрона.

Эффект эжекции отсасывания жидкости из внутренней полости внутреннего цилиндра 12 сепарирующего патрона можно усилить, например, благодаря встречным потокам над сквозными пазами 14 или отогнутым наружу кромкам этих пазов, которые в скоростных газовых потоках должны создавать местные завихрения и разряжения, способствующие эжекции и отрыву жидкости от стенок пазов 14 и перекачиванию ее в зазор между цилиндрами 7 и 12 сепарирующего патрона. Поток жидкости, находящийся на внутренней стенке цилиндра 7 сепарирующего патрона, и газовый поток в зазоре между внешним

7 и внутренним 12 цилиндрами на выходе из этого зазора благодаря наличию уловителя 9 жидкости и отводной трубки 11 не пересекаются, что в значительной степени повышает эффективность сепарации.

Благодаря наличию серповидной отбортовки 15, установленной с определенным наклоном, и расположенных в ней спиральных лопастей 16, движение газового потока может изменяться как по шагу винтовой линии, так и по направлению вращения в зазоре между корпусом 1 и цилиндром 7 сепарирующего патрона, не мешая прп этом свободному течению сконцентрированной на внутренней стенке корпуса 1 жидкости вниз для отвода ее через штуцер 6 слива.

Таким образом, осуществляя трехступенчатую сепарацию исходной смеси газа и жидкости на предлагаемом устройстве, а также рециркуляцию оставшейся на третьей ступени сепарации жидкостной фазы, значительно повышают эффективность разделения жидкости и газа, что дает возможность увеличивать сепарирующий эффект за счет возрастания скоростей движения потоков смеси жидкости и газа в рециркуляционном сепараторе, так как при этом эффект отсасывания и рециркуляции возрастает.

Формула и з о б р е т ения

1. Рециркуляционный сепаратор, содержащий установленный вертикально

1409313

45 и разделенный отражателем вихря на жидкостную и газовую полости цилиндрический корпус, тангенциальное сопло, размещенное в верхней части корпуса, осевой выходной патрубок очи5 щенного газа с установленным на нем защитным козырьком„размещенный в нижней части корпуса штуцер слива жидкости, рециркуляционную трубу, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарирования, он снабжен сепарирующим патроном, выполненным в виде двух цилиндров, прикрепленных к крышке корпуса и установленных концентрично друг другу и корпусу, с входными тангенциальными соплами в их верхней части, внешний цилиндр снабжен размещенным на нижнем конце уловителем 2О жидкости с отводной трубкой, внутренний цилиндр выполнен со сквозными пазами на его боковой поверхности и с серповидной отбортовкой на нижнем конце, при этом рециркуляционная труба соединена с тангенциальными соплами корпуса и внутреннего цилиндра сепарирующего патрона.

2. Сепаратор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что пазы внутреннего цилиндра сепарирующего патрона выполнены с отогнутыми наружу кромками.

3. Сепаратор по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен спиральными лопастями, установленными в полости серповидной отбортовки внут. реннего цилиндра сепарирующего патрона.

1409 31 3

b- 6

true б

Составитель С.Горяйнова

Текред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Редактор И.Касарда

Заказ 3420/9

Тирах 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4