Центробежный сепарационный элемент

 

Использование: при сепарации мелкодисперсных капель из газового потока в газовой, нефтяной и химической отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство включает обечайку с завихрителем и ловушкой отделенной жидкости и газотводящий патрубок. Кроме того, в обечайке между завихрителем и газоотводящим патрубком установлен дополнительный завихритель, а между завихрителями в поперечном сечении обечайки с кольцевым зазором к ней размещена тонкослойная насадка. Насадка может быть выполнена в виде труб, установленных соосно и с зазором друг к другу. Кроме того, поверхность труб насадки со стороны дополнительного завихрителя перфорирована. Завихрители могут быть выполнены в виде направляющих лопаток, установленных в кольцевых зазорах торцов насадки. При этом угол поворота лопаток завихрителя больше, чем угол поворота лопаток дополнительного завихрителя. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике сепарации капель жидкости от газового потока и может быть использовано в газовой, нефтяной и химической отраслях промышленности для отделения мелкодисперсных капель в узлах тонкой очистки газожидкостных сепараторов.

Известен центробежный сепарационный элемент, содержащий обечайку, два последовательно установленных завихрителя с направляющими лопатками, ловушку отделенной жидкости и газоотводящий патрубок.

Недостатком устройства является низкая эффективность при отделении мелкодисперсных капель диаметром 10 мкм и меньше. Капли такого диаметра не успевают переместиться к стенке обечайки сепарационного элемента и присутствуют во всем поперечном сечении потока.

Целью изобретения является повышение эффективности сепарации мелкодисперсных капель из газового потока.

Поставленная цель достигается тем, что известный центробежный сепарационный элемент содержит тонкослойную насадку, размещенную между завихрителями с кольцевым зазором и с зазором друг к другу, при этом поверхность труб насадки со стороны патрубка выхода газа перфорирована. Кроме того, направляющие лопатки завихрителя установлены в кольцевых зазорах торцов насадки.

Наличие и размещение насадки в виде соосных труб между завихрителями по всему поперечному сечению обечайки с зазором по отношению к ней позволяет повысить эффективность сепарации мелкодисперсных капель за счет их коагуляции в тонкослойном межтрубном пространстве (зазорах), размещенном в центробежном поле, создаваемом первым по ходу газа завихрителем.

Размещение направляющих лопаток завихрителя в кольцевых зазорах торцов насадки создает в кольцевых зазорах интенсивные центробежные поля, что повышает эффективность коагуляции мелкодисперсных капель.

На фиг.1 представлена схема сепарационного элемента; на фиг.2 схема устройства при выполнении завихрителей в виде направляющих лопаток, установленных в кольцевых зазорах торцов насадки; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1.

Центробежный сепарационный элемент включает обечайку 1 с последовательно установленными завихрителем 2 и дополнительным завихрителем 3. При этом угол поворота лопаток завихрителя 2 больше, чем угол поворота лопаток дополнительного завихрителя 3. Между завихрителями 2 и 3 в поперечном сечении обечайки 1 и с кольцевым зазором к ней установлена насадка 4. Насадка 4 может быть выполнена в виде соосных труб 5, установленных с кольцевым зазором друг к другу. Причем на поверхности труб со стороны дополнительного завихрителя может быть частично нанесена перфорация 6. Устройство имеет ловушку 7 отделенной жидкости и газоотводящий патрубок 8. Завихрители 2 и 3 могут быть выполнены в виде направляющих лопаток, установленных в кольцевых зазорах торцов насадки 4 (фиг.2).

Устройство работает следующим образом. Исходный поток газ с содержанием мелкодисперсных капель (диаметром менее 10 мкм) поступает в завихритель 2, лопатки которого придают потоку смеси вращательное движение. Далее закрученный поток направляется в зазоры между стенками обечайки 1 и соосными трубами 5 насадки 4. Зазоры представляют собой своеобразные тонкослойные каналы, в которых под действием центробежных сил происходит осаждение мелкодисперсных капель на стенки соосных труб. По мере продвижения пленка жидкости поступает на перфорированный участок труб 5, где под действием центробежных сил жидкость проваливается в отверстия 6 и, пересекая последующий осевой зазор, промывает в нем газовый поток, захватывая при этом не отделившиеся мелкодисперсные капли. Скоагулировав в насадке 4 в более крупные капли, жидкость вместе с газом поступает на второй завихритель 3 для окончательного разделения. Очищенный газ отводится через газоотводящий патрубок 8, а отделившаяся и скопившаяся у стенок обечайка 1 жидкость отводится из устройства через ловушку 7.

Технико-экономическое сравнение с прототипом показало, что заявляемая конструкция центробежного сепарационного элемента позволяет практически полностью отделить мелкодисперсные капли из газового потока, обеспечивая эффективность улавливания жидкости до 99,9999% за счет осуществления коагуляции капель жидкости в тонкослойном центробежном поле при изменении угла закрутки газового потока.

Формула изобретения

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, включающий обечайку, два последовательно установленных завихрителя с направлющими лопатками, ловушку отделенной жидкости и газоотводящий патрубок, отличающийся тем, что он содержит тонкослойную насадку, размещенную между завихрителями с кольцевым зазором к обейчайке и выполненную в виде труб, установленных соосно и с зазором одна к другой, при этом поверхность труб насадки со стороны патрубка выхода газа перфорирована.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что направляющие лопатки завихрителя установлены в кольцевых зазорах торцов насадки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3