СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к устройствам для отделения капельной жидкости и твердых примесей от природного газа и попутного нефтяного газа на объектах добычи, подземного хранения, переработки и транспорта, может использоваться в газовой и нефтяной отраслях промышленности.
Природный (попутный) газ, поступающий на объекты подготовки (очистки), проходит очистку от капельной жидкости и твердых примесей в вертикальных сепараторах циклонного типа. Циклонные элементы устанавливаются внутри сепаратора вертикально между двумя параллельными горизонтальными решетками и образуют циклонную группу. Эффективность очистки газа в сепараторе в значительной степени зависит от концентрации капельной жидкости и твердых примесей в газе на входе в циклонные элементы, поэтому предварительное удаление из газа капельной жидкости и твердых примесей перед циклонными элементами играет важную роль.
Известен мультициклонный газоочиститель, содержащий корпус, внутри которого установлены циклонные элементы с направляющими аппаратами, расположенные между верхней решеткой и нижней, в центре которой установлен инерционный очиститель (Авторское свидетельство №387739, В04С 7/00, от 22.06.1973).
Недостатком данного устройства является то, что пленочная жидкость, образующаяся на корпусах циклонных элементов и нижней решетке, движется по нижней решетке к инерционному очистителю навстречу потоку газа, может срываться с ее поверхности и уноситься потоком газа.
Известен сепаратор, включающий корпус с патрубками входа и выхода газа и дренажа, верхнюю и нижнюю решетки, между которыми монтируются циклонные элементы. (Патент РФ №2321442, МПК B01D 45/12, В04С 5/28 от 10.04.2008. (прототип)).
Недостатком данного сепаратора является горизонтальное расположение нижней решетки. При поступлении газа внутрь циклонной группы он распределяется между циклонными элементами, при этом на наружных поверхностях циклонных элементов и внутренней поверхности сепаратора вследствие инерционных сил происходит частичное осаждение капель жидкости и твердых примесей. Под действием силы тяжести осевшая капельная жидкость и твердые примеси в виде пленки стекают на нижнюю горизонтальную решетку. Поскольку отсутствует возможность слива с этой решетки уловленных жидкости и твердых примесей, твердые примеси на ней накапливаются и постепенно образуют трудноудаляемый осадок, а жидкость подхватывается и уносится потоком газа.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является слив уловленной жидкости и твердых примесей со всей площади нижней решетки, что позволит повысить эффективность очистки природного газа от капельной жидкости и твердых примесей, а также снизить трудоемкость очистки сепаратора от уловленных твердых частиц.
Поставленная задача решается за счет того, что в сепараторе, включающем вертикальный корпус, патрубки входа и выхода газа, патрубок выхода жидкости и твердых примесей, верхнюю и нижнюю решетки, между которыми монтируются циклонные элементы, тарелку, размещенную под нижней решеткой, обечайки, герметично соединенные с патрубком, расположенным в осевой зоне между решеткой и тарелкой, при этом внутренняя поверхность обечаек, верхняя поверхность колец и наружная поверхность патрубка образуют наклонные каналы для слива жидкости и твердых примесей с нижней решетки и тарелки, а также нижние торцы обечаек выполнены под углом к горизонтальной плоскости, а вихревые аппараты циклонных элементов расположены у нижней решетки.
Более подробно полезная модель поясняется с помощью чертежей.
На фиг. 1 представлен общий вид сепаратора.
На фиг. 2 - выносной элемент А.
Сепаратор (фиг. 1, 2) включает вертикальный корпус 1, патрубки входа 2 и выхода 3 газа, патрубок выхода жидкости и твердых примесей 4, верхнюю 5 и нижнюю 6 решетки, между которыми монтируются циклонные элементы 7. Верхняя решетка 5 плоская горизонтальная, а нижняя решетка 6 выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной вниз. Под нижней решеткой 6 смонтирована тарелка 8, выполненная также в виде усеченного конуса, направленного вершиной вниз. Кромки решетки 6 и тарелки 8 герметично соединены обечайками 10, 11 и кольцами 12, 13 с патрубком 9, расположенным в осевой зоне между решеткой 6 и тарелкой 8. Нижние торцы обечаек 10 и 11 выполнены под углом к горизонтальной плоскости, причем наклон торца обечайки 11 выполнен в сторону, противоположную наклону нижнего торца обечайки 10. К нижним торцам обечаек 10, 11 и наружной поверхности патрубка 9 примыкают кольца 12, 13. К нижним точкам колец 12, 13 присоединяются сливные трубы 14 и 15. Верхний торец патрубка 9 расположен выше верхнего торца обечайки 10. Внутренняя поверхность обечаек 10, 11, колец 12, 13 и наружная поверхность патрубка 9 образуют наклонные каналы 16, 17 для слива жидкости и твердых примесей с нижней решетки 6 и тарелки 8 соответственно через сливные трубы 14 и 15.
В сепараторе у патрубка входа газа 2 смонтировано устройство 18 для предварительной очистки газа. Над сборником жидкости и твердых примесей 20 в нижней части аппарата смонтирован защитный лист 19 для предотвращения вторичного уноса жидкости из сборника жидкости и примесей 20.
Сепаратор работает следующим образом.
Исходный газ, содержащий капельную жидкость и твердые примеси, подается в корпус аппарата 1 через патрубок 2 и далее в устройство предварительной очистки газа 18, где из газа отделяются примеси, и часть их стекает в сборник примесей 20.
Предварительно очищенный газ поступает по патрубку 9 в зону циклонных элементов и равномерно распределяется из осевой зоны по сечению сепаратора. При движении потока газа между циклонами на их наружных поверхностях и внутренней поверхности сепаратора вследствие инерционных сил происходит частичное осаждение капель жидкости и твердых примесей. Под действием силы тяжести осевшая капельная жидкость и твердые примеси в виде пленки стекают на решетку 6, движутся по ней к осевой зоне сепаратора, попадают в наклонный канал 16, а затем по сливной трубе 14 стекают в сборник жидкости и твердых примесей 20.
В циклонных элементах 7 происходит окончательная очистка газа, при этом жидкость и твердые примеси стекают в полость между нижней решеткой 6 и тарелкой 8 к осевой зоне сепаратора, попадают в наклонный канал 17, а затем по сливной трубе 15 стекают в сборник жидкости и примесей.
Накопившиеся в сборнике 20 жидкость и твердые примеси удаляются из сепаратора через патрубок 4. Очищенный газ выводится через патрубок 3 выхода газа.
Таким образом, наличие конической решетки и наклонного канала обеспечивает стекание уловленной жидкости и твердых примесей в сборник жидкости и твердых примесей, что уменьшает нагрузку на циклонные элементы и тем самым способствует увеличению эффективности очистки газа от примесей, и снижает трудоемкость очистки сепаратора от уловленных твердых частиц.