ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к аппаратам для очистки газа от жидкости и может быть использована в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.
Известен газожидкостный сепаратор (см. патент РФ на изобретение №2153915, B01D 45/00, B01D 19/00, опуб. 10.08.2000), содержащий корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, размещенный в корпусе коагулятор и установленный перед патрубком выхода газа каплеотбойник и дренажные трубки, при этом между основанием коагулятора и стенкой корпуса установлен распределительный короб Г-образного профиля, горизонтальный элемент которого соединен со стенкой корпуса, а вертикальный элемент соединен с основанием коагулятора таким образом, что полость, образованная стенкой корпуса и распределительным коробом, соединена с полостью патрубка входа газожидкостной смеси, кроме того на основаниях коагулятора и каплеотбойника установлены центробежные элементы.
Общими признаками известного и предлагаемого устройства являются:
- вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси и патрубками выхода газа и жидкости;
- каплеотбойник с центробежными элементами.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность разделения газа и жидкости, особенно в случаях высокого содержания жидкости в разделяемой смеси.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является газожидкостный сепаратор (см. патент РФ на полезную модель №87100, B01D 45/12, опуб. 27.09.2009), содержащий вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси и патрубками выхода газа и жидкости, размещенный в верхней части корпуса распределительный короб с каплеотбойником, выполненным в виде двух полотен с центробежными сепарационными элементами, и дренажными трубами, при этом в нижней части корпуса установлен гаситель кинетической энергии, выполненный в виде конуса, перфорированного отверстиями.
Общими признаками известного и предлагаемого устройства являются:
- вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси и патрубками выхода газа и жидкости;
- распределительный короб, установленный напротив патрубка входа газожидкостной смеси с зазором к корпусу;
- распределительный короб содержит два полотна с центробежными элементами, а также снабжен дренажной трубой;
- распределительный короб герметично соединен с корпусом над патрубком входа газожидкостной смеси.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность разделения газа и жидкости, особенно в случаях высокого содержания жидкости в разделяемой смеси. Кроме того, конструкция известного устройства способствует закупориванию штуцеров с установленной на них измерительной и регулирующей арматурой, что приводит к снижению надежности и эффективности аппарата в целом.
Техническая задача заявляемого устройства - повышение эффективности отделения капельной жидкости от газа.
Поставленная задача достигается тем, что в газожидкостном сепараторе, содержащем вертикальный корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, установленный напротив патрубка входа газожидкостной смеси с зазором к корпусу распределительный короб, содержащий два полотна с центробежными элементами и снабженный дренажной трубой, при этом распределительный короб герметично соединен с корпусом над патрубком входа газожидкостной смеси, новым является то, что верхняя часть распределительного короба выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося по направлению к патрубку выхода газа, при этом центробежные элементы установлены в малом основании усеченного конуса, кроме того напротив боковой образующей усеченного конуса распределительного короба установлен дополнительный патрубок выхода жидкости.
Технический результат заключается в повышение эффективности сепарации.
Выполнение верхней части распределительного короба в виде усеченного конуса, сужающегося по направлению к патрубку выхода газа, и установка центробежных элементов в малом основании усеченного конуса позволяет повысить эффективность сепарации за счет равномерного распределения потока на входе в центробежные элементы.
Установка напротив боковой образующей усеченного конуса распределительного короба дополнительного патрубка выхода жидкости позволяет повысить эффективность сепарации за счет автономного сбора и отвода уловленной (в центробежных элементах, расположенных в малом основании усеченного конуса) жидкости через дополнительный патрубок выхода жидкости. Автономный сбор и отвод уловленной жидкости позволяет вести процесс сепарации в усиленном центробежном поле, создавая его варьированием количества центробежных элементов, установленных в малом основании усеченного конуса распределительного короба, при этом очищая газ от более мелких частиц.
На фигуре представлен общий вид предлагаемого устройства.
Газожидкостный сепаратор содержит вертикальный корпус 1 с патрубком 2 входа газожидкостной смеси, патрубком 3 выхода газа и патрубком 4 выхода жидкости.
Напротив патрубка 2 входа газожидкостной смеси с зазором 5 к корпусу 1 установлен распределительный короб 6.
Распределительный короб 6 содержит два полотна 7, 8 с центробежными элементами 9, 10, соответственно, и снабжен дренажной трубой 11.
Распределительный короб 6 герметично соединен с корпусом 1 над патрубком 2 входа газожидкостной смеси горизонтальным кольцом 12.
Верхняя часть распределительного короба 6 выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося по направлению к патрубку 3 выхода газа. Центробежные элементы 10 установлены в малом основании усеченного конуса.
Количество центробежных элементов 10, установленных на полотне 8, меньше, чем количество центробежных элементов 9, установленных на полотне 7.
Напротив боковой образующей 13 усеченного конуса распределительного короба 6 установлен дополнительный патрубок 14 выхода жидкости.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Газожидкостная смесь через патрубок 2 поступает во внутреннюю полость корпуса 1, где в пространстве между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью распределительного короба 6 происходит гашение кинетической энергии потока и сепарация газа от пленочной и крупнодисперсной жидкости под действием инерционных сил. Далее жидкость стекает вниз и отводится через патрубок 4 выхода жидкости. Газожидкостной поток через центробежные элементы 9 поступает во внутреннюю полость распределительного короба 6, где крупные капли сепарируются, а мелкие коагулируют. Жидкость, уловленная в центробежных элементах 9, отводится через дренажную трубу 11 вниз внутренней полости корпуса 1 под уровень жидкости, выполняющий функции гидрозатвора. Высота столба жидкости в сливной трубе должна компенсировать гидравлические потери в центробежных элементах 9, соответствуя при этом компоновочным ограничениям. После прохождения нижней части распределительного короба 6 газ с остаточным содержанием жидкости в виде аэрозоля поступает в верхнюю часть распределительного короба 6, где за счет меньшего количества центробежных элементов 10, чем центробежных элементов 9, установленных в нижней части распределительного короба 6, поток газа приобретает существенно более высокую скорость в полости центробежных элементов 10, вследствие чего увеличивается напряженность поля центробежных сил, позволяющих улавливать частицы аэрозоля субмикронного размера, что позволяет производить тонкую очистку потока газа от аэрозолей. Уловленная центробежными элементами 10 жидкость стекает вниз и собирается в пространстве между верхней частью распределительного короба 6 и внутренней поверхностью корпуса 1, откуда и отводится через дополнительный патрубок 14 выхода жидкости.