СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к устройствам для отделения из потока газа мелкодисперсных жидких и твердых частиц и может быть применена в химической, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели (прототипом) является Сепаратор, включающий в себя цилиндрический корпус со штуцером для входа газа, средством для образования тангенциально направленного потока газа, штуцерами для выхода газа и выхода отсепарированной жидкости, а также расположенный коаксиально корпусу сепарационный пакет в виде цилиндрической перегородки из продольно изогнутых пластин, установленных между собой внахлестку и с зазорами, образующими тангенциальные каналы для входа газа внутрь него и средство для удаления жидкости из внутренней полости сепарационного пакета, согласно изобретению, средство для удаления отсепарированной жидкости из внутренней полости сепарационного пакета выполнено в виде цилиндрической перегородки из продольно изогнутых пластин, установленных внахлестку и с зазорами, образующими тангенциальные каналы для выхода жидкости и газа, при этом внутренняя полость, образованная упомянутой перегородкой, является продолжением внутренней полости сепарационного пакета, а наружные поверхности этой
перегородки и сепарационного пакета образуют с цилиндрическим корпусом общую кольцевую полость (Патент РФ на изобретение №2207183 Заяв. 2002.01.08, опубл. 2003.06.27).
Основным недостатком конструкции является низкая эффективность отделения и отвода жидкой фазы в кольцевой полости сепаратора.
Задачей полезной модели является повышение эффективности отделения и отвода жидкой фазы в кольцевой полости сепаратора.
Указанная задача решается за счет того, что сепаратор, включающий в себя цилиндрический корпус со штуцером для входа газа, средством для образования тангенциально направленного потока газа, штуцерами для выхода газа и выхода отсепарированной жидкости, а также расположенный коаксиально корпусу сепарационный пакет в виде цилиндрической перегородки из продольно изогнутых пластин, установленных между собой внахлестку и с зазорами, образующими тангенциальные каналы для входа газа внутрь него и средство для удаления отсепарированной жидкости из внутренней полости сепарационного пакета, которое выполнено в виде цилиндрической перегородки из продольно изогнутых пластин, установленных внахлестку и с зазорами, образующими тангенциальные каналы для выхода жидкости и газа, при этом внутренняя полость, образованная упомянутой перегородкой, является продолжением внутренней полости сепарационного пакета, а наружные поверхности этой перегородки и сепарационного пакета образуют с цилиндрическим корпусом общую
кольцевую полость, согласно полезной модели, в кольцевой полости сепаратора на внутренней поверхности корпуса расположен спиральный желоб.
На фиг.1 изображен общий вид сепаратора;
на фиг.2 - изображен поперечный разрез сепарационного пакета А-А;
на фиг.3 - изображен поперечный разрез средства для удаления отсепарированной жидкости Б-Б.
Сепаратор, включающий в себя цилиндрический корпус 1 со штуцером для входа газа 2, средство для образования тангенциально направленного потока газа 3, внутренняя полость 12 которой отделена от сепарационного пакета 8 сплошной перегородкой 4 с конусом-рассекателем входящего газового потока 5.
Также сепаратор включает в себя штуцера для выхода газа 6, выхода жидкости 7, и расположенный коаксиально корпусу сепарационный пакет 8 в виде цилиндрической перегородки из продольно изогнутых пластин 15, установленных между собой внахлестку и с зазорами 16, образующими тангенциальные каналы для входа газа внутрь него и средство для удаления отсепарированной жидкости из внутренней полости сепарационного пакета 9, которое выполнено в виде цилиндрической перегородки из продольно изогнутых пластин 17, установленных внахлестку и с зазорами 18, образующими тангенциальные каналы для выхода жидкости и газа, при этом внутренняя полость 10, образованная упомянутой перегородкой, является продолжением внутренней полости
сепарационного пакета 11, а наружные поверхности этой перегородки и сепарационного пакета образуют с цилиндрическим корпусом общую кольцевую полость 13, согласно полезной модели, в кольцевой полости 13 сепаратора на внутренней поверхности корпуса 1 расположен спиральный желоб 14.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Подлежащий очистке газ через штуцер 2 подается в секцию 12, рассекается конусом 5 на радиальные потоки, которые, проходя через средство для образования тангенциально направленного потока газа 3, закручиваются и попадают в кольцевую полость 13.
Из вихревого потока газа по всей кольцевой полости 13 более крупные частицы жидкости и механические примеси отбрасываются центробежной силой на обечайку корпуса 1 и под действием гравитационной силы стекают в спиральный желоб 14, где укрупняясь по винтовой траектории перемещаются вниз. Отсепарированная жидкость с твердыми примесями выводится через штуцер 7.
Закрученный поток газа в полости 13 продолжает движение по спиральному каналу образованным желобом 14 и принудительно направляется через тангенциальные зазоры 16 между соседними пластинами 15 во внутреннюю полость сепарационного пакета 8, образуя вихревой поток газа уже во внутренней полости 11 сепарационного пакета 8, в которой происходит отделение капельной жидкости и механических примесей под действием центробежных сил, возникающих в закрученном
потоке газа. Капельная жидкость и механические примеси, содержащиеся в газе внутри сепарационного пакета, отбрасываются на внутренние поверхности продольно изогнутых пластин 15 и, увлекаемые вихревым потоком, продолжают движение с пластины на пластину по винтовой траектории вниз.
Особенностью процесса отделения жидкости внутри сепарационного пакета является коалесценция капель жидкости при взаимном пересечении потоков газа, входящих в пакет через зазоры 16 с потоками капельной жидкости, слетающими с одной пластины 15 на другую. В результате процесса коалесценции более мелкие капли жидкости поглощаются более крупными каплями жидкости, переносимыми с пластины на пластину вихревым потоком внутри сепарационного пакета 8. В итоге процесса коалесценции и центробежного отделения капельной жидкости внутри сепарационного пакета большая часть ее оказывается на внутренних поверхностях пластин 15 и, перемещаясь по винтовой траектории по сепарационному пакету вниз, достигает нижней кромки сепарационного пакета, откуда попадает в кольцевую полость 13.
Далее газожидкостной поток попадает в секцию 10, ограниченную сепарационным пакетом 9, выполненным в виде цилиндрической перегородки из продольно изогнутых пластин 17, установленных внахлестку и с зазорами 18, образующими тангенциальные каналы для выхода жидкости и газа, причем направление закрутки каналов обратное вращению газожидкостной среды в 10 и 11 секциях. За счет этого
периферийный слой смеси, с высоким содержанием примесей, выводится из секции 10 через зазоры 18, образованные изогнутыми пластинами 17, в кольцевую полость 13, в которой происходит дополнительная сепарация в поле действия центробежных сил. Осушенный и очищенный газ выводится через штуцер 6, а отделенная из газового потока жидкость и механические примеси удаляются через штуцер 7.
Использование предлагаемого сепаратора возможно как на нагнетательных линиях с избыточным давлением, так и на вакуумных (всасывающих) линиях для удаления капельной жидкости, механических примесей, а также пыли. При использовании сепаратора в качестве пылеуловителя целесообразно капельное орошение.
Повышение эффективности отделения жидкой фазы в кольцевой полости сепаратора достигается за счет увеличения сил центробежной сепарации закручивающим устройством, выполненным в виде спирального желоба, расположенного на внутренней поверхности корпуса аппарата, а увеличение эффективности отвода жидкости достигается укрупнением в спиральном желобе потока отсепарированной жидкости.