ГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ПОЛНОГО УДАЛЕНИЯ КАПЕЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ
GAS SEPARATOR FOR COMPLETE REMOVAL OF DROPPING LIQUID

Изобретение относится к устройствам для улавливания испаряющейся капельной жидкости и механических примесей из газового потока и может быть применено в различных отраслях промышленности.
Известен высокоэффективный жидкостно-газовый сепаратор "СЦВ-7" [RU 2320395, МПК B01D 45/12, опубл. 27.03.2008 г.], включающий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, установленный по ходу вращения газожидкостного потока, и вертикальный сепарационный пакет с плоским днищем, состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин.
Недостатком известного сепаратора является невысокая степень сепарации капельной жидкости из-за неравномерной нагрузки пластин сепарационного блока по высоте и по окружности.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является вихревой газодинамический сепаратор [RU 58380, МПК B01D 45/12, опубл. 27.11.2006 г.], включающий вертикальный цилиндрический корпус, выходной и сливной патрубки, пристеночное устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока в корпус, горизонтальную перегородку в нижней части сепаратора и внутренний кольцевой сепарационный элемент (блок), размещенный между перегородкой и верхним днищем и состоящий из изогнутых сепарационных пластин.
Недостатками данного сепаратора являются низкая степень сепарации капельной жидкости из-за срыва части пленки жидкости с сепарационных элементов в поток очищенного газа.
Задача изобретения - полное удаление капельной влаги.
Техническим результатом является полная очистка газа от капельной влаги за счет размещения в сепараторе теплового насоса.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом сепараторе, включающем вертикальный цилиндрический корпус с входным патрубком, выходной патрубок газа в верхнем днище и сливной патрубок жидкости в нижнем днище, перегородку в нижней части сепаратора, устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока, и внутренний кольцевой сепарационный блок между перегородкой и верхним днищем, особенность заключается в том, что в приосевом пространстве сепаратора ниже перегородки размещено устройство ввода, которое соединено с сепарационным блоком и оснащено сепарационным устройством и крышкой с патрубком, соединяющим аксиальную область устройства ввода с газовым пространством нижней части сепаратора, а в приосевом пространстве сепаратора выше перегородки установлен тепловой насос, причем его испаритель размещен в аксиальной области сепарационного блока, а конденсатор - в коллекторе очищенного газа, образованном наружной образующей сепарационного блока и корпусом.
Сепарационное устройство может быть выполнено, например, в виде узла жалюзийного типа с вертикальным расположением прорезей. Сепарационный блок может быть выполнен из изогнутых сепарационных пластин и/или сетчатой насадки. Мощность и тип теплового насоса подбирается исходя из условий эксплуатации сепаратора. Остальные элементы сепаратора могут представлять собой любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Размещение в приосевом пространстве сепаратора устройства ввода позволяет за счет центробежных сил удалить из потока газа основную часть жидкости, снизить нагрузку на сепарационный блок и повысить степень сепарации. Соединение аксиальной области устройства ввода с газовым пространством нижней части сепаратора позволяет подать газ из нижней части сепаратора на повторную сепарацию. Установка теплового насоса обеспечивает полное удаление капельной влаги сначала за счет охлаждения газа в испарителе перед поступлением в сепарационный блок, что приводит к конденсации паров жидкости на центрах конденсации - мелкодисперсных каплях и частицах механических примесей, укрупнению капель и интенсификации их сепарации, а затем за счет испарения не удаленных капель путем нагрева газа в конденсаторе.
На чертеже показано поперечное сечение сепаратора, которое включает корпус 1 со входным патрубком 2, устройство ввода 3, сепарационный блок 4, закрепленный между крышками 5 и 6. Устройство ввода 3 оснащено сепарационным устройством 7 и крышкой 8 с патрубком 9. Кроме того, сепаратор оборудован выходным патрубком газа 10, сливным патрубком жидкости 11 и перегородкой 12, отделяющей сепарационный блок 4 от нижней части корпуса. В приосевой части сепаратора установлен тепловой насос, включающий компрессор 13, испаритель 14 и конденсатор 15.
При работе сепаратора газ, содержащий капельную жидкость, через входной патрубок 2 тангенциально поступает в устройство ввода 3 и направляется по восходящей спирали вдоль внутренней стенки последнего, при этом в поле центробежных сил осуществляется отделение наиболее крупных капель жидкости, которые осаждаются на внутренней поверхности устройства ввода 3 и выводятся с помощью сепарационного устройства 7 в нижнюю часть корпуса 1. Из газового пространства нижней части корпуса газ, увлеченный жидкостью, по патрубку 9 направляют на повторную сепарацию в аксиальную область устройства 3 с пониженным давлением. Газовый поток с оставшейся мелкодисперсной капельной жидкостью охлаждается в испарителе теплового насоса 14 и поступает в сепарационный блок 4, где подвергается дополнительной сепарации, отделившаяся жидкость стекает в нижнюю часть блока 4, а затем по перегородке 12 - в нижнюю часть сепаратора и сливается по патрубку 11. Очищенный газ по кольцевому пристеночному пространству поступает в верхнюю часть сепаратора, нагревается в конденсаторе 15 до полного испарения неотделенной капельной жидкости и далее направляется в выходной патрубок 2.
Таким образом, предлагаемый сепаратор позволяет полностью удалить капельную влагу и может быть использован в промышленности.