Сепаратор для очистки газа

Полезная модель относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
В последнее время ужесточаются требования к содержанию капельной жидкости после сепарационных устройств. При этом достижение требуемой степени очистки газа становится невозможным при использовании одноступенчатой сепарации. Однако, размещение нескольких ступеней по высоте аппарата приводит к увеличению габаритных размеров аппарата и его металлоемкости.
Известен сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и выхода жидкости, и установленные в корпусе газораспределительное устройство и фильтрующие секции, газораспределительное устройство выполнено в виде расширяющегося снизу вверх усеченного конуса или усеченной пирамиды, во входном и промежуточном сечении которой установлены направляющие решетки с прямоугольными или квадратными отверстиями, при этом направляющие решетки изготовлены из вертикально установленных плоских пластин, высота которых равна длине одной из сторон квадратного отверстия или меньшей стороне прямоугольного отверстия, при этом входная фильтрующая секция выполнена в виде установленной над патрубком входа неочищенного газа тарелки с прямоточно-центробежными сепарационными элементами и размещенным под ней газораспределительным устройством, а выходная фильтрующая секция выполнена в виде не менее чем двух расположенных одна над другой разборных тарелок с кольцевыми сетчатыми насадками, а между тарелками расположена газораспределительная решетка, см. RU Патент №2252813, МПК B01D 45/12 (2000.01), B01D 45/26 (2000.01), 2005.
Недостатками известного сепаратора являются большая высота аппарата, вызванная необходимостью размещения по высоте нескольких фильтрующих секций, и, как следствие, высокая металлоемкость.
Наиболее близким по технической сущности является сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости, и установленные в корпусе газораспределительное устройство и над ним фильтрующая секция с прямоточными центробежными сепарационными элементами, в котором каждый центробежный сепарационный элемент фильтрующей секции снабжен коалесцирующим патроном, выполненным в виде перфорированного каркаса, на боковой поверхности которого расположены чередующиеся дренажные и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой, при этом каждый коалесцирующий патрон установлен соосно под центробежным сепарационным элементом и сообщен с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором, см. RU Патент №2469771, МПК B01D 45/12, B01D 53/26 (2006.01), 2012.
Недостатком известного сепаратора является наличие только одной ступени очистки, которая не позволяет достичь требуемого качества газа. При этом размещение по высоте сепаратора нескольких ступеней приведет к увеличению высоты аппарата и его металлоемкости.
Технической проблемой является повышение качества очистки газа с сохранением габаритных размеров аппарата.
Техническая проблема решается конструкцией сепаратора для очистки газа, содержащего корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости, установленные в корпусе газораспределительное устройство, а над ним фильтрующая секция с прямоточными центробежными сепарационными элементами, каждый из которых снабжен соосноустановленным коалесцирующим патроном, сообщенным с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором, фильтрующая секция в сепараторе выполнена в виде двух коаксиально расположенных ступеней, которые разделены перегородками.
Решение технической проблемы позволяет повысить качество очистки газа с сохранением габаритных размеров аппарата.
Сепаратор для очистки газа, см. Фиг. 1 и Фиг. 2, содержит корпус 1 с патрубками входа неочищенного газа 2, патрубком выхода очищенного газа 3 и патрубком выхода жидкости 4, и установленные в корпусе газораспределительное устройство 5 и над ним фильтрующая секция 6 с прямоточными центробежными сепарационными элементами 7, каждый из которых снабжен соосноустановленным коалесцирующим патроном 8, сообщенным с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором 9. Фильтрующая секция 6 с прямоточными центробежными сепарационными элементами 7 выполнена в виде двух коаксиально расположенных ступеней 10 и 11, которые разделены перегородками 12.
Заявляемый сепаратор работает следующим образом.
Неочищенный газ через патрубок входа неочищенного газа 2 подают в газораспределительное устройство 5, в котором происходит частичное отделение капельной жидкости от газового потока и который равномерно распределяет газовый поток по сечению сепаратора. Далее газовый поток поступает в первую ступень 10 фильтрующей секции 6, каждый центробежный сепарационный элемент 7 которой снабжен коалесцирующим патроном 8. Неочищенный газ входит через боковую поверхность коалесцирующих патронов 8, в которых капли жидкости коалесцируют на поверхности внутренних слоев. Часть жидкости под действием сил гравитации стекает в дренажный коллектор 9 и отводится в нижнюю часть сепаратора. Другая часть подхватывается газовым потоком в виде вторичных капель и направляется в центробежные сепарационные элементы 7 первой ступени 10. В сепарационных элементах 7 вторичные капли жидкости под действием центробежных сил отделяются от газового потока. Отделившаяся жидкость по трубам 13 отводится в нижнюю часть сепаратора. Очищенный на первой ступени 10 газ перегородками 12 направляется на вторую ступень 11 фильтрующей секции 6, каждый центробежный сепарационный элемент 7 которой снабжен коалесцирующим патроном 8. Газ входит через боковую поверхность коалесцирующих патронов 8, в которых неуловленные на первой ступени 10 капли жидкости коалесцируют на поверхности внутренних слоев. Часть жидкости под действием сил гравитации стекает в дренажный коллектор 9 и отводится в нижнюю часть сепаратора. Другая часть подхватывается газовым потоком в виде вторичных капель и направляется в центробежные сепарационные элементы 7 второй ступени 11. В сепарационных элементах 7 вторичные капли жидкости под действием центробежных сил отделяются от газового потока. Отделившаяся жидкость по трубам 13 отводится в нижнюю часть сепаратора.
Конструкция сепаратора позволяет сохранить высоту аппарата и его металлоемкость с обеспечением двухступенчатой очистки газа от капельной жидкости.
Заявляемый объект прошел промышленные испытания по очистке газа от масла после компримирования, которые показали высокую его эффективность.