ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к области очистки газа от взвешенной в нем жидкости, в частности, к сепарационным устройствам, и может быть использована для отделения жидкости из потока газа в газовой, нефтяной, химической промышленности.
Известен сепаратор газовый (патент РФ №2460569), имеющий сепарирующие элементы, сливные патрубки с дренажными трубами для слива жидкости после них.
Недостатком данного сепаратора является полный унос всей жидкости, приходящей в сепаратор с газом при увеличении сопротивления сепарирующих элементов.
Известен горизонтальный сепаратор (патент РФ №78087), включающий две горизонтальные емкости - сепарационную и емкость для слива жидкости. Сепарационная емкость снабжена последовательно размещенными сепарационными элементами, соединена с емкостью слива жидкости патрубками, в частности, патрубком слива жидкости после сепарационной тарелки.
Недостатком известного сепаратора является то, что при возникновении внештатной ситуации, например, при механическом засорении или загидрачивании сепарационных элементов может возникнуть критический перепад давления между давлением сырого газа на входе и осушенного газа на выходе из сепаратора. При этом возможно, что уровень жидкости в емкости для слива жидкости будет заполнять патрубок слива жидкости после тарелки, что приведет к резкому увеличению давления внутри сепаратора и, как следствие, выбросу жидкости через патрубок слива жидкости после тарелки и далее, через патрубок выхода сухого газа, в газопровод.
Задача, стоящая при создании полезной модели, заключается в повышении надежности работы сепаратора.
Технический результат заявляемого технического решения заключается в уменьшении уноса жидкости в случае возникновения внештатной ситуации при достижении критического перепада давления газа между входом сырого газа и выходом очищенного.
Поставленные задача и технический результат достигаются тем, что горизонтальный сепаратор включает в себя две цилиндрические емкости, соединенные между собой патрубками для слива жидкости и выхода газа дегазации, образующие единую конструкцию, верхняя емкость сепарационная, нижняя емкость - емкость для слива жидкости, в сепарационной емкости последовательно установлены центробежный элемент, жалюзийная решетка, тарелка и патрубок для выхода осушенного газа, на тарелке размещены сепарирующие элементы, например, коалесцирующие, полость сепарационной емкости, расположенная за сепарационными элементами, соединена с емкостью для слива жидкости патрубком слива жидкости после тарелки, емкость для слива жидкости снабжена карманом и патрубком слива жидкости с сепаратора, карман выполнен в виде отрезка цилиндрической трубы, вварен в нижнюю часть емкости для слива жидкости и частично размещен внутри нее, карман на нижнем торце снабжен лючком, а на боковой поверхности кармана, за габаритами емкости для слива жидкости, размещен штуцер для отвода жидкости, во внутренней полости кармана концентрично размещена нижняя часть патрубка для слива жидкости после тарелки, при этом верхний торец кармана размещен выше максимального допустимого уровня жидкости.
На фиг. изображена принципиальная схема сепаратора.
Горизонтальный сепаратор включает в себя две цилиндрические емкости. Верхняя емкость 1 - сепарационная, нижняя - емкость для слива жидкости 2, соединены между собой патрубком слива жидкости 3 и патрубком выхода газа дегазации 4. При этом емкости образуют единую конструкцию.
В сепарационной емкости 1 последовательно установлены центробежный элемент 5 на входе, далее - жалюзийная решетка 6, тарелка 7 и патрубок выхода газа 8. На тарелке 7 размещены сепарирующие элементы 9, например, коалесцирующие. Полость сепарационной емкости 1, расположенная за сепарирующими элементами 9, соединена с полостью емкости для слива жидкости 2 патрубком слива жидкости 10 после тарелки 7. Емкость для слива жидкости 2 снабжена карманом 11 и патрубком 12 слива жидкости с сепаратора. Карман 11 выполнен из отрезка цилиндрической трубы и вварен в нижнюю часть емкости для слива жидкости 2. Верхняя часть кармана 11 размещена внутри емкости для слива жидкости 2, а нижняя - за габаритами упомянутой емкости. На нижнем торце кармана 11 размещен лючок 13, а на нижней боковой части кармана 11 установлен штуцер для отвода жидкости 14. Верхний торец кармана 11 размещен выше максимального допустимого уровня жидкости. Максимальный допустимый уровень жидкости в емкости для слива жидкости 2 должен быть не более 2/3 диаметра емкости, оставляя газовую подушку для дегазации отсепарированной жидкости.
Горизонтальный сепаратор работает следующим образом:
Сырой газ поступает на вход сепарационной емкости 1, в центробежный элемент 5, где происходит предварительное отделение жидкой фазы. После этого газ проходит через жалюзийную решетку 6, где происходит частичное осаждение капель жидкости и равномерное распределение потока газа по сечению аппарата. Отбившаяся жидкость сливается в емкость для слива жидкости 2 через патрубок слива жидкости 3. Далее газ идет через сепарирующие элементы 9, где происходит укрупнение и отделение от газа мелкодисперсных капелек жидкости и их слив к тарелке 7, затем жидкость с тарелки 7 сливается через патрубок для слива жидкости 10 после тарелки 7 в карман 11. После полного заполнения кармана 11 жидкость сливается в емкость для слива жидкости 2.
Условием предотвращения вторичного уноса жидкости является то, что сопротивление жалюзийной решетки 6 и сепарирующих элементов 9 должно быть меньше, чем давление столба жидкости между уровнем жидкости в емкости для слива жидкости 2 и дном сепарационной емкости 1. Газ дегазации из емкости для слива жидкости 2 поступает в сепарационную емкость 1 перед тарелкой 7.
При увеличении сопротивления сепарирующих элементов 9 уровень жидкости в кармане 11 будет повышаться. При заполнении кармана 11 жидкостью и дальнейшем повышении сопротивления на сепарирующих элементах 9 может возникнуть внештатная ситуация, вызванная достижением критического перепада между давлением сырого газа на входе и давлением сухого газа в патрубке выхода газа 8. Это приведет к прорыву сырого газа через патрубок слива жидкости 3 в полость емкости для слива жидкости 2. Сырой газ через карман 11 и патрубок слива жидкости 10 после тарелки 7 будет поступать в полость сепарационной емкости 1, размещенную за тарелкой 7 и через патрубок выхода газа 8 - в газопровод. При этом в полости сепарационной емкости 1 резко поднимется давление, которое контролируется датчиком перепада давления или дифференциальным манометром (на фиг. не показано), что будет служить сигналом для остановки работы сепаратора до выяснения причин сложившейся ситуации и устранения неисправности.
Преимущество заявляемого технического решения состоит в том, что в прорвавшийся сырой газ, проходящий мимо сепарационных элементов 9, попадет небольшое количество жидкости, равное сумме объемов кармана 11 и патрубка слива жидкости 10 после тарелки 7. У известных аналогичных сепараторов при аварийной ситуации из емкости для слива жидкости будет выноситься в газопровод вся жидкость, находящаяся выше нижнего торца патрубка слива жидкости 10 после тарелки 7, т.е. в газопровод попадет большой объем жидкости, что может привести к аварии, например, загидрачиванию теплообменников на УКПГ.
Штуцер 14 и лючок 13 на кармане 11 позволяют при профилактических работах слить жидкость из сепарационной емкости 1, патрубка слива жидкости 10 после тарелки 7 и кармана 11. Из сепаратора в целом жидкость сливается через патрубок 12 слива жидкости с сепаратора.