Центробежная камера очистки технологического аэрогидропотока

Полезная модель относится к устройствам для очистки газа от жидких и твердых примесей, в частности к очистке технологического аэрогидропотока с использованием центробежных сил, возникающих при вращении потока, и может быть использовано на газовых и нефтяных промыслах, для очистки природного газа, транспортируемого по магнистральным трубопроводам, перед поступлением его на газораспределительные станции.
Известно устройство для очистки газа от жидкости, содержащее корпус с патрубками ввода газожидкостного потока и вывода очищенного газа и отделенной жидкости, расположенный в корпусе и образованный присоединенной к входному патрубку цилиндрической форкамерой, переходящей в трубу Вентури, проточный канал с дренажными отверстиями, расположенными до горловины трубы Вентури, диффузор которой установлен выходным концом с зазором к корпусу, причем дренажные отверстия выполнены в виде щелей в стенке форкамеры, расположенных рядами по винтовой линии, форкамера снабжена винтовыми ребрами, установленными на ее внутренней поверхности между рядами щелей, в пространстве между корпусом и форкамерой размещен фильтрующий материал, патрубок вывода очищенного газа снабжен насадком в виде усеченного конуса, большим основанием, присоединенным к его входному концу (см. авт. свид. СССР №1722540, по МПК B01D 45/12, заявлено 23.03.1987 г.).
Недостатками известного устройства является сложность конструкции, невысокая интенсификация процесса разделения газо-жидкостной смеси.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для очистки газа от жидкости «прямоточно-центробежный сепаратор», содержащее выполненный с окнами входа и выхода корпус, с выводными сборниками для примесей в нижней части для отводящих фракций примесей, расположенные внутри корпуса сепарационную камеру с закручивателями аэрогидропотока. Корпус выполнен в виде наружной цилиндрической трубы, со встроенной сепарационной камерой в виде цилиндрической трубы, в которой перед перегородкой, разделяющий кольцевую полость на входную часть и коллектор сбора уловленной фазы, размещен тангенциальный завихритель, а на выходе из сепарационной камеры - патрубок отвода очищенного газа, имеющий меньший диаметр, чем труба сепарационной камеры и образующий с ее внутренней стенкой приемную кольцевую щель для вывода уловленной фазы, причем за приемной кольцевой щелью на стенке трубы сепарационной камеры выполнены продольные сквозные тангенциальные каналы с острыми входными кромками, на выходе из которых к нижней части коллектора присоединен в виде тройника вертикально направленный патрубок сбора уловленной фазы, при этом в кольцевой полости за коллектором последовательно установлены два инерционных отделителя, первый из которых выполнен как осевой лопаточный завихритель, а второй - в виде сквозных тангенциальных каналов, размещенных в верхнем секторе выходного конца патрубка отвода очищенного газа (см. патент РФ №2125905 по МПК B01D 45/12, опубл. 10.02.1999.).
Недостатками известного устройства является невысокая интенсификация процесса разделения газо-жидкостной смеси, которая обусловлена повышенным гидравлическое сопротивление устройства, связанное с наличием большого числа местных сопротивлений, а также сложность конструкции с повышенной материалоемкостью.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является повышение интенсивности процесса разделения газо-жидкостной смеси с увеличенной степенью отделения от мелких примесей с тремя ступенями очистки газо-жидкостной смеси и упрощение конструкции.
Технический результат достигается тем, что в центробежной камере очистки технологического аэрогидропотока, содержащей выполненный с окнами входа и выхода корпус, с выводными сборниками в нижней части для отводимых фракций примесей, расположенные внутри корпуса закручиватели аэрогидропотока, согласно полезной модели корпус состоит из двух конусообразных частей с закручивателями аэрогидропотока, образующих сепарационную камеру с входной сепарационной секцией в виде диффузора и выходной сепарационной секцией в виде конфузора, причем закручиватели аэрогидропотока выполнены в виде спиральных каналов, внутри корпуса коаксиально встроена центральная труба с перфорацией, торец которой с регулируемым клапаном расположен на выходе выходной секции, снабженной конечным отделителем примесей с выводным сборником, выполненным в виде кожуха, охватывающего часть конечного участка корпуса, выполненного с перфорацией.
На фиг. 1 - схема процесса отделения примесей газо-жидкостной смеси; на фиг. 2 - сечение А-А; фиг. 3 - сечение Б-Б; и фиг. 4 - сечение В-В; на фиг. 5 изображен фрагмент Г.
Центробежная камера содержит корпус, состоящий из двух конусообразных частей, образующих сепарационную камеру с входной секцией в виде диффузора 1 и выходной секцией в виде конфузора 2 с закручивателями аэрогидропотока, выполненными в виде входных 3 и выходных 4 спиральных каналов.
Внутри корпуса коаксиально встроена центральная труба 5 с перфорацией, торец которой с регулируемым клапаном 6 расположен на выходе выходной секции, снабженной конечным отделителем примесей 7, выполненным в виде кожуха с боковыми стенками, охватывающего часть конечного участка корпуса, выполненного с перфорацией 8.
Нижняя часть корпуса выполнена с перфорационными отверстиями сообщающимися с отводами примесей для диффузора 9 и для конфузора 10 Конечный отделитель примесей 7 выполнен с выходным сборником примесей 11. Сепарационная камера выполнена с окнами входа 12 и выхода 13.
Количество спиральных витков закручивателей аэрогидропотока и их геометрические размеры зависят от технологических параметров, количества газо-жидкостной смеси и ее физико-химических свойств.
Центробежная камера очистки технологического аэрогидропотока работает следующим образом.
Аэрогидропоток с примесями вводят через окно входа 12 в диффузор 1, где приобретает вращение за счет того, что газ вместе жидкостью проходит по спиральному каналу, создавая Крутящий момент всему потоку. Посредством взаимодействия расширяющего потока с входными спиральными каналами 3 осуществляется его деление и закручивание вокруг центральной трубы 5. При этом возникающая в результате вращения потока центробежная сила перемещает примеси к стенке диффузора 1 и осуществляется их вывод в отвод примесей для диффузора 9 наиболее крупных примесей.
При этом в диффузоре 1 осуществляется деление аэрогидропотока на N-е количество, что позволяет сепарировать примеси в более узких потоках, что приводит к повышению эффективности.
Сформированный аэрогидропоток вводится в конфузор 2, где аэросмесь перемещается в осевом направлении и закручивается N-м количеством спиралей, соответствующим количеству в конфузоре 2.
При ускорении потока в конфузоре 2 наблюдается ускоренный эффект отделения примесей.
В процессе этого движения через центральную трубу 5 поступает чистый воздух, который отдавливает наиболее легкие частицы к стенке конфузора 2. Подачу чистого воздуха регулирует регулируемый клапан 6.
По мере продвижения аэрогидропотока примеси перемещаются в отводы примесей 9 и 10 для диффузора и конфузора, а также в выходной сборник примесей 11.
Это обеспечивает интенсивность перемещения примесей в отводы примесей 9 и 10 для диффузора и конфузора, а также в выходной сборник примесей 11 что позволяет сепарировать примеси, транспортируемые аэрогидропотоком.
Посредством конечного отделителя примесей 7 с перфорацией 8 осуществляется окончательное отделение наиболее тонких примесей. Очищенный аэрогидропоток в дальнейшем поступает в магистральный трубопровод для потребителя.
Применение предложенной центробежной камеры очистки технологического аэрогидропотока позволяет осуществить увеличение технологической эффективности очистки от примесей. снизить энергозатраты и обеспечить расширение сферы использования вследствие высокой степени дифференцированного отделения крупных и мелких частиц.