Газорідинний сепаратор

1. Газорідинний сепаратор, що містить у собі корпус з патрубками вводу газорідинної суміші і виходу газу та рідини, а також розташований у корпусі коагулятор, який складається з основи, з розташованим у ньому вихровим елементом, який, в свою чергу, складається з корпусу та завихрювача, дренажні труби та встановлений перед патрубком виходу газу краплевідбивач, який відрізняється тим, що у кільцевому просторі між C2 2 (19) 1 3 80443 4 цьому більш важкі краплі під дією відцентрових забезпечує ні належної коагуляції часток, що знасил почнуть переміщуватися від обичайки до стінходяться у газі, ні високої ефективності сепарації. ки корпусу сепаратора. При цьому вони будуть Метою винаходу є підвищення ефективності пронизувати в радіальному напрямку усі шари розділення газорідинних потоків. газового потоку, зіштовхуючись з більш дрібними Поставлена мета досягається тим, що у газокраплями, що буде також супроводжуватись прорідинному сепараторі, який складається, як і відоцесом коагуляції крапель, що знаходяться в газі. мий, з корпусу з патрубками вводу газорідинної Крім того, так як газорідинний потік буде рухасуміші та виходу газу та рідини, а також з розтатися у каналі, що звужується та розширюється, то шованого у корпусі коагулятору, який містить у у самому вузькому перетину каналу величина відсобі основу з розташованим у ньому вихровим центрових сил буде значно більше, ніж на виході з елементом, що складається з корпусу та придифузору. Тому під дією більш високих відцентрострою, що закручує, дренажних труб та встановвих сил біля стінки корпусу сепаратора будуть леного перед патрубком виходу газ краплевідбійзнаходитися настільки дрібні краплі, що при звиника, на відміну від відомого сепаратора в чайних швидкостях, які мають місце на виході з кільцевому просторі між корпусом вихрового еледифузору, впливу відцентрових сил практично б менту та корпусом сепаратора встановлена перене піддавалися. городка з розташованою на ній криволінійною обиБудучи відкинутими в зоні розташування горчайкою, які створюють з основою коагулятора та ловини до стінки корпусу сепаратора, ці краплі на стінкою корпусу сепаратора криволінійний канал, виході з дифузору також будуть знаходитись в що звужується та розширюється. периферійної зоні сепаратора, а не розосереджеКрім того, криволінійна обичайка у поперечноними по усьому перетину дифузору, що забезпему перетину має форму кривої, яка має, принаймчить їх більш ефективне виділення з газового поні, одну точку перегину. току. Крім того, криволінійна обичайка може бути На фіг.1 зображений загальний вигляд сепаскладена з декількох частин, що зміщені одна по ратора, на фіг.2 - перетин Б-Б , на фіг.3 - перетин відношенню до другої зі створенням щілин, які А-А (варіант 1), на фіг.4 - перетин А-А (варіант 2). направлені назустріч руху газорідинного потоку. Газорідинний сепаратор містить у собі корпус Простір, що при цьому створений корпусом вихро1 з патрубками вводу газорідинної суміші 2 та вивого елементу та криволінійною обичайкою, з'єдходу газу 3 і рідини 4. Усередині корпусу розташонується з низом корпусу сепаратору за допомогою ваний коагулятор, що складається з основи 5 та дренажної труби. розташованого на ньому вихрового елементу, який Таке конструктивне виконання газорідинного в свою чергу складається з корпусу 6 та розташосепаратора придає газорідинному потоку на вході ваного в ньому завихрювача 7. Для виводу крав сепаратор режим нерівномірного обертання. пель рідини з верхньої частини сепаратора в його Дійсно, рухаючись в криволінійному каналі, що нижню частину на основі коагулятора змонтована звужується та розширюється, газорідинний потік дренажна труба 8. В верхній частині сепаратора піддається, на відміну від відомих вихрових газорозташований краплевідбійник 9, що виконаний, рідинних сепараторів, прискоренню у частині канаприклад, з жалюзійної насадки. В кільцевому налу, що звужується, та гальмуванню у частині просторі між корпусами вихрового елементу 6 та каналу, що розширюється. При цьому частки рідисепаратора 1 нижче вхідного патрубку 2 розташони, що знаходяться у газі, у відповідності з другим вана перегородка 10, на якій встановлена криволізаконом Ньютона, будуть здобувати прискорення, нійна обичайка 11, що у поперечному перетину які обернено пропорційні їх масам, тобто більш має форму кривої, на якій є точка перегину 12. дрібні краплі будуть прискорюватися в конфузорі Передньою кромкою обичайка 11 кріпиться до козначно інтенсивніше, ніж крупні, та навпаки, в дирпусу сепаратора 1, а задньою - до корпусу вихрофузорі вони будуть значно інтенсивніше гальмувавого елемента 6. При цьому завдяки своїй формі тися. В обох випадках, тобто і в конфузорі та в вона створює з корпусом сепаратора 1 криволінійдифузорі, за рахунок виникаючих через різницю ний канал, що звужується та розширюється, який прискорень відносних швидкостей між частками складається з конфузору 13, горловини 14 і дифурідини різної дисперсності будуть мати місце зіткзору 15. Можливе виконання криволінійної обичайнення між дрібними та крупними частками, в реки 11 з двох частин - криволінійних пластин 16 та зультаті чого крупні краплі будуть коалесцирувати 17. При такому виконанні пластини повинні бути з більш дрібними, що приведе до коагуляції часток зміщеними по відношенню одна до одної зі ствота, таким чином, буде забезпечено підвищення ренням щілини 18, яка розташована в зоні розміефективності сепарації крапель з газорідинного щення точки перегину 12 та орієнтована назустріч потоку. руху газорідинного потоку. Простір між корпусом Подібні процеси будуть мати місце і на дільвихрового елементу 6 та криволінійною пластиною ниці, яка розташована в зоні розміщення лінії пе17 з'єднується з нижньою частиною корпусу сепарегину обичайки. До лінії перегину газорідинний ратора 1 за допомогою дренажного трубопроводу потік буде огинати увігнуту криволінійну поверхню. 19. В результаті виникаючих при цьому відцентрових Газорідинний сепаратор працює наступним сил крупні краплі, як більш важкі, будуть перемічином. Газорідинний потік поступає в сепаратор по щуватися до поверхні обичайки, витісняючи при вхідному патрубку 2 та попадає у криволінійний цьому більш легкі частки рідини. За зоною розміканал прямокутного перетину, що створений крищення лінії перегину газорідинний потік почне огиволінійною обичайкою 11, корпусом 1, основою нати опуклу, а не увігнуту частину обичайки. При 5 80443 6 коагулятора 5 та перегородою 10. Завдяки тому, ково закручуються та у вигляді висхідного потоку що криволінійна обичайка 11 має у поперечному поступає у верхню частину корпусу сепаратора 1, перетину форму увігнуто-опуклої кривої, яка має, де, як у відомих відцентрових краплевловлювачах, принаймні, одну точку перегину і, крім того, ствоздійснюється розділення газу та рідини, а саме: рює з корпусом сепаратора 1 криволінійний канал, частки рідини по стінці корпусу 1 стікають на оснощо звужується та розширюється, рух газорідиннову коагулятора 5 і далі по дренажному трубопрого потоку буде приймати характер нерівномірного воду 8 направляються в нижню частину сепаратообертання, що характеризується виникненням ра, а звільнений газ далі проходить високих відносних швидкостей між частками потокраплевідбійник 9, де остаточно звільнюється від ку як в тангенційному, так і в радіальному напрямкрапель рідини і далі по патрубку З виводиться з ках. Відносні тангенційні швидкості будуть виклисепаратора. кані тим, що поступаючи в канал, який то У випадку, коли криволінійна обичайка склазвужується, то розширюється, частки газорідиннодається з двох частин (див. фіг.4), здійснюється го потоку будуть здобувати прискорення, згідно з додатково виділення крапель рідини, як у відомих другим законом Ньютона, які обернено пропорційні колених краплевловлювачів, ще до надходження їх масам. Тобто більш дрібні краплі будуть розгагазорідинного потоку у конфузорну дільницю кананятися та гальмуватися більш інтенсивно, ніж лу 13. Дійсно, під впливом відцентрових сил, крапбільш крупні. Це приведе до їх зіткнення та подалі рідини відкидаються до криволінійної пластини льшої коагуляції. 16 і далі через щілини 18 попадають у порожнину, При огинанні криволінійної обичайки у зоні яка створена криволінійною обичайкою 17 і корпурозташування лінії перегину 12 буде мати місце сом вихрового елементу 6. З цієї порожнини далі зміна напрямків відцентрових сил, які діють на краплі рідини виводяться в нижню частину корпусу частки, а саме: на увігнутій дільниці до точки пересепаратора по дренажному трубопроводу 19. гину відцентрові сили будуть направлені до ценТаким чином, в сепараторі, який пропонується, тральної вісі сепаратора, а за точкою перегину, на мають місце такі стадії впливу на газорідинний опуклій дільниці, - від центральної вісі сепаратора. потік з метою забезпечення високої ефективності В результаті буде мати місце радіальне перемісепарації, а саме: щення часток рідини з різними прискореннями, що - перетворення поступового руху потоку у обеприведе до їх зіткнення та подальшої коагуляції. ртовий з метою виділення крапель рідини у колінПри проходженні горловини 14, тобто дільниці, ному інерційному краплевловлювачі на вході в де мають місце максимальні швидкості частки поапарат; току, виникають максимальні відцентрові сили, під - придания руху газорідинного потоку характевпливом яких у периферійній зоні каналу зосереру нерівномірного обертання у криволінійному джуються найбільш дрібні краплі рідини. В резульканалі, що звужується та розширюється з метою таті на виході з дифузорної частини криволінійного укрупнення крапель рідини для більш їх повного каналу, частки, що знаходяться у газовому потоці, виділення при подальшому русі їх в сепараторі; будуть, по-перше, зкоагулірованими, по-друге, - виділення крапельної рідини в циклонному зосередженими у периферійній зоні каналу, що краплевловлювачі; буде сприяти підвищенню ефективності їх сепара- виділення крапельної рідини у вихровому ції. елементі; Далі, на виході з дифузору газорідинний потік - виділення крапельної рідини в жалюзійному закручується, в результаті чого частки рідини осікраплевловлювачі. Пропонуємий апарат може дають у нижній частині корпусу 1, а звільнившийся бути використаний у процесах та апаратах підговід них газ поступає в корпус вихрового елементу товки природного газу до транспорту та у проце6, в якому розташований завихрювач 7. Пройшовсах очистки відпрацьованих газів. ши через завихрювач 7, газорідинний потік додат 7 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 80443 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601